电流电压法测试接地电阻方案样本.docx
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电流电压法测试接地电阻方案样本
大中型变电所接地装置实验方案
一、接地电阻实验
1、实验办法:
电流电压法
测量办法及接线
测量接地电阻办法最惯用有电压、电流法,比率计法和电桥法。
对大型接地装置如110kV及以上变电所接地网,或地网对角线D≥60m地网不能采用比率计法和电桥法,而应采用电压、电流表法,且施加电流要达到一定值,测量导则规定不适当不大于30A。
采用电压、电流法测量接地电阻实验接线如图1所示。
这是一种惯用办法。
施加电源后,同步读取电流表和电压表值,并按下式计算接地电阻,即
(1)
式中Rs——接地电阻,Ω;
U——实测电压,V;
I——实测电流,A。
图1电压电流法测接地电阻实验接线
1-接地网;2-电压极;3-电流极
图1中,使用发电厂或变电所厂用变或所用变50-200KV,把二次侧中性点和接地解开,专作提供实验电源用;电压表PV规定精确级不低于1.0级,电压表输入阻抗不不大于100kΩ,最佳用辨别率不不不大于1%数字电压表(满量程约为50V);电流表PA精确级不低于1.0级。
要使
。
其中,I普通要升到30A以上。
R为接地网电阻;
为变压器内阻;
为导线电阻;
R3为电流极电阻;
为满足上述公式,电流极电阻要降到10Ω如下。
1).电极为直线布置
发电厂和变电所接地网接地电阻采用直线布置三极时,其电极布置和电位分布如图2所示,其原理接线如图3所示。
图2测量工频地装置直线三极法电极和电位分布示意图
直线三极法是指电流极和电压极沿直线布置,三极是指被测接地体1、测量用电压极2和测量用电流极3。
普通,d13=(4~5)D,d12=(0.5~0.6)d13,D为被测接地装置最大对角线长度,点2可以以为是处在实际零电位区内。
实验环节如下:
(1)对电流极进行降阻解决,使接地电阻达到10Ω如下。
(2)打开所变,把二次侧中性点和接地解开。
(3)按图1接好实验接线,并检查无误。
(4)短开刀闸,测量干扰电压。
(5)关闭刀闸,记录电压表和电流表数值。
(6)拉开刀闸,分别再测量连接a,b和b,c之间时电压表和电流表数值,计算接地电阻之后,算出平均值。
(7)将电压极2沿接地体和电流极方向先后移动三次,每次移动距离为d135%左右,重复以上实验;三次测得接地值差值不大于电阻值差值不大于5%时即可。
然后三个数算术平均值,作为接地体接地电阻。
如时令
Rg1、Rg2、Rg3、,则接地体接地电阻Rg为
Rg=2.16Rg1-1.9Rg2+0.73Rg3
(2)
图3三极法原理接线图
如果d13取4-5D有困难时,在土壤电阻率较为均匀地区可取d13=2D,d12=1.2D;土壤电阻率不均匀地区可取d13=3D,d12=1.7D。
3.测量工频接地电阻
当被测接地装置对角线较长,或在某些地区(山区或城区)按规定布置电流极和电压极有困难时,可以运用变电所一回输电线两相导线作为电流线和电压线。
由于两相导即电压线与电泫线之间距离较小,电压线与电流线之间互感会引起测量误差。
这时可用四极补偿法进行测量。
图4是消除电压线和电流线之间互感影响四极法原理接线图。
图4四极是指被测接地装置1、测量用电压极2、电流极3以及辅助电极4。
辅助电极4离被测接地装置边沿距离d14=30-100m,用高输入阻抗电压表测量1、2,1、4和2、4之间电压。
电压U12、U14和U24以及通过接地装置流入地中电流I,得到被测接地装置工频接地电阻。
图4四极法测量工频接地电阻原理接线图
1-被测接地装置;2-测量有电压极;3-测量有电流极;4-辅助电极
Rg=
(4)
式中U12——被测接地装置1和电压极2之间电压;
U14——被测接地装置1和辅助极4之间电压;
U24——电压极2和辅助极4之间电压;
I——通近接地装置流入地中实验电流。
同步为了减少电压线和电流线这间互感影响,可使用架空线一相作电流线,此外再从地面放一根电压测试线,两根丝沿同一方向布线,但应间距一定距离,最佳能不不大于10m。
在实验中如遇到升电流有困难时,应检查架空线路导线接头与否接触好,接触电阻与否过大,电流极和电压极接地与否可靠,如不可靠解决,如在测试电流极和电压极四周加盐水解决。
如咱们有一次在做一水电厂接地电阻测试时,调压器调到满量程却升不起电流,最后检查是由于实验时所用35kV架空线路导线弓子接头长期失修、氧化,使接头处电阻过大所致,经解决后电流才会升到预定值。
4.测量注意事项
(1)实验时用交流电源测量接地电阻时,应采用独立电源,普通单独所用变压器,并把中性和接地点打开,以防分流引出误差,或升不起电流,也可使用1:
1隔离变压器,其中性点接至被测接地体,相线接至电流极。
电压高低依照电流回路阻抗和所需要升电流进行估算。
在满足测量规定前提下,应尽量采用较人低电压。
(2)在许多变电所中,输电线路架空地线是与变电所接地装置连接在一起,这会影响变电所接地装置接地电阻测量成果,因而,在测量彰应把架空线路避雷线与弯电所接地装置电连接断开。
(3)电流极处因要注入较大电流,会对附近人畜导致伤害,因而,在测量时要有专人临护。
(4)在试难时电流引线要流过较大电流,因而,电流回路要有较大导线截面。
消除干扰办法
1.消除接地体上零序电流干扰
发电厂、变电所高压出线由于负载不平衡,经接地体部有某些零序电流流过,这些电流注过接地装置时会在接地装置上产生电压率,给测量成果带来误差,惯用如下办法进行消除。
(1)增长测理电流数值,消除杂散电流对测量成果影响。
咱们懂得接地电阻Rg=
即接地电阻等于接地装置上电压降与电流比值。
这个电压重要是试难时施加测试电流产生,但是如在地网中零序电流较大,这个电流也会在接地装置上产生压降影响测试成果。
为了提高测试精度,最有效办法是加大测试电流,以减小零序电流分量所占比例。
因而,“测量导则”规定:
“通过接地装置测试电流大,接地装置中零序电流和干扰电压对测量成果影响下,即工频接地电阻实测值误差小。
为了减小工频接地电阻实测值误差,通过接地装置测试电流不适当不大于30A”。
可见,加大测试电流办法是减小零序电流干扰最有效办法。
(2)测出干扰电压U’,估算干扰电流I’。
在使用电流电压法测量工频接地电阻时,在开始加压升流前,先测出接地装置零序干扰电压U’,如图14-9所示。
按图接好线后,升压前先将S1断开,用电压表先测量零序干扰电压U'12、U’14和U’24,然后按式(14-17)估算零序干扰电流值
(5)
式中U’12=零序干扰电压,V;
I’——零序干扰电流,A;
Rg——接地电阻估算值,
。
当零序干扰电流估出后,实验时所升电流I=(15-20)I’,可使没量误差不不不大于5%-7%。
图5消除干扰测量成果影响原理接线
(3)运用两次测量成果,对数值进行校正,即先用电源正向升流侧出U1,然后将是源反向,测量另一组数据U2并测出干扰U’。
则
(6)
式中U——校正后电压,V;
U1——电源反向前所测数值,V;
U2——电源反向后所测数值,V;
U’——电源断开后测得零序干扰电压,V。
如果外界干扰电流频率与测量电流频率不同,而为其谐波时,则U1=U2,此时,
(7)
(4)对每一种测点用三相电压轮换没量三次,然后按下式计算接地电阻,即
(8)
式中Rg——接地电阻,
;
Ua、Ub、Ue——分别用A、B、C三相电压时测得电压值,V;
Ia、Ib、Ie——与Ua、Ub、Uc电压相应测量电流,A;
U’、I’——干扰电压和电流。
(5)为了精确找到“零电位”区,可求d13=(4-5)D,d12=(0.5-0.6)d13.如d13取(4-5)D有困难,而接地装置周边土壤电阻率又比较均匀,测量引线可恰当缩短。
当采用电极直线法布置,容许测量误差为±5%时,电压极容许范畴是表14-3;当容许测量误差炎10%时,电压极布置容许范畴见表1。
表1电极直线法布置误差±5%时电压极容许范畴
d13
5D
3D
2D
d12/d13
规定值
0.56-0.666
0.585-0.646
0.594-0.634
近似值
0.62±0.05
0.62±0.03
0.62±0.02
.消除引线互感对测量干扰
当采用电流电压法测量接地电阻时,因电压线和电流线要一起放很长线距离,引线互感就会对测量成果导致影响,为了消除引线互感影响,普通采用如下办法。
(1)采用三角形法布置电极,因三角形布置时,电压线和电流线相距较远,互感也就小,不会导致大影响。
(2)当采用停电架空线路,直线布置电极时,可用一根架空线作为电流线,而电压线则要沿着地面布置,两者庆相距5-10m。
(3)采用四极法可消除引线布感影响,此外还可采用电压、电流表和功率表法测量。
四、对测量仪表和引丝截面规定
(1)电压表内,电压表与电压极相串联,其内阻对测量精确有影响,此时电压表读数为
Uv=U-IvR2(9)
Iv=
(10)
解此两式得
(11)
式中Uv——电压表读数,V;
U——电压表和接地体之间实际电压,V;
RV——电压表内阻,
;
R2——电压极电阻,
;
IV——通过电压表电流,A。
由于RV存在,使得测出电阻误差为
(12)
式中负号表达测出接地电阻较实际值偏小。
从式(12)看出,如果规定由电压表内阻引起误差不大于3%时,则电压表内阻应等于或不不大于电压极电阻50倍。
若RV不大于R250倍,采用电磁或电动式电压表时,则应按下式校正,即
(13)
然后近下式计算接地电阻,即
(14)
式中Rg——接地电阻,
;
U——校正后电压,V;
I——实验电流,A。
因而,电压表应采用高内阻,如数字电压表、静电电压表等。
(2)表计精确级,测量接地电阻所用电压表、电流表、电流互感器等精确不庆低于0.5级。
(3)导线截面,测量时电压极引线截面不应不大于1.0-1.5mm2;电流极引线截面由电流值大小而定,选用以每平方毫米5A为宜,与被测接地体连接地导线电阻,应不不不大于接地电阻2%-3%,并规定接地体引张处置经除锈解决,接触良好,以避免测量误差。
盛发电力工程有限公司刘延斌
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