一種變電站接地網接地阻抗獲取方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及變電站接地網監控技術，尤其是涉及一種變電站接地網接地阻抗獲取 方法。
【背景技術】
[0002] 變電站接地網是確保電氣設備和人身安全的重要設施。目前常用的工頻接地電阻 測試得到的接地阻抗值為50HZ或接近50Hz下的工頻接地阻抗值，但實際上變電站內發生 短路接地故障，或者雷電侵入波或操作波作用下，接地網的暫態沖擊接地阻抗起決定作用。 因此僅僅測量工頻接地阻抗不能代表變電站接地網在故障工況下可以安全運行。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種變電站接地網 接地阻抗獲取方法。
[0004] 本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：
[0005] -種變電站接地網接地阻抗獲取方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0006] 1)現場沖擊電流發生模塊產生沖擊電流作用在變電站接地網上的輸入接地引下 線；
[0007] 2)接地引下線暫態電流與電壓記錄模塊，采集現場沖擊電流發生模塊產生的沖擊 電流、輸入接地引下線的暫態響應電壓波形信號；
[0008] 3)測控系統計算模塊對接地引下線暫態電流與電壓記錄模塊提供的電流和電壓 波形數據進行處理得到接地網的沖擊接地阻抗、工頻接地阻抗、接地電阻和電抗值，結果存 儲于測試結果存儲與記錄模塊。
[0009] 所述的現場沖擊電流發生模塊為沖擊電流發生器，所述的接地引下線暫態電流與 電壓記錄模塊為暫態波形記錄儀。
[0010] 所述的測控系統計算模塊和測試結果存儲與記錄模塊內嵌于測控分析與顯示平 臺上。
[0011] 所述的沖擊接地阻抗Z。」計算如下：
[0013] 其中n為測量次數;max為取峰值；Iine為接地引下線G輸入的標準沖擊電流波形 序列，共m點，幅值A山。^為接地引下線G輸出的暫態沖擊電壓波形序列，共m點，幅值V。
[0014] 所述的工頻接地阻抗Zgp:
[0016]其中，n為測量次數；FFT5(IHz為對信號進行快速傅里葉變換后取50Hz分量的模值； IinJ;為接地引下線G輸入的標準沖擊電流波形序列，共m點，幅值A ;U _ 為接地引下線G 輸出的暫態沖擊電壓波形序列，共m點，幅值V。
[0017]所述的接地電阻R和電抗L:
[0018]取第一次測量得到電流、電壓信號波形FFT對應角頻率為07時的計算阻抗值為 Zi，取第二次測量得到電流、電壓信號波形FFT對應角頻率為/、C7的計算阻抗值為Z2，其中k 為非零整數，由4 =||則
[0020] 與現有技術相比，本發明同時獲得接地網工頻接地阻抗、沖擊接地阻抗、接地電阻 和電抗，可在不停電和不對地網開挖的情況下，了解接地網的運行狀態，判定接地網是否發 生腐蝕，保障電力系統的安全、可靠運行；且具有簡單、準確和不受現場運行條件的限制等 優點。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明的功能模塊示意圖；
[0022] 圖2為本發明的方法流程圖；
[0023] 圖3為本發明的現場測試接線圖；
[0024] 圖4為本發明的現場測試沖擊電流、電壓波形圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。
[0026] 實施例
[0027] 通過本發明可同時獲得接地網的工頻接地阻抗、沖擊接地阻抗、接地電阻和電抗， 即使用現場沖擊電流發生器輸出標準沖擊電流波形，施加于被評估的變電站接地網，測量 被選定輸入接地引下線的沖擊電流和暫態響應電壓波形信號，利用測控系統的軟件基于沖 擊接地阻抗的算法、50Hz工頻的接地阻抗算法和電阻-電抗分離算法，分別得到該接地網 的工頻接地阻抗、沖擊接地阻抗、接地電阻和電抗。
[0028] 本發明的具體結果可參照附圖，圖1是本發明一較佳實施例的一種同時獲得接地 網工頻接地阻抗、沖擊接地阻抗、接地電阻和電抗的獲取方法主要模塊方框圖。該變電站接 地網接地阻抗獲取方法至少包括：現場沖擊電流發生模塊10、接地引下線暫態電流與電壓 記錄模塊11、測控系統計算模塊12、測試結果存儲與記錄（歷史數據查詢）模塊13。模塊 之間聯接關系：現場沖擊電流發生模塊10產生沖擊電流作用在變電站接地網上的輸入接 地引下線，接地引下線暫態電流與電壓記錄模塊模塊11采集現場沖擊電流發生模塊10產 生的沖擊電流、輸入接地引下線的暫態響應電壓波形信號，測控系統計算模塊12對接地引 下線暫態電流與電壓記錄模塊11提供的電流和電壓波形數據進行處理得到接地網的沖擊 接地阻抗、工頻接地阻抗、接地電阻和電抗值，結果存儲于測試結果存儲與記錄（歷史數據 查詢）模13,便于歷史數據查詢和對比。
[0029] 本發明的現場沖擊電流發生器產生8/20 y s標準沖擊電流作用在變電站接地網 接地引下線上，并記錄輸入沖擊電流和接地引下線的沖擊響應電壓，進行數據處理和計算 分析，得到接地網的沖擊接地阻抗、工頻接地阻抗、接地電阻和電抗值。
[0030] 如圖2所示，一種同時獲得接地網工頻接地阻抗和沖擊接地阻抗的獲取方法，包 括以下步驟：
[0031] 步驟1，進入變電站，選定變電站接地網阻抗測試點，并根據接地網對角線長度放 電壓、電流測試線；
[0032] 步驟2,連接現場沖擊電流發生器、暫態波形記錄儀，并連接至測控分析系統和顯 示平臺；
[0033] 步驟3,測試記錄（至少2次）并進行計算和分析，得到接地網的沖擊接地阻抗、工 頻接地阻抗、接地電阻和電抗值；
[0034] 步驟4,存儲至數據庫。
[0035] 現場實施案例說明
[0036] 如圖3所示，進入一 110kV變電站，選定該變電站1#主變接地排為接地網阻抗測 試點G，根據接地網對角線長度50m依據DL/T475-2006放電壓測試線200m至遠方電壓極、 電流測試線250m至遠方電流極。連接現場沖擊電流發裝置（輸出標準電流波形8/20 y s， 峰值大于10A)，沖擊響應波形電壓線連接至多通道暫態波形記錄儀（采樣率設置為100MS/ s)。測試記錄（至少2次）并進行計算和分析，得到接地網的沖擊接地阻抗、工頻接地阻抗、 接地電阻和電抗值。其中，沖擊接地阻抗計算、沖擊響應曲線繪制和相關系數計算分別如下 定義。
[0037] (1)沖擊接地阻抗ZcJ:
[0039] 注：n--測量次數，一般為2次；
[0040] max--取峰值；
[0041] Iin_G一一接地引下線G輸入的標準沖擊電流波形序列，共m點，幅值A ;
[0042]U0UtG--接地引下線G輸出的暫態沖擊電壓波形序列，共m點，幅值V。
[0043] (2)工頻接地阻抗
[0045] 注：n--測量次數，一般為2次；
[0046]FFT50Hz一一對信號進行快速傅里葉變換后取50Hz分量的模值；
[0047]Iin_G一一接地引下線G輸入的標準沖擊電流波形序列，共m點，幅值A;
[0048]U0UtG--接地引下線G輸出的暫態沖擊電壓波形序列，共m點，幅值V。
[0049](3)接地電阻R和電抗L:
[0050] 取第一測量得到電流、電壓信號波形FFT對應角頻率為時的計算阻抗值為Zl， 取第二測量得到電流、電壓信號波形FFT對應角頻率為灸07 (k為非零整數）的計算阻抗值 為22。由2；=|/? + ./〇71|，則
[0053] 就1)現場沖擊電流發生模塊、2)沖擊響應輸出端接地引下線的選擇和3)測試和 記錄裝置，二個環節做以下說明：
[0054] 1)現場沖擊電流發生模塊
[0055] 本發明基于的現場沖擊電流發生模塊，推薦使用8/20 y s標準電流波，但也可以 使用1/20 y s、4/10 y s、30/80 y s等非標準沖擊電流波，此外峰值大小也可以變化。
[0056] 2)沖擊響應輸出端接地引下線的選擇
[0057] 上述描述的沖擊響應輸出端接地引下線的選擇位置是可以變化的，選取個數也可 以變化。
[0058] 3)測試和記錄裝置
[0059] 沖擊電流發生模塊、暫態波形記錄儀器和測控分析及顯示平臺是可以變換的，即 隨意組合或主裝成一體機。
【主權項】
1. 一種變電站接地網接地阻抗獲取方法，其特征在于，包括w下步驟： 1) 現場沖擊電流發生模塊產生沖擊電流作用在變電站接地網上的輸入接地引下線； 2) 接地引下線暫態電流與電壓記錄模塊，采集現場沖擊電流發生模塊產生的沖擊電 流、輸入接地引下線的暫態響應電壓波形信號； 3) 測控系統計算模塊對接地引下線暫態電流與電壓記錄模塊提供的電流和電壓波形 數據進行處理得到接地網的沖擊接地阻抗、工頻接地阻抗、接地電阻和電抗值，結果存儲于 測試結果存儲與記錄模塊。2. 根據權利要求1所述的一種變電站接地網接地阻抗獲取方法，其特征在于，所述的 現場沖擊電流發生模塊為沖擊電流發生器，所述的接地引下線暫態電流與電壓記錄模塊為 暫態波形記錄儀。3. 根據權利要求1所述的一種變電站接地網接地阻抗獲取方法，其特征在于，所述的 測控系統計算模塊和測試結果存儲與記錄模塊內嵌于測控分析與顯示平臺上。4. 根據權利要求1所述的一種變電站接地網接地阻抗獲取方法，其特征在于，所述的 沖擊接地阻抗Zy計算如下：其中n為測量次數;max為取峰值；li。。為接地引下線G輸入的標準沖擊電流波形序列， 共m點，幅值A;U"t。為接地引下線G輸出的暫態沖擊電壓波形序列，共m點，幅值V。5. 根據權利要求1所述的一種變電站接地網接地阻抗獲取方法，其特征在于，所述的 工頻接地阻抗Zgp;其中，n為測量次數；FFTwh,為對信號進行快速傅里葉變換后取50化分量的模值；I1。。 為接地引下線G輸入的標準沖擊電流波形序列，共m點，幅值A;U"t。為接地引下線G輸出 的暫態沖擊電壓波形序列，共m點，幅值V。6. 根據權利要求1所述的一種變電站接地網接地阻抗獲取方法，其特征在于，所述的 接地電阻R和電抗L: 取第一次測量得到電流、電壓信號波形FFT對應角頻率為妨時的計算阻抗值為Zi，取 第二次測量得到電流、電壓信號波形FFT對應角頻率為k;S7的計算阻抗值為Z2,其中k為非 零整數，由為=1巧+ ./口7叫貝1]〇
【專利摘要】本發明涉及一種變電站接地網接地阻抗獲取方法，包括以下步驟：1)現場沖擊電流發生模塊產生沖擊電流作用在變電站接地網上的輸入接地引下線；2)接地引下線暫態電流與電壓記錄模塊，采集現場沖擊電流發生模塊產生的沖擊電流、輸入接地引下線的暫態響應電壓波形信號；3)測控系統計算模塊對接地引下線暫態電流與電壓記錄模塊提供的電流和電壓波形數據進行處理得到接地網的沖擊接地阻抗、工頻接地阻抗、接地電阻和電抗值，結果存儲于測試結果存儲與記錄模塊。與現有技術相比，本發明具有簡單、準確和不受現場運行條件的限制等優點。
【IPC分類】G01R27/20
【公開號】CN104931793
【申請號】CN201510315723
【發明人】司文榮, 傅晨釗, 蘇磊, 陸冰冰, 祝達康
【申請人】國網上海市電力公司, 華東電力試驗研究院有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月10日