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特高壓滬西站接地網接地阻抗測試

文檔作者：司文榮傅晨釗蘇磊徐志斌文檔來源： 1．國網上海市電力公司電力科學研究院 2．廈門紅相電力設備有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月18日
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第36卷第5期
2015年1O月 電力與能源 673
特高壓滬西站接地網接地阻抗測試
司文榮 ，傅晨釗 ，蘇 磊 ，徐志斌
(1．國網上海市電力公司電力科學研究院，上海200437；2．廈門紅相電力設備有限公司，福建廈門 361001)
摘要：以上海地區(qū)首座特高壓1 000 kV滬西變電站大型接地網特性參數(shù)現(xiàn)場測量為例，介紹了該變電站接
地網的基本情況、測試內容以及接地網接地阻抗測試方法。對變電站接地網接地阻抗測試用電流電壓線布置
和試驗接線進行了闡述，并對3對異頻電流法測試獲取的接地阻抗數(shù)據(jù)進行了分析和校核。這為特高壓變電
工程1 000 kV設備現(xiàn)場接地網交接試驗及測試技術積累了經驗。
關鍵詞：特高壓；1 000 kV；接地網；接地阻抗；參數(shù)測試
作者簡介：司文榮(1981)，男，博士，高級工程師，從事輸電線路及防雷接地技術研究。
中圖分類號：TM451 文獻標志碼：A 文章編號：2095—1256(2015)05—0673—03
Grounding Network Impedance M easurement for UHV Huxi Substation
SI W en—rong ，F(xiàn)U Chen—zhao ，SU Lei ，XU Zhi—bing
(1．State Grid Electric Power Research Institute，Shanghai 200437，China；
2．Xiamen Red Phase Electric Power Equipment Co．，Ltd．，Xiamen 361001。China)
Abstract：Based on the characteristic parameter field measurement of the large—scale grounding network in H uxi
Substation。the first 1000kV UHV substation in Shanghai，this paper introduces the basic situation of the sub—
station grounding network，test items and the test method used to measure the grounding network impedance．
It illustrates grounding impedance testing with the layout of current and voltage lines and wiring，and compares
and checks three pairs of grounding impedance data acquired by different frequency current method． This re—
search has accumulated experience for 1000 kV equipment field grounding network handover test and test tech—
nology in UHV substation project．
Key words：ultra—high voltage；1000kV；grounding network；grounding impedance；parameter measurement
1 000 kV晉東南一南陽一荊門特高壓交流試
驗示范工程首個百萬級交流特高壓試驗示范工程，
是我國電力工業(yè)發(fā)展史上的重要里程碑。而2011
年國家核準的1 000 kV皖電東送特高壓輸電工程
是我國首條同塔雙回路特高壓交流輸電工程。工
程西起安徽淮南，經皖南、浙北到達上海滬西，線路
全長656 km，共有1 421座鐵塔，跨越華東27個地
(市)縣。地接網對保證變電站內設備的安全運行
可靠具有重要意義，因此1000 kV滬西變電站接地
網接地阻抗測試是一個關鍵項目。本文主要對
1 000 kV滬西變電站接地網基本情況、接地網阻抗
測試方法介紹的基礎上，對2013年7月完成的滬
西變電站接地網阻抗測試進行介紹和結果總結。
1 接地網基本情況及測試內容
1 000 kV滬西變電站與500 kV練塘變電站
相鄰建設，圍墻以西為滬西站，圍墻以東為練塘
站。滬西站1 000 kV配電裝置、主變、110 kV配
電裝置位于滬西站內，500 kV配電裝置接人練塘
站。練塘站的防雷和主接地網在早期工程已建設
完成。滬西站接地網由華東電力設計院設計，主
要依據(jù)標準為：DL／T62O一1997<交流電氣裝置的 _x005F_x0030_00="000" 年限="年限">30年。接地網面積按站區(qū)圍墻內1 m 計
算，滬西站接地網面積約88 485 rn。，最大對角尺
寸435 rn。
滬西站接地網接地阻抗設計值為0．042 1 Q
(以土壤電阻率40 Q·1TI計算)，接地材料主要為
鍍錫銅絞線、鍍錫銅排、鍍鋅扁鋼和鍍錫銅棒。
500 kV短路故障最大入地電流計算用單相短路
674 司文榮，等：特高壓滬西站接地網接地阻抗測試
電流為62 kA，對應的跨步和接觸電壓的設計參
數(shù)(計算值和允許值)分別為370 V和378．45 V、
60 V和460．59 V，短路電流持續(xù)時間，按2次電
擊考慮單相接地短路取0．2 S。該變電站接地網
交接試驗的測試內容包括接地阻抗、接觸電壓(電
位差)和跨步電壓(電位差)。下面主要對滬西站
接地網接地阻抗測試進行介紹。
2 接地網接地阻抗測試方法
2．1 電流一電壓線夾角布置測試接地阻抗
接地網接地阻抗等于地網的電位升高與通過
地網流入地中電流的比值，獲取這一比值的方法
會依據(jù)被測地網周圍的環(huán)境、地質狀況及測試設
備的不同而有差異，但測量原理都相同。標準
DI ／T475—2006~接地裝置特性參數(shù)測量導則》中
將測試方法分為：電位降法、電流一電壓表三極法
(見圖1(a))、接地阻抗測試儀法。目前，大型接
地裝置一般采用電流一電壓表三極法中的夾角測
試法(見圖1(b))。
G一被試接地裝置；C一電流極：P一電[＆極
L一被試接地裝置最人對角線長度；
d 一電流極與被試接地裝置邊緣的距離；
d 一電 板與被試接地裝置邊緣的距離。
(a)電流．電 表三極法接線
(b)夾角布置
圖l 大型接地裝置接地阻抗測試示意圖
2．2 干擾的消除
對于地網接地阻抗測試過程中接地裝置存成
干擾(主要為不平衡零序電流)，為消除其對三極
法測試接地阻抗的影響，除了增大試驗電流，可采
用倒相法。接地阻抗的計算公式為：
式中卜一注入接地裝置中的試驗電流．倒相前后保持
不變；U —— 不加試驗電壓時接地裝置的對地電
壓，即零序電流在接地裝置上產生的電壓降；U ，
U?！?— 倒相前后試驗時接地裝置上的對地電壓。
如果試驗電源是三相的，也可將三相電源分
別加在接地裝置上，保持試驗電流不變，通過下式
得到Z也可消除地中零序電流對接地阻抗測試
值的影響。
(2)
式中 U ，U ，U — — 將ABC三相分別接地裝置上試驗
時的對地電壓。
由于上述2種方法在實際操作中需要頻繁切
換電壓且同樣需要較大試驗電流的工況下，才能
較好地抑制干擾。目前，異頻電流法被廣泛采用。
異頻電流法就是用非50 Hz試驗電源將干擾電流
與測量用的信號電流分離出來，使之不進入測量
系統(tǒng)，消除其所致測量誤差．因此，測試電流不需
太大就可提高測量精度，同時可大大減少設備重
量和試驗人員的勞動強度。異頻電流法使用頻率
的選擇應使得感性分量的變化不致影響接地阻抗
的測量值。單一異頻法可消除工頻地電流干擾，
但不易消除測量引線問干擾。異頻多頻率法可以
有效消除工頻的電流干擾和測量引線問干擾。測
試時，選用對稱于50 Hz頻率的兩點頻率．廠，和
．， z，此時：
R『】一U『】／J rl
R，2一U ，2 r2
R5。一(Rf】+ R )／2 (3)
式中 U—— 接地裝置的對地電壓；-廠．，．， — — 非5o Hz
的頻率點，滿足(／l+^ )／2—50。
現(xiàn)場測試時，可選用兩對以上頻率點，可以更
加準確地擬合出50 Hz頻率下即地網的工頻接地
阻抗，本次試驗采用3對頻率點(Hz)：47、53；48、
52；49、51。
3 電極布置及試驗接線
3．1 電壓、電流極布置
標準DL／T475-2006~接地裝置特性參數(shù)測
量導則》要求電流一電壓線夾角布置，d“；一般為
4D～5D，對超大型接地裝置則盡量遠，dPG的長
度與d 相近；此外，如果土壤電阻率均勻，可采
司文榮，等：特高壓滬西站接地網接地阻抗測試 675
用 和d 相等的等腰三角形布線，此時可使
@約為30。，d“；一d 一2D。根據(jù)滬西站周圍環(huán)
境和路況勘查結果，本次布線路徑如圖2所示，
利用小型卡車和特制線盤進行放線，電壓極引
線長度約1．8 km(>4 I )，電流引線約2．7 km
(> 6 L)
I冬{2 滬西站接地網阻抗測試電流、電壓線布置不恿I墨I
3．2 試驗接線
試驗接線原理圖如圖3所示，示意圖如圖4
所示，220 V電源經4024B型大功率變頻信號源
(45～65 Hz)變頻后由4023型多抽頭隔離變壓器
調壓輸出，其中4023耦合變壓器功率1 500 W，
有不同的阻抗(0．5～4O Q)與接地阻抗匹配使設
備的輸出功率達到最大，從而提供最大的試驗電
流。電流極的電流和電壓極引線的電壓送4025D
型可調頻率萬用表測量，獲得在異頻廠流經地網
的電流f和地網上產生的壓降U，則該異頻廠下
的接地阻抗為Z，=U／J。
流極
C
地
避呈呈三三極 接地阻抗極接 線圖薷 蹙低電流回路
』l 助
． 竺翟 墨 _ r線圈 ’
蜀戛芴 弓鐮 4 苫 囂器4025D調頻萬用表
圖l 試驗接線示意圖
4 測試數(shù)據(jù)及校核
1 000 kV滬西變電站接地網接地阻抗測試
結果如表1所示，共測試并記錄了3對異頻電流
下的接地阻抗值。利用最tb-乘法擬合計算可得
接地網的工頻接地阻抗值為o．022 6 Q。為確保
采用圖4所示設備測試數(shù)據(jù)的準確性，采用另一
廠家的接地阻抗測試儀在47 Hz和53 Hz下進行
了對比測試(見圖5)，測試電流值分別為8．099 A
和8．054 A，測試接地阻抗值分別為0．02l 3 Q和
0．023 3 Q，與圖4所示設備測試結果一致。
表1 異頻電流法測試滬西接地網接地阻抗值
測試頻率／Hz 電壓值／V 電流值／A
47 0．160 7．333
53 0．170 7．333
48 0．16O 7．283
52 0．170 7．307
49 0．160 7．277
5l 0．170 7．278
5O Hz(擬合計算)
接地阻抗值／n
0．02l 8
0．023 2
0．022 0
0．023 3
0．022 0
0．023 4
0．022 6
5 兩套試驗設備的口】調頻率刀用表對比
DI ／T62l一1997《交流電氣裝置的接地》規(guī)定：
變電站接地電阻R應不大于2 000／I(1為流經接
地裝置的最大接地短路電流)，滬西站計算用500
kV單相短路故障最大入地電流為62 kA。接地網
實測接地阻抗為0．022 6 Q，則地電位抬升為
1 4O1 V(該值比考慮分流系數(shù)時大)，符合上述規(guī)
定的要求。
5 結論
(1)1 000 kV滬西變電站接地網接地阻抗測
試結果正常，符合設計要求；(2)異頻電流法可以
排除干擾，準確對大型接地裝置的工頻接地阻抗
進行測試。
收稿日期：201 5-07—03
(本文編輯：楊林青)</交流電氣裝置的>

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