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基于变电站地网接地电阻测试技术研究

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  摘 要:为了将变电站中地网接地电阻的测试结果降到最低,技术人员需要对其环境进行检测,明确干扰因素,并选择最适合的测试技术,令接地电阻测试结果接近实际值。本文对变电站地网接地电阻测试技术进行简单介绍,阐述使用该技术可能出现的问题,重点对地网接地电阻测试技术进行研究,通过几种常见技术介绍和使用时的注意事项等,旨在为变电站技术人员工作提供参考。
  关键词:变电站;地网接地电阻;测试技术
  中图分类号:TM63 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2019)08-0179-02
  0 引言
  地网接地是变电站运行时常见的手段,指设备利用导线和接地装置连接在在一起。一般情况下,接地设备运行过程中有很高的危险性。为了令变电站在工作时保持安全性,可以使用地网接地电阻检测技术,对其进行检测,保证电力系统运行的稳定性。本文对有关内容展开了论述,具有一定的现实意义。
  1 变电站地网接地电阻测试技术介绍
  经过作者多年工作经验得知,现在每一个变电站正式启动前,都需要有专业的技术人员对其进行全面、科学的测试,特别要注意地网接地设备的安全情况,保证其符合变电站运行需求。还要在变电站投入运行后,对周边环境和接地电阻参数等进行定期的测试和检查,将电力系统发生安全事故的概率降到最低,保证人们用电安全。
  变电站中的接地电阻测试技术的运用,受多种因素影响,产生数值的准确率很难保证,主要影响的因素为周围电磁场、地表电位差较大、地面电阻率和土壤中金属物质含量等,如变电站附近环境复杂,有大型工厂等,这就造成检测设备自身绝缘性逐渐降低,最终漏电,出现电位差,不能精准测量;或者地面有有砂性土壤组成,因其电阻率大等影响,辅助设备使用的获证中和土地接触不良,测出的最终接地电阻过大,另外,辅助地极和接地装置地网之间的电阻如果突然变化,会出现安全危险。因此,精准的测量接地电阻对变电站高效运行有重要意义。只有正确的电阻测试技术,可以有效的保证变电站工作人员人身安全。
  变电站工作时,因其工作性质的特殊性,经常出现失误等,一般情况下,产生事故的原因是运维工作不到位,如接地网接地的过程中,数据的设置不准确,为变电站工作带来隐患。基于此,工作人员要在数据设置后,还要对地网接地电阻使用测试技术。可知变电站在工作初期,就要对地网接地的数据进行反复的设置和调整,令其数据符合运作要求,这样才能保证电网系统运行安全。
  就目前我国电网发展情况上分析,电力企业面临着电能需求量增加的压力,为了让人们安全用电,电力企业要提升电力输送的质量,使用各种技术和方法,提升变电站中供配系统的安全性和可靠性,地网接地电阻测试技术就是保证上述内容的主要方法。地网是变电站建设过程中,最先进行的工程,所以接地电阻的测试时最先开始的内容,当变电站建设完成后,还需要定期使用该技术测量接地电阻。主要原因是变电站的运行情况影响着整个电网的运作。所以要通过接地电阻测试的方法,明确变电站工作状态,对不准确的参数进行及时调整,令其最终符合其运行要求。现在我国变电设备比较陈旧,所以每隔一段时间就需要测试,保证其正常运行。
  2 变电站地网接地电阻测试技术使用出现的问题
  地网接地电阻测试使用过程中,会受各种因素影响,出现问题,主要有下面几点:
  第一,两次测试电阻差距大。变电站地网接地电阻测试技术使用过程中,测试出地阻值指电压极P极和接地网CE极之间的数值,而实际地阻值指接地极与地面之间的接触数值,实际测量中,很难得到真正的电阻值,测试出的数值也只在一定范围下得出。如辅助接地棒和接地网之间距离较大,测试出的电阻值逐渐和距离的关系减小,该结果因为P极和CE极两者的位置有直接关系。需要技术人员对变电站中的P极位置进行适当调整,当测试出的数据相差不大时,就可将其作为最终结果。
  第二,测试过程中电表指针不固定。使用地网接地电阻测试技术过程中,经常出现电表指指针不断转动,不能停留在一个固定的位置,无法测量出精准数值,该问题产生的原因有:地网上有遗漏的电流;周边环境不确定,有很多电磁,对仪表产生干扰;受天气环境的影响,风速过大,按照电力线切割地磁力线原则,电表数值出现晃动。
  第三,测量值不符合实际。测试的过程中,经常出现电阻值和实际情况不符,如显示为零或者负值等,主要原因有:地网接地电阻测试过程中,和地下的金属物品接触,或者土壤过于干燥,影响最终测量数值,出现零或者接近零的情况;地网接地电阻测试过程中,电线过长,或者连接的导线出现问题。
  3 变电站地网接地电阻测试技术研究
  以往变电站地网接地电阻测试过程中擦汗恒很多问题,都可能出现最终数据结果不准确,因此对其研究中,要考虑到变电站地网接地电阻测试技术的使用方法,避免不良因素的影响,将最终测试结果变为最佳,减少误差,提升工作效率。
  3.1 主要技术探究
  3.1.1 三级布线技术
  该技术的优势为:利用增加电流极探针数,加大和土壤的接触面积,减少电流极接地的电子,增加回路电流和设备输出电流。具体操作步骤如下:第一步,使用1米左右的金属探针插入土壤中,当做电流极,测量电阻值,一般情况下测量3-5次,取平均值。第二步,挑选三根长度相同的金属探针,长度保证在1-1.2米左右,两两相连,组成一个完整的三角形电流极,连接导线插入地面,测量其电阻,同样测量3-5次,最后取平均值。经过上述两步过程,增加电流极和地面接觸,测试出的电阻更加精确。
  在变电站地网接地电阻测试的过程中,使用直线法或者夹角法,此两种方法都有优缺点。第一,直线法指,将电流极和装置的距离,设置为接地装置最大角线长度的无倍左右,电位区中的点位极为零。然后使用测试设备进行检测。夹角法指两个金属探针之间的角度设置为30°,电流极和电位极与被测接地装置边缘的距离,最大对角线长度为5:1,然后使用测试仪器进行检测。经过测试试验得出,三级夹角技术测试的数据更加稳定和精确。   3.1.2 夹角补偿技术
  该方法在很多变电站地网接地电阻测试技术研究中都有所运用,操作过程中,技术人员通过电压极、接地网和电流极之间的夹角和布极等做基础进行测试工作,主要操作流程为:变电站周边一定范围内,固定电流从接地极流入,从电流极流出,假设两点G和P为接地极和电压极,两点在接地极的影响下,产生电位差,记做U1;两點在电流影响下,产生电位差,记做U2。G和P两点被测电压值可计算出来,公式为:U=U1+U2,最终得出地网接地电阻为:R=。该技术使用过程中,需要注意:可能受地质环境和布极位置的影响,测试结果可能和实际有所差距。所以测试前,技术人员对变电站周边环境进行提前的观察和预测,将可能出现的干扰因素排除在外,减少测试误差;实际进行时,也需要控制误差,技术人员有效布置电流极等,将其放在和地网中心相近的位置,最大范围控制在30C以内(C为地网接地对角线长度),借此,就能将最终测试误差降低在10%之内,符合测试要求。
  使用夹角测试技术对变电站地网接地电阻的测试,有工程简单、方便计算和数据获取便捷的特点。但是该技术经常受周边环境影响,获取的数据精准性稍差,所以测试过程中,技术人员可结合其他技术,获取更多的数据,经过对多种数据的验证,保证测量结果准确性。
  3.1.3 阻频特性技术
  该技术经常使用在220kV以上的变电站中,对地网接地电阻的测试,效果明显。阻频特性技术操作流程为:使用电压-电流表,先测量变电站电网运行过程中产生的干扰电压,结合公式,算出干扰频率。经过多次的试验和计算,一般情况下干扰频率都在40-128Hz之间。结合干扰频率,算出电阻阻抗。然后使用信号分析仪,对产生的数据进行计算和分析,得出电阻频率特征曲线。最后在曲线中插值计算出工频地网接地阻抗和接地电阻。整个工作流程中,要严格按照电压-电流方法,操作过程中,技术人员注意安全,佩戴安全防护设备,分别对辅助电压极和电流极进行放线,获取相应的数值。
  阻频特性技术的使用,可以将变电站运行过程中,有效规避干扰频率的影响,并对测试电流值要求不高,只要在1安以下就可以了,借此就能大大提升数据的准确性。测试中可以使用DSP数字设备,在测试过程中,对辅助地网接地电阻的准确性不做过多要求,所以操作流程更加简单。
  3.2 使用接地电阻测试技术的注意事项
  3.2.1 消除地线分流的因素
  架空地线的测试技术使用过程中,一般情况下,都是使用三级法测量接地电阻,此时变电站接地电阻和架空线路的地线融为一体,这就出现实际测量过程中,有些部位测量不到电流。因为电流可能从架空线路中直接流向其他方向,借此最终测量结果不再精确,比实际数值偏小。所以,变电站地网接地电阻测试技术使用时,尽量避免该现象发生,需要将不向地面流入的电流考虑进去。
  3.2.2 变电站故障时地网接地电阻的测试技术
  变电站在长期的工作状态下,偶尔会发生故障,主要是因为运维工作不到位,设备中相导线产生故障电流,可将其作为地网环境中的电流引线。但是实际工作中,底线和相导线即使是处于平衡的状态,其互相影响还是比较大。如果变电站出现故障,相导线中故障电流在和底线感应的作用下,会被吸取少部分电流,借此,就出现变电站中地网接地电阻测试结果不精确。因此,实际测试时,要将底线吸取相导线电流的因素考虑进去,尽量减少电流的流失,提升测试效果。
  3.3 技术应用效果综述
  我国变电站建设速度越来越快,很多建设地网、设置参数的过程中,可能出现不规范的情况,因此需要使用地网接地电阻测试技术,改善上述问题,提升电阻测试数值的准确性,借此可以在变电站工作过程中,减少故障的产生,并加强其维护效率。测试技术使用过程中,使用三级布线技术和夹角补偿技术等,减少流失电流带来的影响,提升地网接地电阻测试结果精准性。另外,要想优化实际测试过程中数据的精准性,可以使用短距离放线的手段进行,保证测量结果的准确性,减少技术人员工作量。当接地电阻测试结果出来后,需要进行评估,此过程中,不但要考虑变电站中的电流分布情况,还需要重视架空地线电流不能去除的状况,这样才能保证最终测量数值的精准性,符合变电站建设要求和标准。
  4 结语
  综上所述,经过长期试验,明确变电站地网接地电阻测试技术在变电站运行过程中的重要性,通过阻频特性技术和夹角补偿技术等,将接地电阻测试误差降到最低,进而促进我国电网的可持续发展。
  参考文献
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