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桿塔分流對大型接地網接地阻抗測量的影響分析

文檔作者：楊文良何勇楊建宏趙晨袁三喜文檔來源： 1．內蒙古電力科學研究院 2．內蒙古國電能源投資有限公司電力工程技術研究院 3．北方聯合電力有限責任公司烏拉特發(fā)電廠		點擊數：	更新時間： 2022年07月28日
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內蒙古電力技術
INNER MONG0LIA ELECTRIC POWER 2014年第32卷第5期
doi：lO．3969~．issn．1008-6218．2014．05．008
桿塔分流對大型接地網接地阻抗測量的影響分析
楊文良 ，何勇 ，楊建宏 ，趙晨 。袁三喜。
(1．內蒙古電力科學研究院，呼和浩特010020；2．內蒙古國電能源投資有限公司電力工程技術研究院，呼和浩特010080；
3．北方聯合電力有限責任公司烏拉特發(fā)電廠，內蒙古巴彥淖爾014407)
摘要：針對與發(fā)電廠、運行變電站接地網相連的架空避雷線、電力電纜外護套分流電流導
致的接地網接地阻抗測量誤差問題，提出了利用桿塔分流測量技術精確測量接地網阻抗的方
法，即向接地網注入異頻測試電流，由在測量點的測量設備主機實時采樣、記錄測試電流幅值
和相角，將測試電流波形信號在測量區(qū)域無線發(fā)射。同時，在變電站出線各構架基腳處接收
： 該信號，用柔性羅氏線圈測量各構架基腳所流過的異頻電流的模值和相角，進而確定分流電
流值并計算分流電流和，在測試電流中去除該分流電流和，準確計算出接地網的實際電流值
及接地網接地阻抗值。該方法可提高大型接地網接地特性參數測試的準確性。
關鍵詞：大型接地網；接地阻抗；桿塔分流；相位差；向量測量
文獻標志碼：B 中圖分類號：TM862
文章編號：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
【作者簡介】楊文良(1987一)，男，河北人，學士，助理工程師，從事高電壓試驗及電力系統接地技術研究1二作。
2014年第32卷第5期 楊文良，等：桿塔分流對大型接地網接地阻抗測量的影響分析 35
0 引言
發(fā)電廠、變電站接地網是保證工作人員人身安
全以及電氣設備、過電壓保護裝置正常工作的重要
裝置，接地網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~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，在送電線路
各個桿塔上的避雷線也須直接連到桿塔的接地網
(絕緣避雷線除外)n ，可見，架空線路在接地網接地
阻抗測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
備交接試驗標準》規(guī)定，進行接地阻抗值試驗時必
須排除與接地網連接的架空地線、電纜的影響 。
但是，在對運行的發(fā)電廠、變電站進行接地網接地
阻抗測量時，通常不允許停電進行，無法斷開與接
地網相連接的架空地線、電纜。因此，只有精確測
量架空地線、電力電纜外護套等對測試電流的分流
數據，才能進一步準確測量接地網的接地阻抗。
本文研究如何通過精確測量架空地線和電力
電纜外護套等分流電流的模值和相位差，計算出接
地網的實際電流，以實現接地網接地阻抗的準確測
量。
1 架空地線和電力電纜分流電流測試原理
架空地線、電纜等分流電流對接地網接地阻抗
測量的影響原理如圖1f 所示。大型接地網接地阻抗
測量的基本原理如圖2所示，向被測接地網注入測
試電流，，接地網電位升高為 ，則接地阻抗Z=U／I。
被測接地網
圖1 變電站桿塔分流對接地阻抗測試影響示意圖
在測量運行發(fā)電廠、變電站接地網的接地阻抗
時，若不拆除架空避雷線、電力電纜外護套，變電站
桿塔及電纜會分流注入接地網的測試電流，，直接影
圖2 大型接地網接地阻抗測量基本原理
流極
響接地阻抗測試結果。此時接地阻抗近似等效模
型如圖3所示。
圖3 運行發(fā)電廠、變電站接地網的
接地阻抗近似等效模型
架空地線和電力電纜外護套分流電流的準確
計算方法是：測量所有架空地線和電纜外護套等分
流電流模值和相角，進行矢量相加，得到分流電流
和。在測試電流中去除該分流電流和，即得到接地
網實際電流值，地 ，計算方法示意圖如圖4所示 1，實
際接地阻抗Z= Ⅳ地 。
圖中：卜注入接地網的測試電流向量； 一桿塔分流的
矢量和；j一△，一實際通過接地網散流的測試電流部分(， )，
即實際接地阻抗的電流計算取值
圖4 接地網實際電流矢量計算方法示意圖
2 桿塔分流電流現場測量方法
現場測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
1，n __1一
一
一
r f
內蒙古電力技術 2014年第32卷第5期
測量導則》州《GB／T 17949．1—2000接地系統的土壤
電阻率、接地阻抗和地面電位測量導則》 的要求，
根據測量現場地形和土壤均勻性情況，選擇適當的
測試方法，在接地網施加異頻測試電流，測得帶著
出線避雷線和電纜出線的運行發(fā)電廠、變電站接地
網的接地阻抗值。
(2)使用具備測試電流幅值和相角無線傳輸
功能的大型接地網測試系統，向接地網注入偏離工
頻的異頻測試電流，在測量點的主機實時采樣、記
錄異頻測試電流幅值和相角，將測試電流波形向發(fā)
電廠、變電站接地網場區(qū)無線發(fā)射。
(3)在變電站出線構架(包括與之有金屬連接
的其他金屬構架)地面各基腳處，用具有測試電流
幅值和相角及無線接收功能的多功能選頻電壓電
流表，調整測量頻率使之與測試電流頻率相同，接
收測試電流幅值和相角的基準波形信號。
(4)用柔性羅哥夫斯基線圈測量與出線架空
地線存在金屬連接且可能對測試電流產生分流的
各構架基腳(甚至包括接地網與主接地網連接的終
端塔基腳)，以及出線電纜溝內電纜簇所流過的與
測試電流同頻率的電流的模值和相角。在測試過
程中多功能選頻電壓電流表將自動比較每個分流
電流與測試電流基準向量的相位差，通過邏輯比
對，得到電流的方向，從而區(qū)分構架的分流或環(huán)流，
并將在割集內循環(huán)而不向外流動的構架環(huán)流電流
分量剔除，以提高測量準確性。
(5)記錄各構架基腳和電纜溝中電纜簇的向
外流向的分流電流模值，以及分流電流與測試電流
之間的相角差。
(6)以測試電流， 0。作為基準值，計算分流電
流和(如圖4所示的電流矢量計算方法)。計算公式
為：
，Σ Ox=L 01+，2 02+? +厶 0 。
再用測試電流基準值減分流電流和，得到通過接地
網散流的實際電流，即：
，地月 O=IL 0。-Ix LOx。
進而可計算架空地線和電纜外護套等對測試電流
的分流系數，即叼=(，Σ／I)x100％。
(7)精確計算接地網接地阻抗值z= 地 ，其
中， 為用多功能選頻電壓電流表實測的接地網與
電壓極引線之間電位差；，地 為接地網散流的實際電
流值。
3 現場測量數據分析
從2013年5月開始，先后選取包頭供電局、呼
和浩特供電局不同電壓等級、不同線路出線及電纜
出線數的500 kV變電站3座、220 kV變電站1O座、
l10 kV變電站7座，共計20座典型變電站，采用
DF9600型大型接地網分流向量測量裝置，在不拆除
架空避雷線、電力電纜外護套情況下，進行了大型
接地網桿塔分流電流及接地阻抗測量，測量數據如
表1—3所示。
通過對測量數據進行分析可知，帶架空地線及
電纜外護套情況下測量的接地網接地阻抗值偏小，
不能反映接地網的真實情況。
4 結語
經過理論分析及現場測試表明，在大型接地網
接地阻抗測量中，不拆除架空避雷線、電力電纜外
護套時，應當進行桿塔分流電流的測量。否則，將
導致接地阻抗測量值(未考慮分流電流)小于實際
值，不能真實反映大型地網接地特性。
桿塔分流電流測量方法的應用，解決了桿塔分
流影響大型接地網接地阻抗準確測量的問題，大幅
提高已運行的發(fā)電廠、變電站接地網的安全狀態(tài)評
估水平，保證了電網安全穩(wěn)定運行。
參考文獻：
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1997交流電氣裝置的接地【s】一E京：中國電力出版社，
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[2】國網北京電力建設研究院．GB 50150---2006電氣裝置安
表1 500 kV變電站接地網接地阻抗及分流比測量結果
2014年第32卷第5期 楊文良，等：桿塔分流對大型接地網接地阻抗測量的影響分析 37
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【5]全國建筑物電氣裝置標準化技術委員會．GB／T
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面電位測量導則[s]．北京：中國標準出版社，2000．
編輯：郭 昆
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{ 國家電網公司科技項目“新型可再生能源發(fā)輸電技術前瞻性研究”通過驗收 {
2014—10—09，國家電網公司科技部在北京組織召開了“新型可再生能源發(fā)輸電技術前瞻性研
i 究”科技項目驗收會。驗收專家組一致認為，該項目完成了合同規(guī)定的研究內容，同意通過驗 i
； 收。項目主要針對太陽能熱發(fā)電和海洋能發(fā)電2種發(fā)電方式進行研究，提出未來技術發(fā)展空間和 ；
+ 關鍵點，從電網接納可再生能源大規(guī)模并網的穩(wěn)定性角度出發(fā)，預判存在的安全隱患并予以規(guī) {
} 避；依據資源分布特征、技術成熟度及經濟性分析，合理選擇開發(fā)模式，優(yōu)化資源的分配利用。項 t
t 目創(chuàng)新性地提出了太陽能熱發(fā)電和海洋能發(fā)電的技術發(fā)展路線圖，對國家新型可再生能源發(fā)展 _f
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(信息來源：http：／／www．365zhanlan．com／xny／20l4／10／1413168440520452．： htm1) ÷ 一 ’
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