CN104535842B - 一种基于人工短路试验的换流站接地网冲击阻抗测试方法 - Google Patents

Abstract

一种基于人工短路试验的换流站接地网冲击阻抗测试方法，包括如下步骤：第一步，根据换流站实际情况选择测量设备，包括冲击电流量程、冲击电压量程；第二步，在换流站接地开关处布置测量冲击电流和冲击电压取信号点，并在相应的保护室内布置测量设备，在离换流站接地网合适距离位置布置冲击电压参考零电位点；第三步，根据被测换流站直流线路情况，选择满足安全条件的人工短路试验点，并进行人工短路试验前的悬挂接地框准备工作；等等。该方法充分利用了直流输电系统可以大地构成电流回路的特性，利用输电系统提供大冲击电流，解决了现场很难提供大冲击电流的问题，反映了冲击接地阻抗的真实性。

Description

一种基于人工短路试验的换流站接地网冲击阻抗测试方法

技术领域

本发明涉及接地网冲击阻抗测试方法，特别是涉及一种基于人工短路试验的换流站接地网冲击阻抗测试方法，适用于换流站调试阶段或者特殊需求时接地网特性参数测量，属于电力系统接地网特性参数测量领域。

背景技术

冲击接地阻抗是冲击电流作用下接地装置对远方零电位的阻抗，数值上为接地装置与远方零电位间的电位差与通过接地装置入地中的冲击电流的比值。在行业标准DL/T266-2012接地装置冲击特性参数测试导则中，对冲击接地阻抗的一些测试方法做出了相关规定，如对试验电源的选择时建议采用冲击小电流法测试大型接地装置的冲击特性灿灿，试验电源可采用冲击电流发生器，最大输出电压为5000V，冲击电压波头/波长时间为1μS～5μS/50-80μS,冲击电流峰值为5A-50A,冲击电流发生器宜采用直流电池或220V交流电源供电。该测试电源的选择中基于现有的工艺水平考虑，冲击电流较小，其目的是避免高幅值冲击电流流入，引起地电位升高，危及人员及设备安全。但是现有的实际理论和经验均表明，土壤需要较大的电流才能击穿，土壤击穿过程中火花放电效应对冲击接地阻抗有一定的影响，因此规程中规定的方法是一种较为保守的方法，同时也是一种基于实际情况提出的一种比较容易实现的方法，因为需要土壤击穿，所需要的电流较大，现场提供如此大的冲击电流非常困难，但是本身与实际冲击接地阻抗有很大的差别。

直流输电工程中，因为直流特有的特性，可以提供单极大地运行方式、采用换流站换流站就接地网作为接地极不平衡运行方式入地等运行方式，此种运行方式中通过大地构成了电流回路，因此充分利用直流输电的特点，在直流输电线路上人为制作一个金属性短路，形成较大的冲击入地电流，并人工展放测试线对接地网与远方零电位点间的电位差进行测量，最终得到冲击接地阻抗。

发明内容

本发明的目的主要是提供一种模拟真实情况下换流站接地网冲击接地阻抗测试方法。通过人工短路的方式，模拟实际运行的直流线路发生短路故障，在此工况下，对流入换流站接地网的冲击电流和换流站与远方零电位点之间的电压进行测量，从而得到换流站接地网的冲击接地阻抗。该方法直接利用换流站直流输电特性，采用换流站直流接地网作为接地极构成单极大地回路或者双极大地回路，提供较大的冲击入地电流，解决了现场难以获得大冲击电流的问题。

本发明根据上述技术原理，其解决技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

第一步，根据换流站实际情况选择测量设备的量程，主要包括冲击电流量程、冲击电压量程；

第二步，在换流站接地开关处布置测量冲击电流和冲击电压取信号点，并在相应的保护室内布置测量设备，在离换流站接地网合适距离位置布置冲击电压参考零电位点；

第三步，根据被测换流站直流线路情况，选择满足安全条件的人工短路试验点，并进行人工短路试验前的悬挂接地框等准备工作；

第四步，在得到相关调度和运行单位许可后，进行人工短路试验并同时对换流站接地网入地冲击电流I和冲击电压U进行测试，得到换流站接地网的冲击接地阻抗为Z＝U/I。

本发明第一步中冲击电流I采用线圈类设备进行测量，后台采用录波仪进行记录，录波仪的采样率应不低于2M/S。

本发明第一步中冲击电压V采用高压探头和录波仪相结合的方式进行测量，录波仪的采样率应不低于2M/S。

本发明第一步中冲击电压V采用电阻分压器和录波仪相结合的方式进行测量，录波仪的采样率应不低于2M/S。

本发明第二步中冲击电压参考零电位点到换流站的距离应为换流站接地网3-5倍对角线长度的距离。

本发明第四步中进行人工短路试验时，换流站应采用高速接地开关接地方式构成单极或双极大地回线方式运行。

本发明第四步中测量用录波仪供电电源与换流站地网采用隔离变供电或采用UPS供电隔开。

本发明第四步中冲击接地阻抗Z是对应的峰值和峰值相除得到，或通过傅立叶变换得到各种频率下的阻抗值。

本发明第四步中进行人工短路试验时，进行冲击跨步电压、接触电压的测量。

本发明具有如下积极的技术效果：根据直流输电工程可以提供大地作为电流回路的特点，选择合适的直流输电运行方式，在直流输电线路上制造一个人为的金属短路故障，为接地网提供一个模拟真实的入地电流，解决了目前提供大电流冲击电源的难题，得到真实情况下的接地网的冲击接地阻抗，提高了测量的准确性。

附图说明

下面结合附图和实施例说进一步本发明。

图1为本发明冲击接地阻抗测量示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，结合附图，对本发明的技术方案其进行进一步说明：

见图1，第一步，根据换流站实际情况选择测量设备的量程，主要包括冲击电流量程、冲击电压量程。结合普洱换流站实际情况，选用单极大地方式进行；在该运行方式下，高速接地开关处有两接地引下线，选择两个范围为3kA的线圈进行冲击电流测量，电压采用1000：1的高压探头和录波仪配合进行测量，量程范围为25kV。

第二步，在换流站接地开关处布置测量冲击电流和冲击电压取信号点，并在相应的保护室内布置测量设备，在离换流站接地网合适距离位置布置冲击电压参考零电位点。根据普洱换流站的实际情况，电流测量点选择在0040高速接地开关两接地引下线处，地电位升高测量一端测量点选择在0040高速接地开关接地引下线处，另一端选择在接地网约3倍对角线，离变电站接地网边缘约2.2km处，电压测试线采用人工放线的方式进行。测量点高压线引入到直流继电器保护小室，录波仪采用DL850，录播仪供电电源采用220V交流电通过隔离变后供给。

第三步，根据被测换流站直流线路情况，选择满足安全条件的人工短路试验点，并进行人工短路试验前的悬挂接地框等准备工作。人工短路试验点选择在直流输电线路0001号塔和直流线路输出龙门架之间。在直流线路停电后，登上直流线路，人工挂上一个短路试验用接地框，并在用弓箭方式进行试射，保证能够实现人工短路。

第四步，在得到相关调度和运行单位许可后，进行人工短路试验并同时对换流站接地网入地冲击电流I和冲击电压U进行测试，得到换流站接地网的冲击接地阻抗为Z＝U/I。在调度和运行调整好运行方式后下令可执行人工短路试验后，进行人工短路试验，并同时对电压和电流波形进行录制。根据测试情况，得到冲击电压峰值V为4.2kV，得到冲击电流峰值7.3kA，从而得到冲击接地阻抗模值为0.58欧姆。

本发明第一步中冲击电流I采用线圈类设备进行测量，后台采用录波仪进行记录，录波仪的采样率应不低于2M/S。

本发明一步中冲击电压V采用高压探头和录波仪相结合的方式进行测量，录波仪的采样率应不低于2M/S。

本发明一步中冲击电压V采用电阻分压器和录波仪相结合的方式进行测量，录波仪的采样率应不低于2M/S。

本发明二步中冲击电压参考零电位点到换流站的距离采用相关规程，应为换流站接地网3-5倍对角线长度的距离。

本发明第四步中进行人工短路试验时，换流站应采用高速接地开关接地方式构成单极或双极大地回线方式运行。

本发明第四步中测量用录波仪供电电源与换流站地网采用隔离变供电或采用UPS供电隔开。

本发明第四步中冲击接地阻抗Z是对应的峰值和峰值相除得到，或通过傅立叶变换得到各种频率下的阻抗值。

本发明第四步中进行人工短路试验时，进行冲击跨步电压、接触电压的测量。

采用上述方法，充分利用了直流输电的特性，可利用直流-大地构成回路，可充分利用输电系统提供足够大的电流，准确得到了换流站接地网的冲击接地阻抗。

本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明的上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于人工短路试验的换流站接地网冲击阻抗测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，根据换流站实际情况选择测量设备，包括冲击电流量程、冲击电压量程，冲击电流I采用线圈类设备进行测量，后台采用录波仪进行记录，录波仪的采样率应不低于2M/S，冲击电压U采用高压探头和录波仪相结合的方式或采用电阻分压器和录波仪相结合的方式进行测量，录波仪的采样率应不低于2M/S，测量用录波仪供电电源与换流站地网采用隔离变供电或采用UPS供电隔开；

第二步，在换流站接地开关处布置测量冲击电流和冲击电压取信号点，并在相应的保护室内布置测量设备，在离换流站接地网合适距离位置布置冲击电压参考零电位点，冲击电压参考零电位点到换流站的距离，应为换流站接地网3-5倍对角线长度的距离；

第三步，根据被测换流站直流线路情况，选择满足安全条件的人工短路试验点，并进行人工短路试验前的悬挂接地框准备工作；

第四步，在得到相关调度和运行单位许可后进行人工短路试验，换流站应采用高速接地开关接地方式构成单极或双极大地回线方式运行并同时对换流站接地网入地冲击电流I和冲击电压U进行测试，得到换流站接地网的冲击接地阻抗为Z=U/I，冲击接地阻抗Z是对应的峰值和峰值相除得到或通过傅立叶变换得到各种频率下的阻抗值。