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導(dǎo)航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 電力安全論文>>正文

桿塔分流對(duì)大型接地網(wǎng)接地阻抗測(cè)量的影響分析

文檔作者：楊文良何勇楊建宏趙晨袁三喜文檔來(lái)源： 1．內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院 2．內(nèi)蒙古國(guó)電能源投資有限公司電力工程技術(shù)研究院 3．北方聯(lián)合電力有限責(zé)任公司烏拉特發(fā)電廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年07月28日
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內(nèi)蒙古電力技術(shù)
INNER MONG0LIA ELECTRIC POWER 2014年第32卷第5期
doi：lO．3969~．issn．1008-6218．2014．05．008
桿塔分流對(duì)大型接地網(wǎng)接地阻抗測(cè)量的影響分析
楊文良 ，何勇 ，楊建宏 ，趙晨 。袁三喜。
(1．內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院，呼和浩特010020；2．內(nèi)蒙古國(guó)電能源投資有限公司電力工程技術(shù)研究院，呼和浩特010080；
3．北方聯(lián)合電力有限責(zé)任公司烏拉特發(fā)電廠，內(nèi)蒙古巴彥淖爾014407)
摘要：針對(duì)與發(fā)電廠、運(yùn)行變電站接地網(wǎng)相連的架空避雷線、電力電纜外護(hù)套分流電流導(dǎo)
致的接地網(wǎng)接地阻抗測(cè)量誤差問(wèn)題，提出了利用桿塔分流測(cè)量技術(shù)精確測(cè)量接地網(wǎng)阻抗的方
法，即向接地網(wǎng)注入異頻測(cè)試電流，由在測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量設(shè)備主機(jī)實(shí)時(shí)采樣、記錄測(cè)試電流幅值
和相角，將測(cè)試電流波形信號(hào)在測(cè)量區(qū)域無(wú)線發(fā)射。同時(shí)，在變電站出線各構(gòu)架基腳處接收
： 該信號(hào)，用柔性羅氏線圈測(cè)量各構(gòu)架基腳所流過(guò)的異頻電流的模值和相角，進(jìn)而確定分流電
流值并計(jì)算分流電流和，在測(cè)試電流中去除該分流電流和，準(zhǔn)確計(jì)算出接地網(wǎng)的實(shí)際電流值
及接地網(wǎng)接地阻抗值。該方法可提高大型接地網(wǎng)接地特性參數(shù)測(cè)試的準(zhǔn)確性。
關(guān)鍵詞：大型接地網(wǎng)；接地阻抗；桿塔分流；相位差；向量測(cè)量
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 中圖分類號(hào)：TM862
文章編號(hào)：10o8—6218(2014)05一O034—04
Study of Tower Shunt Current Effect on Accurate Measurement
of Grounding Impedance
Yang Wenliang’，He Yong ，Yang Jianhong2，Zhao Chen ，Yuan Sanxi
(1．1nner Mongolia Power Research Institute．Hohhot 010020；2．Inner Mongolia Electric Power Engineering Research
Institute，Hohhot 010080；3．Wulate Power Plant，Inner Mongolia Bayannur 014407)
Abstract：Aimed at the problem that the ground impedance measuring existed deviation
to the shunt current of overhead ground wires and power cables outer sheath
connected with the power plants or substations， proposed a measuring method based on
wireless transmission principle．Firstly，the amplitude and phase of the different-frequency
test curent were recorded at the measuring point in real time as a reference waveform
signal，and the current waveform was transmitted to the field outlet structure wirelessly．
These signals were collected at the structure foots， from where the phase difference of
current was measured using flexible Rogowski coils．Then，the shunt vector was subtracted
from the tested curent vector to acquire actual injecting current through grounding
network， in which way could improve the test accuracy of large grounding characteristic
parameters．
Key words：large—scale grounding
{
i power towers；phase difference；vector
I
grid；ground impedance；shunt curent of the el
measurem ent
【收稿日期】2014—03—3 1；[修改日期】2014—09—21
【作者簡(jiǎn)介】楊文良(1987一)，男，河北人，學(xué)士，助理工程師，從事高電壓試驗(yàn)及電力系統(tǒng)接地技術(shù)研究1二作。
2014年第32卷第5期 楊文良，等：桿塔分流對(duì)大型接地網(wǎng)接地阻抗測(cè)量的影響分析 35
0 引言
發(fā)電廠、變電站接地網(wǎng)是保證工作人員人身安
全以及電氣設(shè)備、過(guò)電壓保護(hù)裝置正常工作的重要
裝置，接地網(wǎng)接地阻抗的大小直接反映了電氣裝置
與大地的接觸程度是否良好。根據(jù)~Dtlr 621—
1997交流電氣裝置的接地》的規(guī)定，送電線路的架
空避雷線須直接連到變電站的接地網(wǎng)，在送電線路
各個(gè)桿塔上的避雷線也須直接連到桿塔的接地網(wǎng)
(絕緣避雷線除外)n ，可見(jiàn)，架空線路在接地網(wǎng)接地
阻抗測(cè)試中起到分流人地電流的作用。
《GB 50150--2006電氣裝置安裝工程電氣設(shè)
備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，進(jìn)行接地阻抗值試驗(yàn)時(shí)必
須排除與接地網(wǎng)連接的架空地線、電纜的影響 。
但是，在對(duì)運(yùn)行的發(fā)電廠、變電站進(jìn)行接地網(wǎng)接地
阻抗測(cè)量時(shí)，通常不允許停電進(jìn)行，無(wú)法斷開(kāi)與接
地網(wǎng)相連接的架空地線、電纜。因此，只有精確測(cè)
量架空地線、電力電纜外護(hù)套等對(duì)測(cè)試電流的分流
數(shù)據(jù)，才能進(jìn)一步準(zhǔn)確測(cè)量接地網(wǎng)的接地阻抗。
本文研究如何通過(guò)精確測(cè)量架空地線和電力
電纜外護(hù)套等分流電流的模值和相位差，計(jì)算出接
地網(wǎng)的實(shí)際電流，以實(shí)現(xiàn)接地網(wǎng)接地阻抗的準(zhǔn)確測(cè)
量。
1 架空地線和電力電纜分流電流測(cè)試原理
架空地線、電纜等分流電流對(duì)接地網(wǎng)接地阻抗
測(cè)量的影響原理如圖1f 所示。大型接地網(wǎng)接地阻抗
測(cè)量的基本原理如圖2所示，向被測(cè)接地網(wǎng)注入測(cè)
試電流，，接地網(wǎng)電位升高為 ，則接地阻抗Z=U／I。
被測(cè)接地網(wǎng)
圖1 變電站桿塔分流對(duì)接地阻抗測(cè)試影響示意圖
在測(cè)量運(yùn)行發(fā)電廠、變電站接地網(wǎng)的接地阻抗
時(shí)，若不拆除架空避雷線、電力電纜外護(hù)套，變電站
桿塔及電纜會(huì)分流注入接地網(wǎng)的測(cè)試電流，，直接影
圖2 大型接地網(wǎng)接地阻抗測(cè)量基本原理
流極
響接地阻抗測(cè)試結(jié)果。此時(shí)接地阻抗近似等效模
型如圖3所示。
圖3 運(yùn)行發(fā)電廠、變電站接地網(wǎng)的
接地阻抗近似等效模型
架空地線和電力電纜外護(hù)套分流電流的準(zhǔn)確
計(jì)算方法是：測(cè)量所有架空地線和電纜外護(hù)套等分
流電流模值和相角，進(jìn)行矢量相加，得到分流電流
和。在測(cè)試電流中去除該分流電流和，即得到接地
網(wǎng)實(shí)際電流值，地 ，計(jì)算方法示意圖如圖4所示 1，實(shí)
際接地阻抗Z= Ⅳ地 。
圖中：卜注入接地網(wǎng)的測(cè)試電流向量； 一桿塔分流的
矢量和；j一△，一實(shí)際通過(guò)接地網(wǎng)散流的測(cè)試電流部分(， )，
即實(shí)際接地阻抗的電流計(jì)算取值
圖4 接地網(wǎng)實(shí)際電流矢量計(jì)算方法示意圖
2 桿塔分流電流現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量方法
現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量桿塔分流電流方法如下：
(1)按照《DL／T 475-2006接地裝置特性參數(shù)
1，n __1一
一
一
r f
內(nèi)蒙古電力技術(shù) 2014年第32卷第5期
測(cè)量導(dǎo)則》州《GB／T 17949．1—2000接地系統(tǒng)的土壤
電阻率、接地阻抗和地面電位測(cè)量導(dǎo)則》 的要求，
根據(jù)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)地形和土壤均勻性情況，選擇適當(dāng)?shù)?
測(cè)試方法，在接地網(wǎng)施加異頻測(cè)試電流，測(cè)得帶著
出線避雷線和電纜出線的運(yùn)行發(fā)電廠、變電站接地
網(wǎng)的接地阻抗值。
(2)使用具備測(cè)試電流幅值和相角無(wú)線傳輸
功能的大型接地網(wǎng)測(cè)試系統(tǒng)，向接地網(wǎng)注入偏離工
頻的異頻測(cè)試電流，在測(cè)量點(diǎn)的主機(jī)實(shí)時(shí)采樣、記
錄異頻測(cè)試電流幅值和相角，將測(cè)試電流波形向發(fā)
電廠、變電站接地網(wǎng)場(chǎng)區(qū)無(wú)線發(fā)射。
(3)在變電站出線構(gòu)架(包括與之有金屬連接
的其他金屬構(gòu)架)地面各基腳處，用具有測(cè)試電流
幅值和相角及無(wú)線接收功能的多功能選頻電壓電
流表，調(diào)整測(cè)量頻率使之與測(cè)試電流頻率相同，接
收測(cè)試電流幅值和相角的基準(zhǔn)波形信號(hào)。
(4)用柔性羅哥夫斯基線圈測(cè)量與出線架空
地線存在金屬連接且可能對(duì)測(cè)試電流產(chǎn)生分流的
各構(gòu)架基腳(甚至包括接地網(wǎng)與主接地網(wǎng)連接的終
端塔基腳)，以及出線電纜溝內(nèi)電纜簇所流過(guò)的與
測(cè)試電流同頻率的電流的模值和相角。在測(cè)試過(guò)
程中多功能選頻電壓電流表將自動(dòng)比較每個(gè)分流
電流與測(cè)試電流基準(zhǔn)向量的相位差，通過(guò)邏輯比
對(duì)，得到電流的方向，從而區(qū)分構(gòu)架的分流或環(huán)流，
并將在割集內(nèi)循環(huán)而不向外流動(dòng)的構(gòu)架環(huán)流電流
分量剔除，以提高測(cè)量準(zhǔn)確性。
(5)記錄各構(gòu)架基腳和電纜溝中電纜簇的向
外流向的分流電流模值，以及分流電流與測(cè)試電流
之間的相角差。
(6)以測(cè)試電流， 0。作為基準(zhǔn)值，計(jì)算分流電
流和(如圖4所示的電流矢量計(jì)算方法)。計(jì)算公式
為：
，Σ Ox=L 01+，2 02+? +厶 0 。
再用測(cè)試電流基準(zhǔn)值減分流電流和，得到通過(guò)接地
網(wǎng)散流的實(shí)際電流，即：
，地月 O=IL 0。-Ix LOx。
進(jìn)而可計(jì)算架空地線和電纜外護(hù)套等對(duì)測(cè)試電流
的分流系數(shù)，即叼=(，Σ／I)x100％。
(7)精確計(jì)算接地網(wǎng)接地阻抗值z(mì)= 地 ，其
中， 為用多功能選頻電壓電流表實(shí)測(cè)的接地網(wǎng)與
電壓極引線之間電位差；，地 為接地網(wǎng)散流的實(shí)際電
流值。
3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)分析
從2013年5月開(kāi)始，先后選取包頭供電局、呼
和浩特供電局不同電壓等級(jí)、不同線路出線及電纜
出線數(shù)的500 kV變電站3座、220 kV變電站1O座、
l10 kV變電站7座，共計(jì)20座典型變電站，采用
DF9600型大型接地網(wǎng)分流向量測(cè)量裝置，在不拆除
架空避雷線、電力電纜外護(hù)套情況下，進(jìn)行了大型
接地網(wǎng)桿塔分流電流及接地阻抗測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)如
表1—3所示。
通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，帶架空地線及
電纜外護(hù)套情況下測(cè)量的接地網(wǎng)接地阻抗值偏小，
不能反映接地網(wǎng)的真實(shí)情況。
4 結(jié)語(yǔ)
經(jīng)過(guò)理論分析及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試表明，在大型接地網(wǎng)
接地阻抗測(cè)量中，不拆除架空避雷線、電力電纜外
護(hù)套時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行桿塔分流電流的測(cè)量。否則，將
導(dǎo)致接地阻抗測(cè)量值(未考慮分流電流)小于實(shí)際
值，不能真實(shí)反映大型地網(wǎng)接地特性。
桿塔分流電流測(cè)量方法的應(yīng)用，解決了桿塔分
流影響大型接地網(wǎng)接地阻抗準(zhǔn)確測(cè)量的問(wèn)題，大幅
提高已運(yùn)行的發(fā)電廠、變電站接地網(wǎng)的安全狀態(tài)評(píng)
估水平，保證了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)：
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表1 500 kV變電站接地網(wǎng)接地阻抗及分流比測(cè)量結(jié)果
2014年第32卷第5期 楊文良，等：桿塔分流對(duì)大型接地網(wǎng)接地阻抗測(cè)量的影響分析 37
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475-2006接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則[s】．北京：中國(guó)電
力出版社，2006．
【5]全國(guó)建筑物電氣裝置標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)．GB／T
17949．1—2000接地系統(tǒng)的土壤電阻率、接地阻抗和地
面電位測(cè)量導(dǎo)則[s]．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000．
編輯：郭 昆
— _卜一—。+一- 一-—’一-——’一-— 卜-— 卜-+ -——●一一——●一-—-+一-——+一-—+一-+ -+ -+ -+ -+ -—·●一-—+一- —卜-——●一-十-—— 一-+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -
{ 國(guó)家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目“新型可再生能源發(fā)輸電技術(shù)前瞻性研究”通過(guò)驗(yàn)收 {
2014—10—09，國(guó)家電網(wǎng)公司科技部在北京組織召開(kāi)了“新型可再生能源發(fā)輸電技術(shù)前瞻性研
i 究”科技項(xiàng)目驗(yàn)收會(huì)。驗(yàn)收專家組一致認(rèn)為，該項(xiàng)目完成了合同規(guī)定的研究?jī)?nèi)容，同意通過(guò)驗(yàn) i
； 收。項(xiàng)目主要針對(duì)太陽(yáng)能熱發(fā)電和海洋能發(fā)電2種發(fā)電方式進(jìn)行研究，提出未來(lái)技術(shù)發(fā)展空間和 ；
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t 目創(chuàng)新性地提出了太陽(yáng)能熱發(fā)電和海洋能發(fā)電的技術(shù)發(fā)展路線圖，對(duì)國(guó)家新型可再生能源發(fā)展 _f
j 具有戰(zhàn)略性參考意義 j
(信息來(lái)源：http：／／www．365zhanlan．com／xny／20l4／10／1413168440520452．： htm1) ÷ 一 ’
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