上海大帆用異法測(cè)量地網(wǎng)參數(shù)

1、異頻法測(cè)量地網(wǎng)參數(shù)摘要：上海大帆df9000型地網(wǎng)參數(shù)測(cè)量成套裝置在異頻下測(cè)量發(fā)電廠、變電站地網(wǎng)工頻接地參數(shù)，能夠有效地消除工頻和高頻干擾。通過(guò)測(cè)量地表電位分布，可準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)地網(wǎng)存在的缺陷。發(fā)電廠、變電站的地網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行有著極為重要的作用。系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，強(qiáng)大的短路電流流經(jīng)地網(wǎng)使得地網(wǎng)電位升高。如地網(wǎng)接地阻抗較大，地電位升高可能危及設(shè)備和人身安全。中國(guó)曾發(fā)生多起因地網(wǎng)接地阻抗不合格而導(dǎo)致的事故。1986年湖北某變電站發(fā)生短路故障1，由于接地阻抗高達(dá)1.5 ，導(dǎo)致35 kv設(shè)備多處放電、燃燒，并發(fā)展為相間短路。同時(shí)高壓竄入通訊系統(tǒng)和保護(hù)回路，造成110 kv主變燒毀以及其它大

2、量設(shè)備損壞。為此，中國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定2，當(dāng)短路電流大于4000a時(shí)地網(wǎng)接地阻抗應(yīng)不大于0.5 。因此準(zhǔn)確測(cè)量地網(wǎng)的接地阻抗非常重要。 1、接地阻抗測(cè)量影響因素和應(yīng)對(duì)措施影響接地阻抗測(cè)量結(jié)果的主要因素有6點(diǎn)：高頻干擾、帶電運(yùn)行的線路、測(cè)量回路的互感、避雷線分流、地中零序電流以及地下導(dǎo)體。可采取簡(jiǎn)單措施減小地下導(dǎo)體的影響，即測(cè)量電極應(yīng)盡量遠(yuǎn)離地下管道、河流等。測(cè)量回路互感的影響可通過(guò)不平行布線，如三角形布置來(lái)消除。倘若因條件限制，測(cè)量線不得不平行布置時(shí)，可采用四極法35。以前曾使用功率表法來(lái)消除互感的影響5。事實(shí)上，由于地網(wǎng)存在電感，接地阻抗由電阻和電抗兩部分組成 (但習(xí)慣上仍稱之為接地電阻)6

3、。當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)接地阻抗大于1時(shí)，其中電抗可忽略6。而對(duì)于220 kv及以上電壓等級(jí)的變電站，地網(wǎng)面積很大，其電抗不容忽視。如三峽地網(wǎng)接地阻抗為0.128 ，其中電阻為0.107 ，電抗為0.07 7。因此用功率表法測(cè)量接地阻抗時(shí)，雖可消除互感影響，但同時(shí)也將地網(wǎng)電抗排除在外，使得測(cè)量結(jié)果偏小。大地中可能存在較大的零序電流，它不僅流入測(cè)量電流回路，影響電流讀數(shù)，還在電壓回路 形成壓降，影響電壓讀數(shù)。如在測(cè)量某500kv變電站接地阻抗時(shí)發(fā)現(xiàn)，干擾電流有時(shí)大于2 a，干擾電壓有時(shí)大于3 v8。通?？捎脙煞N方法來(lái)減小地中零序電流的影響4，6，一是增大工頻試驗(yàn)電流，二是采用倒相法。增大工頻試驗(yàn)電流即為增大信噪

4、比，中國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 中要求測(cè)試電流不小于30 a4。但即使將測(cè)試電流提高至50 a，在某些情況下電壓僅有10 v7，與干擾電壓處在同一數(shù)量級(jí)。更何況在有些情況下，如在戈壁地區(qū)，將測(cè)量電流升至1 a也很困難。而如采用倒相法，地中電流可能又不穩(wěn)定，尤其在新建變電站中。文獻(xiàn)9提出用雙矢量法來(lái)消除地中電流的影響，但該方法沒(méi)有考慮地網(wǎng)的電抗。為了有效解決零序電流對(duì)接地阻抗測(cè)量的影響，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)ansi/ieee 81:1983中較早提出了異頻法10，即注入電流的頻率不同于電網(wǎng)頻率。中國(guó)在2000年發(fā)行的新版國(guó)標(biāo)中引用了該標(biāo)準(zhǔn)6。采用異頻法，不僅解決了地中零序電流的干擾，而且高頻干擾、帶電運(yùn)行線路的干

5、擾也迎刃而解。另外，異頻法還可在變電站不停電情況下使用。新國(guó)標(biāo)中提到了頻率范圍在50 hz到100 hz的儀器，但頻率較大會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)問(wèn)題。一是電流的集膚效應(yīng)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏大，二是接地阻抗中電感分量可能起決定作用，與實(shí)際情況不符。因此，適合的測(cè)量電流頻率為工頻10 hz5，在中國(guó)即為4060 hz。該頻率距工頻太近，因此，要求電壓和電流測(cè)量設(shè)備的通頻帶不僅可變，而且很窄，技術(shù)要求很高。為些上海大帆研制了df9000型地網(wǎng)參數(shù)測(cè)量成套裝置，運(yùn)用異頻法很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。 2、異頻法測(cè)量系統(tǒng)使用上海大帆df9000型接地裝置特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，可精確測(cè)量大型接地網(wǎng)接地阻抗、接地電阻、接地電抗、大型接

6、地網(wǎng)場(chǎng)區(qū)地表電位梯度、接觸電位差、接觸電壓、跨步電位差、跨步電壓、轉(zhuǎn)移電位、接地引下線導(dǎo)通電阻、土壤電阻率等特性參數(shù)df9000接地裝置特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)采用當(dāng)前最先進(jìn)的數(shù)字選頻測(cè)量（電子對(duì)抗）技術(shù)，具有超強(qiáng)的抗干擾能力，徹底消除了由工頻感應(yīng)、零序電流、諧波和雜散信號(hào)的干擾給測(cè)量帶來(lái)的誤差；采用純正弦波大功率信號(hào)源做為測(cè)試電源，多頻點(diǎn)采集數(shù)據(jù)，克服了雙點(diǎn)異頻插值法的局限性；特別適用于大型、超大型接地網(wǎng)接地阻抗及其它特性參數(shù)的測(cè)量。該系統(tǒng)功能強(qiáng)大、性能優(yōu)越、使用方便，目前在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平,是替代進(jìn)口產(chǎn)品的理想選擇。性能特點(diǎn)：采用軍用電子對(duì)抗數(shù)字濾波技術(shù)，抗干擾能力極強(qiáng)。(關(guān)鍵性能)選頻特性尖銳，

7、通頻帶0.3hz。實(shí)測(cè)200v的干擾在1hz偏頻測(cè)量引起的誤差低于0.1mv,干擾抑制能力達(dá)到萬(wàn)分之一以上,遠(yuǎn)勝于部分進(jìn)口儀器百分之幾的抗干擾能力,保證了測(cè)試精度。系統(tǒng)還單獨(dú)增加設(shè)計(jì)有50hz陷波器，可完全濾除50hz工頻干擾。系統(tǒng)輸出功率大（2-20kw），電壓高(0-1000v)，輸出電流大（0-50a）徹底解決了同類設(shè)備輸出功率和電壓偏小，現(xiàn)場(chǎng)難以升流的問(wèn)題。目前的地網(wǎng)測(cè)量設(shè)備大多功率偏小，如較常見(jiàn)的設(shè)備輸出為100v/5a（500w),150v/10a(1500w)。由于輸出功率和輸出電壓較小，現(xiàn)場(chǎng)大多難以產(chǎn)生足夠的電流，實(shí)際遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到設(shè)備標(biāo)稱的試驗(yàn)電流（如10a），很多情況下被測(cè)信

8、號(hào)變得很小而難以準(zhǔn)確測(cè)量。本系統(tǒng)的大功率信號(hào)源（5-20kw）可保證產(chǎn)生足夠大的回路電流，提高信噪比，可準(zhǔn)確測(cè)量接觸電壓，跨步電壓等微小量。逐點(diǎn)步進(jìn)精確選頻測(cè)試，非誤差較大的雙點(diǎn)變頻。本系統(tǒng)采用40-70hz步進(jìn)1hz多點(diǎn)變頻測(cè)試，克服了雙點(diǎn)變頻法的局限性，從而可得接地系統(tǒng)的頻率特性。能明確發(fā)現(xiàn)和剔除因同頻諧波干擾而產(chǎn)生的測(cè)量壞值，測(cè)量結(jié)果更加符合實(shí)際值。部分儀器受技術(shù)限制，使用精度較低的簡(jiǎn)單lc濾波電路加簡(jiǎn)單軟件處理，選擇與工頻偏差較遠(yuǎn)的雙點(diǎn)變頻（如40/60hz）,其抗干擾效果、測(cè)量精度和數(shù)據(jù)可重復(fù)性有待驗(yàn)證，并可能受特定頻率干擾信號(hào)的影響。雙點(diǎn)變頻測(cè)量不是地網(wǎng)抗干擾測(cè)量的理想方法?？蓽?zhǔn)確

9、測(cè)量接地阻抗，跨步電位差，接觸電位差，土壤電阻率，場(chǎng)區(qū)地表電位分布，地網(wǎng)電流分布等參數(shù)。同時(shí)測(cè)量指定頻率下的電壓、電流大小，及電壓電流之間的相位差，自動(dòng)計(jì)算出接地阻抗及其中電阻分量，電抗分量。有獨(dú)立的高精度選頻電壓表，內(nèi)置人體模擬電阻，可方便的測(cè)量跨步電壓，接觸電壓。自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程。采用高級(jí)增益編程放大技術(shù)，保證了在高低量程范圍的測(cè)量精度，無(wú)需手動(dòng)換擋，簡(jiǎn)單方便。各量程可分別進(jìn)行校準(zhǔn)，保證了精度。高穩(wěn)定度的變頻源，純正弦波輸出，保證了測(cè)試結(jié)果的等效性，并有過(guò)壓、過(guò)流和過(guò)熱等保護(hù)功能。大屏幕顯示測(cè)試數(shù)據(jù)，一鍵鼠標(biāo)式旋鈕，傻瓜式操作?？杀４?000組以上數(shù)據(jù)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)上傳數(shù)據(jù)，方便分析處理。帶s

10、d數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡，可很方便的下載數(shù)據(jù)。內(nèi)置可充電電池，可連續(xù)工作8小時(shí)以上。系統(tǒng)參數(shù)：電源電壓：ac220v或380v，50hz輸出功率：10kw（2kw20kw可選，可定制）輸出電壓：0600v或1000v（可定制）測(cè)試輸出電流：050a頻率調(diào)節(jié)范圍：4565hz步進(jìn)頻率：1hz抗干擾能力：通頻帶0.3hz，衰減80db/hz測(cè)量范圍：0.0011000分辯率：1m測(cè)量精度：1.0級(jí)使用環(huán)境溫度：-20+50經(jīng)新國(guó)標(biāo)主筆人 王東燁高工、李謙博士等眾多行業(yè)權(quán)威專家的試驗(yàn)證明，上海大帆df9000型接地裝置特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)抗干擾能力極強(qiáng)，能靈敏檢測(cè)到地網(wǎng)腐蝕、焊接不良、導(dǎo)體斷裂、土壤電阻率過(guò)高等缺陷

11、，是用于大型地網(wǎng)接地特性參數(shù)測(cè)量的理想設(shè)備。 3、結(jié)論 運(yùn)用上海大帆df9000型接地裝置特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，利用異頻法測(cè)量變電站工頻接地參數(shù)能夠有效地消除工頻和高頻干擾，應(yīng)大力普及。 參考文獻(xiàn) 1何金良. 現(xiàn)代電力系統(tǒng)接地技術(shù)r. 清華大學(xué)電極工程與應(yīng)用電子系技術(shù)報(bào)告, 2002.62中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn): 電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程(dl/t 5961996)s3陳家斌. 接地技術(shù)與接地裝置m. 北京：中國(guó)電力出版社，2003.4中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn): 接地裝置工頻參數(shù)的測(cè)量導(dǎo)則(dl 475199 2)s.5李建明，朱康. 高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)方法m. 中國(guó)電力出版社，2001.6中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn): 接地系統(tǒng)的土壤電阻率、接地阻抗和地面電位測(cè)量導(dǎo)則，第一部分：常規(guī)測(cè)量(gb/t 17949.12000