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高压直流接地电阻测试

高压直流输电系统的换流站接地极在系统以单极大地回线方式和双极不平衡方式运行时,分别发挥着引导系统的入地电流和不平衡电流的作用。

对高压直流接地极接地电阻的测量可以很好的反映接地极的通流能力,保证直流线路的正常稳定运行,特别是单极大地运行方式下的稳定运行。高压直流接地极接地电阻的测量方法是建立在工频接地电阻测试的基础之上的,所不同的是高压直流接地极接地电阻的测量需要向接地极注入直流,而且电流线、电压线的布置距离都较长,因此选择合适的测试方法是进行高压直流接地极接地电阻测试的关键。下面就各种试验方法进行比较分析,选出一种较为合理的接地电阻试验方法。www.tgdq18.com

1 单极大地回线运行下测量

直流接地极接地电阻的测试可在单极大地回线运行方式下进行,其测试的接线图如图 1 所示:这种测试方法要用到接地极线路作为电流测量线,而电压测量线需要人工布置,按照试验标准的要求,电压极要距离接地极的距离要大于接地极地网任意两点最大距离的 10 倍,而直流接地极地网的直径一般都较大,电压测量线不仅需要用到很长的测试线,而且在现场试验过程接地极所在位置通常不是平坦的地区,如果采用人工布线,可能要翻越比较杂的地形条件才能达到试验的要求,试验现场工作量太大,也不利于进行准确的测试。图 1 单极大地回线方式下进行测量并且在单极大地回线运行方式下,直流接地极线路注入接地极的电流通常达到 3 000 A 左右,现场试验进行电压线布置具有很大的危险性,需要有很好的安全防护措施才能实现,并且进行电压线与接地极线路注入接地极部分的连接时也较为危险,因此,该种试验方法不仅工作量大,而且具有很大的危险性,现场试验过程中不具有可行性。

2 测试线采用人工布线的方式

这种测试方法只能在双极停运时才能进行,但是需要人工拆除接地极线路的跳线,还需要人工布置电流线和电压线。电压线和电流线的布置可以在相同方向布置,也可在不同方向布置,但按照方法 1 中所讲到的试验电压线的布置需要近 10 km,而电流线的布置长度要大到电压线长度的 1. 618 倍,也即电流线要达到16. 18 km,这么长的试验线的布置在实际试验过程中是很难达到要求的,并且在现场试验过程中,直流试验电源一般都需要有外接电源,如果将试验仪器搬至现场,又面临试验电源难于得到的困难,因此该种方式不具有可行性。 2采用直流试验电源,测试线采用人工布线的方式

3 测试线用接地极线路代替

这种测量方式是采用直流试验电源进行测试,直流电源可以使用蓄电池或设计的直流试验电源,测试过程中用接地极线路代替电压线和电流线。由于接地极线路通常有两条线路构成,在换流站内可将两条线路分离开来,一条线路可作为电流线,以换流站地网作为电流极,另一条线路可以作为电压线,通过计算,在适当的位置将该线路的跳线拆除,在拆除跳线的位置设置电压极,这样可以使试验较为简单,方便开展接地电阻的试验,也方便进行仪器的布置和接线。具体的试验接线图如图 3 所示:

根据接地电阻测试的原理,电压极与接地极的距离应为电流极与接地极距离的 0. 618 倍,此时测量的结果才最接近实际的接地电阻值,因此电压极的布置应选择在整个接地极线路的 0. 618处。在现场试验过程中,通常借助 GPS 定位仪来确定位置,所选择的位置可以先通过计算,再在试验现场具体确定,为了所选择电压极位置的准确性,通常以电流极到接地极距离的 5% 移动三次,三次测试结果相差不大,即可用三次测试的平均值来作为接地电阻的实测值。而且为了电压极布置的方便,电压极最好选择接地极的杆塔处进行接线,理论上也可以接地极杆塔作为电压极。在进行 “两渡”工程牛寨换流站接地极接地电阻测试时采用了该种方法进行测试,并在每个点选择了两个测试位置进行测试,最后取测试结果的平均值作为接地电阻的测试结果,测得的接地电阻平均值为 0. 058 3 Ω,小 于 设计 要 求 值0. 101 Ω,说明该测试方法有效。

4 结束语

综上所述,直流电源如果直接单极大地回线运行方式下的入地直流电流,具有很大的危险性,也不便进行电压线的布置。而采用蓄电池作为直流电源则往往不能达到试验所需的电流值,故采用专用的直流电源发生器作为试验电源比较合理。直流接地极接地电阻测试时需用接地极线路作为电流线和电压线,如果采用人工布线的方式,该试验的电压线,电流线的布置将十分困难,且不利于得到准确的结果,因此,采用所述方法能很好的解决直流试验电源的外接电源问题,具有较好的可操作性与实用性。

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