地线分流对变电站接地阻抗测量的影响论文_张玉寅

摘要：变电站接地网是变电站的重要组成部分，其性能好坏直接关系到人身及设备的安全。有关规程、标准中，对接地装置接地阻抗的限值及其测试方法等都有相关的规定，但在实际执行中情况各异，以致存在的一些困惑仍未有效解答。因此有必要予以梳理，找出符合现场测试的方案，以利于接地系统的管理和检测。

关键词：地线分流；变电站接地；阻抗测量；影响

1 220kV变电站地线分流测量

1.1 被测变电站简介

为了评估接地阻抗测量时进出线地线的分流情况，并进一步说明地线分流的程度，本文对220kV变电站进行了实际测量，下面是具体的测试情况。

被测变电站占地26134m，含220、110和10kV3个电压等级。目前，220kV侧有2条同塔双回线路，分别为A甲乙线和B甲乙线;110kV侧有1条同塔双回线路，为C甲乙线;10kV侧无出线。A、B、C线位于不同的方向，相互的影响较小。

在220kV侧，A甲乙线和B甲乙线分别有3条架空地线与该侧门]型构架相连，其中各有1条OPGW。在110kV侧，2条架空地线均为OPGW。由于接入变电站的地线较多，为了提高测试效率，节约测试用于测量地线分流的电流互感器(常用柔性Rogowski线圈)数量和测量工作量，试验前将普通地线与变电站构架的连接解开，而OPGW本身无法断开，故共需测量4条OPGW.上的分流。由于在出线的第1级杆塔上,OPGW与普通地线通过杆塔相连，且OPGW电阻小于普通地线电阻，因此测试结果仍然可以反映实际地线分流的特性。

1.2 实际测量结果

使用48Hz异频法对变电站的接地阻抗进行了测量。电流注入点选择在220kV2号变高变压器侧22024刀闸接地引下线处，变电站接地网对角线长度D约为250m,采用远离夹角的电流-电压法进行测量，放线距离约4D，角度约为160°，修正系数为0.8135，且电压、电流极均远离变电站进出线杆塔。由于测试安排在变电站投运之前，站内设备均不带电，测试时没有工频不平衡电流经接地网入地，测试背景噪声基本为0。

表1 为测量及计算结果

各出线侧OPGW分流电流波形如图3所示。从波形图上测量得到各个电流量之间时间差最大约为0.25ms，折合到相角约为4.5%，可见各分流电流之间相位差较小，基本同相位。

1.3 测量结果分析

设地电位升为U,测试电流为I,A甲乙线OPGW分流为Ig1,B甲乙线OPGW分流为Ig2，C甲乙线2条OPGW分流分别为Ig3和Ig4,

考虑地线分流的接地阻抗值为

可见，若不考虑架空地线对测试电流的分流效果，则得到的接地阻抗计算值为0.339Ω,要明显小于接地网实际的接地阻抗值0.651Ω。

设地线分流系数为Kg,则

则有Z2=(1-Kg)Zz。

根据测量结果，可以得到地线分流系数为0.478。可见该220kV变电站地线分流系数较大，地线分流效果不能忽略，不然将导致接地阻抗测量值与实际值之间存在较大的误差，影响测试结果的准确性。

2 地线分流对变电站接地阻抗测量的影响

2.1 地线分流对变电站接地阻抗测量的影响机理

在运行过程中的变电站，其主要构架与进出线地线相连，而变电站构架又和接地网进行连接，通过变电站的中间作用，则进出线地线和接地网之间有着良好的导通性，在这种情况下，如果不将变电站构架与进出线地线的连接，则在测量接地阻抗的过程中，测试电流会产生分流作用，一部分电流会通过连接变电站构架的进出线地线而流出变电站，这就会导致接地阻抗测量结果要小于接地阻抗结果的实际值，影响了接地阻抗测量的准确性，从而对变电站的安全性能做出错误评估，埋下了变电站运行的安全隐患。

而在实际变电站实际的运行过程中，进出线地线一般不能够与变电站构架断开连接，因此地线分流对变电站阻抗测量的影响是不可避免的，而如果挨个测量每一个构架的分流，会增大操作步骤，且很容易产生测量误差。

2.2 具体影响分析

2.2.1电流注入的影响

在实际的接地阻抗测量过程中，测量电流的注入位置会通过地线分流影响阻抗测量结果，测量电流注入位置开进接地网中心，则计算误差较小，而越靠近接地网的边角则产生的计算误差越大，因此，如果测量电流的注入位置在接地网中心，可以对地线分流对接地阻抗的影响忽略不计，如果在接地网边缘地带，则应当考虑地线分流对接地阻抗的测量影响。

2.2.2接地网规模的影响

不同接地网规模会产生不同的接地效果，从而产生不同的接地阻抗测量误差率，例如接地网面积为1600m2时，其第一次计算和第二次计算误差率分别是16%和40%，而接地网面积为10000m2时，其第一次计算和第二次计算误差率分别是29%和41%，这里我们可以看出，接地网规模会通过地线分流对接地阻抗测量产生一定的误差，但这种误差可以忽略不计，因此可以忽略地线分流对变电站接地阻抗测量的影响。

2.2.3土壤结构的影响

均匀土壤电阻率第一次计算接地阻抗测量的误差率为20%，第二次计算误差率为41%，上层土壤电阻率较大的土壤第一次接地阻抗测量误差率为89%，第二次计算误差率为110%，上层土壤电阻率较小的土壤第一次接地阻抗测量误差率为41%，第二次计算误差率为106%，通过上述分析我们可以得出，土壤结构并不会通过地线分流对接地阻抗的测量造成过大影响，在上层土壤电阻率较小时其计算的误差率也只是稍高。因此，可以不考虑因土壤结构不同的地线分流对变电站接地阻抗测量的影响。

2.2.4地线回数的影响

1回架空地线第一次计算接地阻抗测量误差率为22%，第二次计算误差率为43%，2回架空地线第一次计算接地阻抗测量误差率为60%，第二次计算误差率为221%，3回架空地线第一次计算接地阻抗误差率为82，第二次计算误差率为136%，通过上述分析可知，地线回数能够通过地线分流对接低阻抗的测量产生影响，因此在具体测量变电站接地阻抗的过程中应当考虑架空地线分流对测量结果的影响。

3 结语

地线分流会影响接地阻抗测试结果，如测量不准确会造成未能发现潜在的安全风险或地网的不必要的整改，这些都是我们不愿意看到的，其重要性不言而喻。充分认识地线分流的性质，用罗柯夫斯基线圈有针对性的测量地线分流对接地阻抗的测试是至关重要的。

参考文献：

[1]常阿飞,王鹏,韩英杰,刘泽辉.变电站站内短路情况下避雷线分流系数计算[J].河南科技,2017(17).

[2]赵勇军,任妮,刘伟,董家斌.避雷线分流和导体腐蚀对接地装置热稳定校验的影响[J].电工技术,2017(06).

论文作者:张玉寅

论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 17期

论文发表时间:2020/1/9

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