基于无线传输相位差比较的变电站接地网地线分流向量及接地阻抗准确测量

为避免运行变电站地线分流简单向量模值相加的处理方法带来的接地阻抗测试系统性误差,提出了基于相位无线传输原理的地线分流测量技术。在测量点实时采样记录异频测试电流幅值和相位作为基准波形信号,将波形向场区无线发射,同时,在出线构架各基脚处接收该信号,用柔性Rogowski线圈测量各构架基脚所流过的异频电流向量的相位差,用测试电流参考向量减去分流向量和,得到通过接地网散流的实际电流。所开发的DF9600测量系统现场比对测量结果显示提出的向量和处理方法,较之现行的简单分流向量模测量值相加的方法计算接地阻抗更为准确;无线传输技术较好地解决了相位差的测量问题,且能甄别出地线分流和构架间的环流。     

接地网接地阻抗异频测试装置研制

工频法测试接地网接地阻抗容易受到信号干扰作用,且工频测试中劳动强度大。本文研制了一种异频接地网接地阻抗测试装置,该装置采用了多传感器切换、触摸屏技术、滤波电路技术和高精度的AD采样技术,实现了对外界信号干扰的有效控制。同时该装置重量轻,便捷性强,极大减小了测量过程中试验人员的劳动强度。在220 kV楠竹塘变电站接地网接地阻抗测试中,装置测试结果与其他装置一致性良好,测试结果还显示异频法测试的接地阻抗值较工频法的大。     

基于分流相移法的大型接地网接地阻抗测试分析

介绍了接地网接地阻抗传统测试方法及存在的问题,提出以人造地球卫星提供的秒脉冲信号作为分流相移测量参考基准的测试方法。该方法能够准确有效地测量接地网出线构架的分流状况及接地网的真实接地阻抗。通过对某500kV超高压变电站接地网分流状况进行现场实测,修正接地阻抗值,并与传统测试方法、断开构架后接地阻抗测试结果进行对比,验证了该方法的有效性。     

带架空地线运行的变电站主接地网接地阻抗测量与分析

由于不同电压等级的输电线路架空地线的接入,带架空地线运行的变电站主接地网拓扑结构发生了很大变化,其接地阻抗并不能简单照搬电力系统接地装置接地阻抗的测量方法。同时,生产运行中往往难以解开架空地线来测量变电站主接地网的接地阻抗,必然会受到架空地线分流的影响。为了剔除架空地线分流的影响,需要测量与架空地线相连的各个出线构架的分流电流。利用远离夹角法在某运行变电站开展了带架空地线的变电站主接地网接地阻抗测量试验,并基于柔性Rogowski线圈和可选频万用表,提出了一种测量架空地线分流的方法。结果表明,架空地线分流比例可以达到43.4%,且与作为参考的注入接地网的类工频电流的夹角为-19.5°。计算了该运行变电站主接地网接地阻抗,并与试验结果进行了对比,发现两者误差很小,验证了带架空地线的变电站接地网接地阻抗和架空地线分流测量方法的正确性。     

地线分流对变电站接地阻抗测量的影响

为解决发、变电站地线(包括架空避雷线和电缆外护套)对测试电流的分流严重影响接地阻抗测量准确性的技术难题,进行了基于模拟计算的分析。对220 kV变电站在接地阻抗测量时的地线分流情况进行了现场实测,结果与模拟计算结果一致,证明模拟计算方法可行。基于此计算模型,分析了影响地线分流效果的主要因素及其影响规律,指出地线分流可以达到50%甚至更高的水平。当发、变电站接地阻抗较大、沿线杆塔接地电阻较小、出线数量较多以及线路多为单回布置时,地线分流更严重,对接地阻抗测试结果影响更大。如果不考虑地线分流,接地阻抗测量结果会严重偏小。最后提出了提高接地阻抗准确度的方法:在地线不易断开的发、变电站中,采用计算接地阻抗测量时地线电流的分流情况,接地阻抗测量值应通过仿真计算来修正。     

变电站接地网接地电阻近距离测法与系统开发

提出了变电站接地网接地电阻近距离测量方法 ,并据此方法开发了变电站接地网考虑实际土壤分层情况的接地电阻近距离测量系统。通过计算得到一定电流极位置下电压极的合理位置 ,极大地缩短了电流极和电压极引线的长度。该系统采用异频测量原理 ,电源频率避开工频 ,注入电流小 ,设备轻便 ,测量的危险性小。该测量系统已通过实际测试验证     

计及地线耦合的利用架空线路测量接地网接地阻抗的方法

在利用架空线路测量接地网接地阻抗时,未断开接地网与架空地线的连接构架会使通过接地网流入大地的电流小于实际注入电流,且经过地线的分流电流由于架空地线与相线间的电磁耦合效应会在线路中产生干扰电压。因此提出在测量接地网对地电压和实际注入电流时,同步测量地线电流以减小分流效应造成的误差;并通过多次测量的数据建立数学模型进行计算,以减小测量线路与地线的电磁耦合效应产生的感应电压对接地阻抗测量产生的影响。仿真结果表明,在电压极之前的杆塔与地线绝缘或者直接相连的杆塔数目较少的情况下,所提测量方法能有效减小用架空线路测量接地网接地阻抗时地线分流造成的接地阻抗测量误差。     

运行变电站接地网接地阻抗计算分析

变电站接地网的拓扑结构由于输电线路架空地线或两端接地电缆的接入会发生改变,测量得到的接地阻抗已不是运行变电站主接地网的接地阻抗。为此基于场路结合的思想,提出了分步计算运行变电站接地网接地阻抗的方法。通过算例分析比较,验证了该计算方法的准确性和计算模型的正确性。对影响计算的主要因素进行分析表明:电流注入点和架空地线出线回数有较大影响。对比了3种不同条件下架空地线及杆塔对计算精度的影响,提出测量运行变电站接地网接地阻抗时,电流注入点不宜选在地网边角;架空地线回数较多时,需考虑终端塔对测量结果的影响。     

关于大中型接地网工频接地电阻测试的研究

分析了采用工频大电流法在试验现场中升不起试验电流的原因,研究适合于现场条件并有效升起工频电流值的方法;对异频测试仪器法和工频电流、电压法的测试结果进行了现场分析和比较,认为只要能有效消除测量引线的互感影响,合理选择试验仪器的容量,采用合适的测试方向并正确的确定“零电位点”后,采用异频法测试大中现接地网的工频接地电阻具有与工频电流电压法相同测试结果。     

变电站接地网腐蚀诊断磁场检测系统的设计与应用

对变电站电磁环境测量和接地网进行仿真计算,设计和开发了变电站接地网导体腐蚀诊断的磁场检测系统.通过对接地网的两个上引导体注入异频正弦波激励电流,探测激励电流在地表面上产生的磁感应强度分布,实现了变电站接地网导体的腐蚀状态和断点故障的诊断.现场测试表明,该系统的抗干扰能力、分辨率和测量精度均能满足诊断需要,诊断方法可行,测量系统可靠,提高了诊断的效率.     

避雷线分流对杆塔接地电阻测量的影响

采用电流-电压三极法测量架空线路杆塔的工频接地电阻时,架空避雷线对注入杆塔地网的测量电流具有分流作用,从而影响接地电阻的测量精度。建立了架空避雷线对注入杆塔地网的测量电流的分流模型,分析了避雷线分流的程度和影响分流效果的因素及其影响规律。结果表明：（1）避雷线分流所占比重可以达到60%以上,当测量杆塔接地电阻较大、非测量杆塔接地电阻较小、测量杆塔为变电站出线上的前2座杆塔时,避雷线分流效果更明显;（2）仅考虑分流电流大小对杆塔接地电阻测量的影响是不够的,忽略分流电流与测量电流的相角差同样会造成较大的测量误差,导致接地电阻的测量值偏高。     

高压单芯电缆线路入地电流分流系数研究

电力工程接地设计时,为使接触电势满足规范要求,一般要考虑架空地线分流影响,尽量降低入地电流大小,从而降低地网电位升.现有接地设计规范提供配电装置采用架空线路出线时的架空地线分流系数计算公式,但对于高压电缆线路出线,电缆金属护层的入地电流分流系数未提供计算依据.本文基于某项目400 kV电缆线路,对电缆金属护层的入地电流...     

适用于带并抗的同杆双回线接地故障分相自适应重合闸策略

同杆双回线发生接地故障采用传统跳闸策略时可能会产生负序分量,传统自动重合闸方案在合闸前不判定故障性质,重合失败时将影响系统稳定性。针对该问题,提出了一种适用于带并抗的同杆双回线接地故障改进跳闸与分相自适应重合闸策略。首先,通过建立带并抗的同杆双回线各相之间的耦合模型并对其进行分析,提出了一种能够避免负序分量注入系统的改进跳闸策略。其次,分别对瞬时性故障和永久性故障情况下的故障相并联电抗器电流特征分析,提出了基于故障相并联电抗器微分栅电流的故障性质判据。最后,结合改进跳闸策略和故障性质判据,形成了适用于带并抗的同杆双回线接地故障分相自适应重合闸策略。PSCAD/EMTDC仿真验证了所提改进跳闸与分相自适应重合闸策略能够避免负序分量注入系统,以及在不同接地故障类型、故障位置和过渡电阻情况下都能保证输电线路重合成功率。     

Novel measurement system for grounding impedance of substation

In order to measure the grounding impedance of a grounding system more precisely and easily, two key problems of the measurement system: the location of the voltage electrode and the elimination of the noise and interference must be conquered. The new theoretical analysis and measurement system of the grounding impedance based on short-current lead wire and a swept frequency ac source is proposed. The compensating position of the voltage electrode to obtain the real grounding impedance is evaluated by analyzing the soil structure, the grounding system under test, and the position of the current electrode. This new system measures the ground impedance at several frequencies other than power frequency, then interpolates them to acquire the ground impedance at the power frequency. The mutual inductance between the potential and current wires is analyzed and eliminated. The industrial computer-based grounding impedance measurement system is developed and the analysis software is programmed. A field test was performed and compared with the traditional method in the substation and the novel system worked well.     

OPGW光纤复合架空地线异常发热现场测量分析及仿真

针对光纤复合架空地线(optical fiber compositeoverhead ground wire,OPGW)在变电站构架连接处的异常发热问题,对其接地回路感应电流、电压进行现场实测,分析出异常发热原因是构架处OPGW主接地不良导致接地电流转移至耐张连接回路,且发热功率较大及较集中。据此进一步开展OPGW感应电流、发热功率的仿真研究,仿真与实测数据基本吻合。研究表明线路负荷电流、杆塔接地电阻以及OPGW与构架连接接触电阻对OPGW接地回路分流及发热功率存在不同程度的影响。     

基于暂态相关性分析的小电流接地故障选线方法

小电流接地系统发生单相接地故障时,接地点产生的暂态故障电流包含了整个系统中全部的暂态故障电流特征量。非故障线路的三相暂态电流主要表现为对地电容电流,考虑到系统中存在的电感影响,健全线路中的两相电流差非常小,且波形与自身的暂态零序电流明显不相关,而故障线路的两相电流差与其暂态零序电流表现出明显的相关性。利用这一特征,首先对母线电压进行小波变换,通过三相近似系数比例AR检测配电网是否发生了单相接地故障,并找出故障相;然后,运用相关性分析比较各条线路的两相电流差与零序电流的相关性,能够正确地选出故障线路,文章通过MATLAB/SIMULINK建模,验证了该方法的正确性。     

中性点不接地系统单相直接接地故障电压矢量特征分析

通过EWB仿真描述了中性点不接地系统单相直接接地故障前后的电压波形,运用PWM技术中电压空间矢量分析的方法,从而分析出故障前后电压空间矢量变化。分析结果表明,当单相直接接地故障时,该故障相的电压分量恒为1,电压空间矢量图为三角锥形。     

利用短路电流热效应的OPGW分流地线选型

在光纤复合架空地线(OPGW)设计中,通常需考虑送电线路发生单相短路故障时短路电流在OPGW和另一根地线中的分流关系,并需计算出相应的电流分量。为此,首先从OPGW短路电流热效应入手,探讨了短路电流持续时间的取值并推导出OPGW短路电流瞬时温升的公式,同时提出了分流地线在电力系统中的意义,然后对比计算OPGW和分流地线的分流关系后得出了分流地线选型的基本原则:即分流地线应有足够低的阻抗以使得OPGW的电流分量降到允许值以下;分流地线本身要有足够大的热容量;在满足防雷各项要求后应有足够的强度安全系数。最后针对广东省2005年IT项目中OPGW和良导体分流地线的短路电流热效应进行的计算分析验证了OPGW分流地线选型的方法和原则。     

变电站地电位升测试系统的研发及其应用

为研究变电站接地短路或雷击故障造成的地电位升高及对二次设备造成的电磁骚扰,需要对变电站瞬态地电位升和二次设备电缆端口骚扰电压进行测量。根据变电站的测量环境与需求,设计和开发了一套具有高分压比、宽频带,适用于变电站现场复杂电磁环境的变电站地电位升测试系统。测试系统的硬件包括电磁屏蔽箱、独立电源模块、信号采集系统和光纤通信模块。基于Labview开发了测试系统和上位机的数据交互软件,实现了骚扰电压的自动测量和存储。经过专业机构性能检测表明,测试系统的电磁兼容性和测量功能均满足变电站现场使用要求,并在某220 k V变电站现场试验中获得了浪涌电压作用下接地网地电位升和电缆端口骚扰电压波形,证明了测试系统的有效性。