一种基于大功率直流电源的接地网直流分流系数测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及接地网分流系数测试方法，特别是涉及一种基于大功率直流电源的接地网分流系数测量方法，属于电力系统接地网特性参数测量领域。
【背景技术】
[0002]变电站接地网作为电力系统的特殊的组成部分，除了作为变电站发生故障时提供一种泄流通道，保护站内设备和运行人员的安全，也为其他的设备提供工作接地，按照相关的规程规定，需要一定的年限对接地网的参数进行预防性试验。接地电阻作为接地网重要的特征参数之一，在预防性试中作为一个重要的参数进行测量。
[0003]接地电阻定义为接地装置对远方电位零点的电阻值。在目前的测试规程中，一般在变电站接地网某引下线上注入一异频小电流I或者工频大电流I，然后用电压表测量接地网与一定距离处的电压级之间的电压差U，得到接地网的视在阻抗值，定义为R = U/I ;通过多次测量最终得到接地网接地电阻值。由此可见，只有准确的测量得到入地的电流I和变电站接地网与电压极之间的电压U才能最终得到准确的接地电阻值，目前随着技术的发展，电流表和电压表的精度均比较高，测量的主要误差来源与接地网的分流情况。
[0004]变电站投入运行后通过架空线路或电缆与其他变电站在电气上构成了联系，此时在测量过程中向待测变电站接地网注入电流，此时电流并非全部通过测量接地网流入大地，流入无穷远处，而是通过避雷线或者电缆的屏蔽层，通过其他变电站流入大地，此时测量得到的电流将比实际通过待测变电站注入大地的电流大小，导致测量得到的电压值偏小，而实际计算时采用的是测量的电流，最终导致接地电阻值比实际值偏小。
[0005]为解决上述实际中存在的问题，需要准确测量得到入地电流。此时可以通过断开待测变电站接地网与所有其他变电站避雷线或者电缆连接，使得测量电流均入大地，但是在实际上通过电缆连接时，无法断开；通过避雷线连接时同样非常困难，除新投运变电站在基建时候外，其他运行变电站基本无法实现。除此之外，还可以通过测量避雷线或电缆的分流情况，得到真正流入大地的电流。通过此种方式进行时，因为接地网本省存在一定的电感，与其相连接的避雷线存在一定的电感和电容，实际上构成了一个阻抗网络，在进行测量时需要考虑相位对测试结果的影响，要么直接进行相位的测量，这样实施起来均有一定的困难。
[0006]本发明专利通过大功率直流电源向变电站接地网注入一个稳定的直流电流源，避开接地网与其相连接的避雷线、电缆构成的阻抗值的影响，直接进行电阻量的测量，此时可以直接对电流值进行相加减进行计算，最终得到接地网的分流系数。
【发明内容】
[0007]本发明的目的主要是为提高变电站、发电厂接地网接地电阻的测量准确性，提供一种基于大功率直流电源的接地网分流系数的测试方法。该方法可以充分利用直流电流的特性，避开工频或异频电流相位测量的困难。
[0008]本发明实质是利用直流无相位的特性，利用大功率直流电源，向待测接地网注入一个直流电流，并且在整个测试过程中保持稳定；同时测量所有架空避雷线或者电缆流出的直流电流量，即可得到接地网的分流系数。
[0009]本发明根据上述技术原理，提供了一种基于大功率直流电源的接地网分流系数测量方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0010]第一步，在待测接地网的任意接地引下线位置注入一个大功率直流测试电流Ir，并在测试过程中保持电流稳定，定义该测试电流入地的方向为正方向；
[0011]第二步，利用高精度电流表钳住该地网区域内某电缆或者线路出线构架的接地引下线，并将电流表的测试方向朝下为正方向，与第一步中的电流量相比较，即为该位置的分流电流值Ik;
[0012]第三步，采用与第二步相同的方法，逐一测量得到地网各线路出线构架或电缆的分流情况In，将所有电流的代数和进行相加，得到整个接地网的分流情况。
[0013]优选的，所述接地网是指变电站、发电厂、换流站的接地网。
[0014]优选的，所述接地网与其他变电站、发电厂、换流站连接的输电线路设有避雷线。
[0015]在本发明的一个优选例中，第二步中电流表的分辨率应达到0.0lA0
[0016]在本发明的一个优选例中，在第一步中注入的直流测试电流大于5A ;—般认为每根避雷线的分流测试数据在电流表分辨率的10倍以上，测量数据可靠程度较高；根据测试情况，一根避雷线分流大约在2%左右，当测量电流表分辨率是0.0lA时，注入的直流测试电流大于5A，测量数据可靠程度较高。
[0017]本发明具有如下积极的技术效果:采用大功率直流电源提供测试电流，可以避开工频信号的干扰，在定义了正方向后可以直接进行模值的加减，避免了采用其他方法相位测量的繁琐和困难。
【附图说明】
[0018]图1为本发明接地网分流系数测试示意图。
[0019]1.地面；2.接地网；3.架空避雷线；4.构架接地引下线；5.任意接地引下线电流注入位置。
【具体实施方式】
[0020]下面通过实施例，结合附图，对本发明的技术方案其进行进一步说明:
[0021]见图1，第一步，在待测接地网的任意接地引下线位置注入一个大功率直流测试电流Ir，并在测试过程中保持电流稳定，定义该测试电流入地的方向为正方向；大功率直流电流设备采用定制某厂家设备，可提供最大100A的直流电流，在实施过程中，保证试验电流稳定在50A，注入位置位于该变电站1#主变处。
[0022]第二步，利用高精度电流表钳住该地网区域内某电缆或者线路出线构架的接地引下线，并将电流表的测试方向朝下为正方向，与第一步中的电流量相比较，即为该位置的分流电流值Ik ;测量时电流表采用FULKE345，测量时设备保持电流入地方向为正方向。在该变电站通过3条500kV线路和一个电厂联系，2条500kV线路和一个变电站联系，I条IlOkV线路和一个变电站联系，在实施过程中对IlOkV线路构架接地引下线进行测量，测量值为-0.8IAO
[0023]第三步，采用与第二步相同的方法，逐一测量得到地网各线路出线构架或电缆的分流情况In，将所有电流的代数和进行相加，得到整个接地网的分流情况。在实施过程中对所有的除第二步外所有的架空线路构架的接地引下线进行测量。包括第二步测量在内，所有的接地引下线测量结果为-13.35A。从而可以得到该变电站接地网流出的分流系数为26.7%，从变电站入地的分流系数为73.3%。
[0024]采用常规的异频法对同一变电站流出的分流情况进行了测量，注入电流在6.40A，频率为47HZ，该设备不能测量相角，采用模值相加的办法得到该变电站接地网流出的分流系数为38.9%，从变电站入地的分流系数为61.1%，若按此方法对该变电站的接地电阻进行换算，将导致最终的接地电阻测量结果偏大。
[0025]采用上述方法，得到了变电站接地网的分流系数，避免了工频干扰，可以直接利用测试得到的数值进行相加，方便现场实施。
[0026]本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明的上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于大功率直流电源的接地网分流系数测量方法，其特征在于，包括如下步骤: 第一步，在待测接地网的任意接地引下线位置注入一个大功率直流测试电流Ir，并在测试过程中保持电流稳定，定义该测试电流入地的方向为正方向； 第二步，利用高精度电流表钳住该地网区域内某电缆或者线路出线构架的接地引下线，并将电流表的测试方向朝下为正方向，与第一步中的电流量相比较，即为该位置的分流电流值Ik ; 第三步，采用与第二步相同的方法，逐一测量得到地网各线路出线构架或电缆的分流情况In，将所有电流的代数和进行相加，得到整个接地网的分流情况。2.根据权利要求1所述的基于大功率直流电流的地网分流系数测量方法，其特征在于所述的接地网是指变电站、发电厂、换流站的接地网。3.根据权利要求1所述的基于大功率直流电流的接地网分流系数测量方法，其特征在于所述的接地网与其他变电站、发电厂、换流站连接的输电线路架设有避雷线。4.根据权利要求1-3任一项所述的基于大功率直流电流接地网分流系数测试方法，其特征在于第二步中电流表的分辨率应达到0.0lA05.根据权利要求1任一项所述的基于大功率直流电流接地网分流系数测试方法，其特征在于第一步中注入的直流测试电流大于5A。
【专利摘要】本发明涉及接地网分流系数测试方法，特别是涉及一种基于大功率直流电源的接地网分流系数测量方法，包括如下步骤：1.在待测接地网的任意接地引下线位置注入一个大功率直流测试电流Ir，定义该测试电流入地的方向为正方向；2.得到该位置的分流电流值Ik；3.逐一测量得到地网各线路出线构架或电缆的分流情况In，将所有电流的代数和进行相加，得到整个接地网的分流情况。本发明采用大功率直流电源提供测试电流，可以避开工频信号的干扰，在定义了正方向后可以直接进行模值的加减，避免了采用其他方法相位测量的繁琐和困难。
【IPC分类】G01R19/10, G01R31/00
【公开号】CN105044505
【申请号】CN201510397259
【发明人】马御棠, 马仪, 周仿荣, 于虹, 申元, 钟剑明, 翟兵
【申请人】云南电网公司电力科学研究院
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月9日