1 000 kV安吉变电站接地网接地特性参数的试验

曹俊平，刘浩军，董雪松，于淼，李帅

（1.国网浙江省电力公司电力科学研究院，杭州310014；2.国网浙江象山县供电公司，浙江宁波315700）

1 000 kV安吉变电站接地网接地特性参数的试验

曹俊平1，刘浩军1，董雪松1，于淼1，李帅2

（1.国网浙江省电力公司电力科学研究院，杭州310014；2.国网浙江象山县供电公司，浙江宁波315700）

对1 000 kV安吉变电站接地网特点进行分析，采用合理的布线方式完成接地网接地特性参数试验，并对夹角法和直线法2种布线方式下接地阻抗测试结果进行对比分析，总结了试验结果的影响因素，为特高压变电工程接地网接地特性参数试验积累了经验。

特高压；变电站；接地网；接地电阻

特高压1 000 kV安吉变电站是皖电东送工程的核心枢纽站，是浙江省首座1 000 kV变电站，位于浙江安吉县境内。站址为低山剥蚀丘陵区，地貌主要为浑圆状的低山，地形起伏较大，土壤电阻率高，接地网接地特性参数测试难度大。以下重点对接地阻抗试验进行分析，分别对夹角法和直线法2种测量结果进行比对，得出了合理的测试结果。

1 1 000 kV安吉站接地网概况

1 000 kV安吉变电站接地网设计以水平接地为主，垂直接地为辅组成复合主接地网，接地网实施方案为先敷设主接地网及30 m垂直接地极，待主接地网及30 m垂直接地极施工完成后实测接地电阻，若不满足要求则实施100 m深接地井方案，100 m深接地井方案顺序为先打四角的接地深井，若不满足要求则增加其余深井。

安吉站接地网示意见图1，面积约488.5 m× 290 m，最大对角线长度约568 m，根据初设接地专题报告，接地电阻计算值为1.65 Ω，地电位79 452 V，跨步电压773 V，接触电势1 489 V，接触电势及跨步电压均不满足要求，因此在隔离开关操作机构、设备本体、端子箱等四周0.6 m处敷设局部闭合接地线，深埋0.3 m，并与设备支构架的接地引下线相连，全站铺设厚度不小于15 cm的石块。主接地网采用镀锡铜绞线TJX-185，设备引下线采用50×5的铜排。

图11 000 kV安吉变电站接地网示意

为了降低接地阻抗，设计单位根据首次对4口100 m深接地井接地阻抗的仿真计算结果，最终将100 m深接地井增至6口。

1 000 kV侧最大入地短路电流设计计算值为53.7 kA，500 kV侧最大入地短路电流设计计算值为62.8 kA。

2 接地特性参数试验方法和布线

2.1 试验项目

1 000 kV安吉变电站接地网接地参数试验主要包括接地阻抗、跨步电压、接触电压及一次设备引下线导通性试验，而整个试验的难点在于接地阻抗测试，测量仪器采用红相8000型接地网变频测试系统，该系统输出功率最大为1 kW。测量山区接地网时若电流极选择不合理，会造成回路阻抗过大，回路电流太小会引起误差增大，接地装置特性参数测量导则要求试验电流宜在3～20 A。

综合考虑影响安吉变电站接地网接地阻抗测试因素，重点做好以下两点：

（1）尽可能降低测试回路阻抗，否则注入电流太小会导致测试误差增大；

（2）为了减小测试线路的互感影响，布线时电压极线路和电流极线路尽可能分开。

2.2 试验方法

大型接地网采用相关试验规程推荐的电流—电压表三极法测量，电流线和电位线布置示意见图2。

图2 接地电阻测量的三极法

为了减小工频干扰的影响，测量采用变频电源法，电源频率在45～65 Hz范围内变化。根据各频率点测量数据，拟合求取工频接地阻抗值。

2.3 接地阻抗试验布线

为了对比接地阻抗测试结果，测试时分别采用夹角30°法和直线法布线，测量布线示意如图3所示。

图3 接地网接地电阻测量回路布线示意

为了提高测量的准确性，在用变频法测量时，注入地网电流应尽可能大，电流极选择沿变电站北面放线，放线直线距离为2.3 km，落点在土壤较好的农田处，打6根接地桩以降低临时电流极接地电阻。夹角30°法测量时电压极放线长度与电流极相同，直线法测量时电压极放线长度为电流极放线长度的0.618倍。

2.4 跨步电压及接触电压试验布线

测量接地网接触电压和跨步电压时，电流极布置与接地阻抗测试相同，原理接线图见4所示。

图4 测量接地网接触电压和跨步电压的原理接线

跨步电压测点选择在变电站边缘、主通道、500 kV GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）、2号主变压器（简称主变）、1 000 kV GIS、4号主变等主要电气设备处。跨步电压计算：

式中：I为测量电流；Imax为最大入地短路电流；（Un-Un-1）为任意两点间的跨步电压测量值。

选择变电站内1 000 kV，500 kV，110 kV各设备区域内的主要构架和设备处，进行接触电压的测量。接触电压：

式中：I为测量电流；Imax为最大入地短路电流；U测量为测量电压。

2.5 一次设备接地引下线导通性测试

选定与接地网连接良好的设备接地引下线作为参考点，应用直流双臂电桥的原理，在被测电气设备的接地引下线与参考点之间施加直流电流，用高内阻电压表测试由该电流所引起的电压降，并计算被测电气设备接地引下线与该参考点之间的直流电阻。

3 试验结果分析

3.1 接地阻抗试验

接地网接地阻抗第1次试验布线采用夹角30°法，根据现场勘察的情况，试验布线见图3电压极1的方式所示，电压极与接地极直线距离为2.3 km，电压极和电流极分别与站内电流注入点连线成夹角30°，电压极和电流极2条试验线尽可能分开，试验回路注入电流约为3.4 A，回路阻抗为51.7 Ω，电源频率由45～65 Hz变化，接地阻抗测试值见表1。测量结果在0.338～0.372 Ω之间，拟合得50 Hz时接地网接地阻抗值为0.352 Ω。电源频率改变时，折算到相同电流幅值时，接地阻抗测试值变化很小，说明试验布线较合理，互感影响较小。

表1 测试夹角30°时接地阻抗测试值

为了验证夹角30°法测试结果，进行了直线法测试，将电压极线布线改到图3电压极2的方式，电压极与接地极直线距离为1.43 km，电压极和电流极与站内电流注入点位于1条直线上，其他测试条件不变，测得的接地网接地阻抗值为0.371 Ω。

接地网接地阻抗测试在2种布线方式下测量值相差较小，考虑到直线法布线方式的局限性，会有互感的影响，接地网接地阻抗以夹角30°法测得值为准。

3.2 跨步电压、接触电压及导通性测试

安吉变电站内地表跨步电压最大值位于站内东南角，最大跨步电压值是1.78 V；最大接触电压位于安塘二线高压电抗器C相处，最大值为0.81 V；均在导则[1]允许的跨步电压和接触电压范围内。一次设备的接地引下线导通情况较好，测试值均小于50 mΩ。

4 结论

（1）安吉变电站接地网接地阻抗值为0.352 Ω，跨步电压、接触电压及一次设备引下线导通性均满足设计要求。

（2）电压极和电流极的2条试验接线间的互感对接地电阻结果影响较大，应根据变电站附近道路、地形等情况，选择合理的布线方式，尽可能分开，以减小互感的影响。

（3）高土壤电阻率地区接地网接地电阻测量时，电流极选择对接地电阻结果有影响，应选在多土壤低电阻的位置，降低测试回路阻抗，增大测试电流以减小测量误差。

[1]中华人民共和国电力工业部.DL/T 621-1997交流电气装置的接地[S].北京：中国电力出版社，1998.

[2]国家电网公司.Q/GDW 310-2009 1 000 kV电气装置安装工程电气设备交接试验规程[S].北京：中国电力出版社，2009.

[3]陈鹏云，朱庆翔，吴伯华，等.大型接地网测试技术的发展与应用[J].高电压技术，2003，29（10）:18-21.

[4]金祖山，胡文堂，张军，等.提高大型接地网接地阻抗测量准确性的方法和措施[J].水电能源科学，2005，23（5）: 76-77.

[5]中华人民共和国国家发展和改革委员会.DL/T 475-2006接地装置特性参数测量导则[S].北京：中国电力出版社，2006.

（本文编辑：杨勇）

Test of Grounding Characteristic Parameters of Grounding Networks of 1 000 kV Anji Substation

CAO Junping1，LIU Haojun1，DONG Xuesong1，YU Miao1，LI Shuai2
（1.State Grid Zhejiang Electric Power Research Institute，Hangzhou 310014，China；2.State Grid Xiangshan Power Supply Company，Ningbo Zhejiang 315700，China）

The paper analyzes characteristics of grounding networks of 1 000 kV Anji substation.By use of reasonable conductor arrangement，test of grounding characteristic parameters of grounding networks is carried out；besides，test results of ground impedance in intersection angle arrangement and straight line arrangement are compared.Influencing factors of the test results are summarized，which accumulates experience for test of grounding characteristic parameters of grounding networks in UHV power transfer projects.

ultra-high voltage；substation；grounding network；ground resistance

TM862

B

1007-1881（2015）01-0017-03

2014-07-23

曹俊平（1986），男，工程师，从事电气设备检修试验工作。