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。     

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。     

杆塔分流对大型接地网接地阻抗测量的影响分析

针对与发电厂、运行变电站接地网相连的架空避雷线、电力电缆外护套分流电流导致的接地网接地阻抗测量误差问题,提出了利用杆塔分流测量技术精确测量接地网阻抗的方法,即向接地网注入异频测试电流,由在测量点的测量设备主机实时采样、记录测试电流幅值和相角,将测试电流波形信号在测量区域无线发射。同时,在变电站出线各构架基脚处接收该信号,用柔性罗氏线圈测量各构架基脚所流过的异频电流的模值和相角,进而确定分流电流值并计算分流电流和,在测试电流中去除该分流电流和,准确计算出接地网的实际电流值及接地网接地阻抗值。该方法可提高大型接地网接地特性参数测试的准确性。     

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。     

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。     

新型铁塔接地电阻测量器的研制

本文对测量铁塔接地电阻值时,要断开架空避雷线,既费力又费时,故研制新型铁塔接地电阻测量器进行测量。文中粗浅地叙述了基本原理,采用外源接线进行,并列出了与常规接地电阻测量器,测量结果的误差。结论也提出设备尚须改进和测数须用统计数据进行修正。     

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。     

大型地网接地阻抗测量中互感的消除

采用直线法测量大型地网接地阻抗时,两导线间的互感将会对测量结果造成影响。文章介绍了一种计算方法,该方法能够有效地去除测量大型地网接地阻抗时电压线与电流线之间的互感,从而获得该地网准确的接地阻抗值。     

用新技术测量天荒坪抽水蓄能电站主接地网接地阻抗

叙述运用两回５００ｋＶ平行单回路架空线路测量天荒坪抽水蓄能电站主接地网接地阻抗。测量中，运用新技术成功地克服了两回５００ｋＶ架空线间强烈的非正交互感电势的影响     

接地网接地阻抗测量的优化

分析了传统的接地网接地阻抗测量中存在的问题,介绍了采用变频法进行正确测量的方法。     

线路杆塔的放射形接地体防雷特性优化与设计

减小雷击对输电设施造成的损害,降低接地体的冲击接地电阻是现今接地设计的重中之重,其中选择不同的接地体分布形状对杆塔的防雷特性有巨大影响.该文利用CDEGS对于两种放射形接地体进行仿真,对比研究两者的冲击特性,发现低土壤电阻率区域更宜使用标准放射形接地体;高土壤电阻率区域更宜装设人字形接地体.对于两种放射形接地体,进一步...     

A Study of Mutual Coupling between Vertical Grounding Electrodes

This paper investigates the mutual grounding impedance between vertical grounding electrodes based on field measurements and FDTD simulations. In the case of vertical electrodes, the mutual impedance between the electrodes is almost completely independent of the electrode length, and thus the induced voltage is nearly constant as the electrode length becomes longer. This characteristic is different from that of an overhead conductor, where the electromagnetic‐induced voltage is proportional to the conductor length. The greater the separation distance between the electrodes, the smaller the induced voltage, as in the case of an overhead conductor. The propagation speed increases as the separation increases. It is found that the speed is not necessarily proportional to the inverse of the relative permittivity of the earth.     

单根伸长接地体的冲击特性与仿真模型的研究

冲击接地阻抗是影响输电线路防雷等级和雷击跳闸率的重要因素。目前,通常采用模拟试验或者仿真计算来研究冲击接地阻抗,无法真实反映接地体冲击接地特性。为了研究接地体在冲击电流下的特性,本文采用大型冲击电流发生器对接地体进行真型试验研究,以多种型式接地体为研究对象,讨论了冲击电流幅值和接地极尺寸对接地体冲击特性的影响并建立了接地体冲击接地阻抗EMTP仿真模型。试验结果表明,冲击电流幅值升高、接地体长度增加或截面直径增大都会使冲击接地阻抗降低,且接地体长度和冲击电流幅值的影响均出现饱和现象;仿真结果表明,通过分段π型等值电路Models模型建立的接地体冲击接地阻抗仿真模型可有效计算接地体冲击接地阻抗。     

Backflashover simulation of HV transmission lines with enhanced counterpoise groundings

This paper deals with the backflashover phenomenon in HV overhead transmission lines (TLs) with towers grounded by means of long counterpoises, typically used in high resistivity soils. Although long counterpoises are effective in reducing the grounding impedance at power frequency, their impulse response may affect negatively the TL backflashover rate. The study is focused on the enhancement of TL lightning performance obtainable by adding a small number of vertical grounding rods to horizontal counterpoises. An extensive ATP-EMTP parametric analysis, based on a detailed 161 kV TL model including the leader progression model (LPM) of line insulations and the non-linear transient behaviour of grounding systems, has been carried out taking into account several different values of soil resistivity as well as varying numbers, locations and lengths of additional vertical rods. Critical lightning current ranges causing backflashover have been then predicted for several lightning waveforms, of different severity. The paper shows that the addition of a few vertical grounding rods significantly improves TL lightning performance by increasing critical lightning current values, even if their influence is negligible at power frequency. The authors have ascertained an increment of average critical backflashover current up to ∼55% for some typical TL grounding system configurations and lightning waveshapes.     

10kV绝缘导线穿刺防雷击断线燃弧金具的研制

分析了10 kV架空绝缘导线遭雷击后断线的机理,结合线路检修接地保护的需要,研制开发了架空绝缘导线穿刺防雷击断线燃弧金具。这种金具集穿刺式雷击放电间隙和检修接地保护的功能,能有效地杜绝绝缘导线遭雷击后断线,又便于在线路检修中挂设检修接地线。介绍了燃弧金具结构、工作原理以及安装。经实践应用,效果良好。     

输电线路OPGW接地方式的分析研究

为了减少光纤复合架空地线(OPGW)中的电能损耗,针对目前普遍采用的OPGW逐基接地方式,分析和计算了逐基接地带来的电能损耗;试验说明了这种接地方式会使OPGW遭雷击的概率增大。根据OPGW逐基接地产生的问题,提出了OPGW经导弧间隙的接地方式,分析了导弧间隙应满足的技术要求及对线路运行的影响。研究结果表明,用导弧间隙接地方式代替逐基接地方式可有效解决OPGW的环流损耗和易遭雷击断股问题。     

测量杆塔冲击接地电阻的研究

在总结现有的杆塔冲击接地电阻的计算测量方法的基础上,研制了便携式杆塔冲击接地电阻测量系统.它首先向接地体注入波头较缓、幅值较低的冲击电流,接着采集接地体的电压与电流信号,经滤波后再换算到标准雷电流下求出其电压响应,最后求出冲击接地电阻.实验室测试结果与传统的冲击接地电阻测量方法对比表明本系统测量方便且可信度高.     

架空地线短路电流分析及其热稳定计算

主要分析了当高压输电线路（大电流接地系统）发生故障时,架空地线短路电流的构成及铁塔的分流作用,同时亦分别论述了在终端塔或长线中任意铁塔故障时流过架空地线的短路电流,并在此基础上,对架空地线允许温升进行验算,以便对架空地线的型号进行选择。     

改进复合材料杆塔多波阻抗模型及其仿真计算

针对目前复合材料杆塔耐雷性能仿真分析中多采用传统多波阻抗模型,雷击过电压仿真计算结果偏大的情况,考虑导线对地电容影响,提出了改进的多波阻抗模型,根据110 kV复合材料杆塔结构与接地方式,计算各部分波阻抗;建立复合杆塔三维模型,利用有限元法计算导线对地等效电容;利用改进多波阻抗模型计算分析不同塔型、不同接地引下线方式的复合材料杆塔耐雷特性,并与传统模型计算结果进行对比。结果表明,考虑电容时杆塔上的过电压下降了38%,更接近实际值;采用沿线路方向内侧竖直悬垂接地引下的方式可使复合材料杆塔的耐雷水平最大化。