電氣工程大型接地網(wǎng)測試方法探討

向金水

摘 要：大型變電站接地網(wǎng)是整套電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，而對接地網(wǎng)進(jìn)行定期的測試，則是變電站維持平穩(wěn)、安全運(yùn)行的重要措施。基于上述背景，該文采用綜述歸納的方式，對國內(nèi)外常用的大型變電站接地網(wǎng)測試方法進(jìn)行了總結(jié)，詳細(xì)分析了各種接地網(wǎng)測試方法的技術(shù)特點、操作流程等內(nèi)容，以期為同類課題的研究提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：大型變電站 接地網(wǎng) 測試方法

中圖分類號：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（a）-0087-01

1 變電站接地網(wǎng)測試概述

變電站接地網(wǎng)測試，是變電站系統(tǒng)維護(hù)中的常規(guī)工作，其實質(zhì)便是對變電站接地網(wǎng)的接地電阻進(jìn)行測量。整體上看，大型變電站接地網(wǎng)的測試，所涵蓋的技術(shù)要求、技術(shù)方法十分繁多，每一種方法又各有特點，為使研究的重點突出，該文僅對幾種常見的變電站接地網(wǎng)測試方法進(jìn)行歸納分析。

2 大型變電站接地網(wǎng)測試技術(shù)分析

2.1 夾角補(bǔ)償測試技術(shù)

夾角補(bǔ)償測試法是大型變電站接地網(wǎng)測試中的常用技術(shù)。在具體的測試中，技術(shù)人員利用布極位置的偏移、電壓極與電流極與接地網(wǎng)之間的夾角作為測量參照指標(biāo)，對變電站接地網(wǎng)的接地電阻進(jìn)行測試。

2.1.1 測試操作流程

第一，假定大型變電站接地極半徑為a，接地極為G，電壓極和電流極分別為P和C，電流I從G點流入，C點流出。

第二，G、P兩點在接地極G點作用下，形成電位差U1，而G、P兩點在電流極C點作用下，形成的點位差為U2。

第三，G、P兩點的被測電壓值U=U1+U2，而接地電阻值R=U/I。

2.1.2 注意事項

第一，在應(yīng)用夾角補(bǔ)償測試技術(shù)時，布極位置、土壤電阻率等因素，對測試的結(jié)果將產(chǎn)生一些影響，因此，在測試之前，技術(shù)人員應(yīng)對上述環(huán)境參量進(jìn)行提前測定，盡量避免應(yīng)環(huán)境參量不達(dá)標(biāo)，造成的測量誤差。

第二，在操作過程中，為控制測量誤差，技術(shù)人員可將電流極的位置布放在距離地網(wǎng)中心約2.5～30C處（C即為接地網(wǎng)最大對角線的長度），如此一來，一般能將測量的誤差控制在10%以內(nèi)，符合工程測試精度要求。

2.1.3 綜合評述

應(yīng)用夾角測試技術(shù)，對大型變電站接地網(wǎng)進(jìn)行測試，具有計算簡便、施工便利，容易獲取數(shù)據(jù)等優(yōu)點。但存在參數(shù)受周邊環(huán)境影響較大、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度不夠高等缺陷，因此，在日常測量應(yīng)用中，技術(shù)人員可在應(yīng)用夾角測量法獲取數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用其他接地網(wǎng)測試技術(shù)，獲取多組數(shù)據(jù)。

2.2 工頻大電流測試技術(shù)

工頻大電流法是一種廣泛應(yīng)用于大型變電站接地網(wǎng)測試的技術(shù)方法，也稱為“電壓-電流表法”。在具體的操作中，技術(shù)人員通常需要應(yīng)用380V隔離變壓器作為供電電源，對電網(wǎng)AB相進(jìn)行供電，再換向為BA相供電，以此消除工頻干擾，并獲取電壓，同時，對接地網(wǎng)中注入電流，通過對電壓電流值的換算，計算出變電站接地網(wǎng)中的電阻及其他參數(shù)。

2.2.1 測試操作流程

應(yīng)用工頻大電流法對大型變電站接地網(wǎng)進(jìn)行測試的操作應(yīng)遵循如下流程（設(shè)A為接地體與電壓極之間的距離，B為接地體與電流極之間的距離；D為變電站對角線長度）。

第一，采用“三角形法”布置電流電壓極，并保證A=B=3D，同時，電流和電壓的夾角a=30°。

第二，采用“對角測量法”，分別對接地體的三個角度點測量點電壓進(jìn)行測量，得到電壓值Uab、Uca和Ubc，同時獲取三點上的電流值Ia、IC和Ib。

第三，應(yīng)用公式“（Ubc2+ Uca2+ Uab2-3U2）/ （Ia2+ IC2+Ib2-3I2）”計算被測變電站接地網(wǎng)上的電阻，式中，U和I分別為干擾電壓和干擾電流值。

2.2.2 注意事項

應(yīng)用工頻大電流法對大型變電站接地網(wǎng)進(jìn)行測試時，需要注意以下幾方面內(nèi)容。

第一，測量時，應(yīng)維持電源頻率f=50HZ，從而為測試提供良好的電環(huán)境。

第二，在選用測量儀器時，應(yīng)保證所有儀器的精準(zhǔn)級在0.5級以上，且應(yīng)使截流導(dǎo)線的截面積大于2mm2，與接地體之間的連接應(yīng)保證良好。

2.2.3 綜合評述

工頻大電流測量法，具有高信噪比，低干擾的優(yōu)點，因此，所測量的數(shù)據(jù)具有較高的精準(zhǔn)度，常用在大型變電站高精度接地網(wǎng)電阻的測量過程中。然而，該種方法也存在一些缺陷，例如，由于測試電流較大，容易產(chǎn)生較強(qiáng)的互感，會對測試結(jié)果帶來一些負(fù)面影響；此外，在實際操作中，該種方法需要借助笨重的設(shè)備完成，使得測試的成本、難度增加不少。

2.3 變頻電流測試技術(shù)

變頻電流測試技術(shù)也是一種被技術(shù)人員應(yīng)用在大型變電站接地網(wǎng)測試中的方法。該種方法可用于500kV以上大型變電站接地網(wǎng)電阻的測試，效果良好。

2.3.1 測試操作流程

第一，采用補(bǔ)償法，確認(rèn)電壓極的位置。

第二，保證正、反相測量電流有效值不變，計算工頻測量阻抗值Zg和三倍工頻測量阻抗值Z3。

第三，利用上述數(shù)據(jù)，計算得出變電站接地網(wǎng)電阻值為：R地=。

2.3.2 注意事項

第一，為使接地電阻測量值不受頻率感性分量的變化影響，在測試中，技術(shù)人員應(yīng)控制好外部電流的頻率，或采用異頻法消除工頻地電流干擾。

第二，在此時過程中，應(yīng)保證測量電流的頻率與工頻頻率的偏差<10HZ，以免產(chǎn)生誤差。

2.3.3 綜合評述

變頻電流測量技術(shù)能夠有效消除測量過程中的互感應(yīng)干擾、電磁干擾，與瓦特表法相結(jié)合，能夠同時獲取2個變電站接地網(wǎng)的阻值，具有測量精度高、互相印證性強(qiáng)等優(yōu)勢，是大型變電站接地網(wǎng)電阻測量的優(yōu)選方法。但該種方法也存在計算過程復(fù)雜的特點，因此，對測量技術(shù)人員業(yè)務(wù)水平的要求也較高。

3 結(jié)語

該文詳細(xì)分析了夾角補(bǔ)償法、工頻大電流法和變頻電流法三種大型變電站接地網(wǎng)測試的測試流程、注意事項，并采用對比評述的思維，對三種測量技術(shù)的優(yōu)缺點進(jìn)行了分析。當(dāng)然，關(guān)于大型變電站接地網(wǎng)測試的相關(guān)技術(shù)還有很多，因此，該文的后續(xù)研究公眾仍有待進(jìn)一步深入。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉寶成.低電壓大電流法檢測接地網(wǎng)技術(shù)研究[J].電力建設(shè)，2006（2）：33.

[2] 張波，崔翔.大型變電站接地網(wǎng)的頻域分析方法[J].中國電機(jī)工程學(xué)報，2002（3）：77.