[發明專利]一種變電站接地網腐蝕狀態評估方法及其系統

有效

• 申請號: 201510056616.5
• 申請日: 2015-02-03
• 公開（公告）號: CN104678246B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 司文榮;傅晨釗;黃華;楊凌輝;陸啟宇;顧承昱
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01R27/20
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發明涉及一種變電站接地網腐蝕狀態評估技術，尤其是涉及一種基于沖擊接地阻抗和響應的變電站接地網腐蝕狀態評估方法及其系統。

背景技術

變電站接地網是確保電氣設備和人身安全的重要設施。由于接地網埋設在地下，常因土壤多年的腐蝕，導致接地體變細甚至斷裂，使接地網接地性能變壞。目前，工程上對接地網接地性能好壞的檢測一般通過工頻接地電阻來間接判斷，但無法了解接地網的腐蝕情況。因為只要測量處的接地體不發生斷路，即使接地網被嚴重腐蝕，工頻接地電阻通常也能達到規程要求。所以工程上一般都是在發現地網工頻接地電阻不合格或發生由于地網缺陷引起的事故后，通過大面積開挖查找接地網斷點和腐蝕段，這種工作方法帶有盲目性，工作量極大。

此外，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

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基于沖擊接地阻抗和響應的變電站接地網腐蝕狀態評估方法及其系統，即使用現場沖擊電流發生器輸出標準8/20μs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接地阻抗，以及輸入和不同輸出位置接地引下線的沖擊暫態電壓波形，繪制接地網沖擊響應曲線，并與歷年測量的該變電站接地網同一位置沖擊接地阻抗進行趨勢分析和沖擊響應曲線進行相關系數分析，從而評估該變電站接地網的腐蝕狀態。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種變電站接地網腐蝕狀態評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)選定變電站接地網沖擊阻抗測試點作為沖擊響應輸入端，并根據接地網對角線長度放置電壓和電流測試線；

2)現場沖擊電流發生模塊產生沖擊電流作用在接地網上的輸入接地引下線上，各接地引下線暫態電流和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以及不同位置的輸出接地引下線的沖擊響應電壓波形；

3)沖擊接地阻抗計算和沖擊響應曲線繪制模塊對各接地引下線暫態電流和電壓記錄模塊提供的電流和電壓數據進行處理得到接地網沖擊阻抗和不同位置的沖擊響應曲線，并將結果存儲于測試結果存儲和記錄模塊；

4)接地網狀態評估和分析模塊利用沖擊接地阻抗計算和沖擊響應曲線繪制模塊的當前數據和測試結果存儲和記錄模塊的歷史數據，對沖擊接地阻抗進行趨勢分析和沖擊響應曲線進行相關系數分析，從而評估該變電站接地網的腐蝕狀態。

所述的沖擊接地阻抗Z計算如下：

Z＝max(U_{out_G}(i))/max(I_{in_G}(i)),i＝1…n

其中max為取峰值；

I_{in_G}為沖擊響應輸入端G輸入的標準沖擊電流波形序列，共n點，幅值A；

U_{out_G}為沖擊響應輸入端G輸出的暫態沖擊電壓波形序列，共n點，幅值V。

所述的沖擊響應曲線Imp：

Imp_A(i)＝U_{out_A}(i)/U_{out_G}(i),i＝1…n

其中Imp_A為沖擊響應輸出端A的沖擊響應序列；

U_{out_A}為沖擊響應輸出端A的暫態沖擊電壓波形序列，共n點，幅值V；

U_{out_G}為沖擊響應輸入端G輸出的暫態沖擊電壓波形序列，共n點，幅值V。

所述的當前曲線x和歷史曲線y相關系數R_xy計算如下：

計算兩個序列的標準方差，

計算兩個序列的協方差，

計算兩個序列的歸一化協方差系數，

按照如下公式計算出符合工程需要的相關系數R_xy，