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第十六章 发电机特性试验和参数测量
第一节发电机空载特性试验
一、概述
发电机的空载运行工况，是指发电机处于额定转速，在励磁绕组中通入一定的励磁电流，而定子绕组中的电流为零时的运行状态。此时，励磁绕组中电流所产生的磁通可以分为气隙主磁通和漏磁通两部分。主磁通通过空气隙与定子绕组相交链，并在定子绕组中产生感应电势E。漏磁通仅与励磁绕组相交链。
在这种条件下，定子绕组的感应电势置与其端电压U相等，即U＝E。设IE表示励磁电流，W表示匝数，则IEW就代表励磁绕组中的安匝数。因为匝数W一定，则主磁通φ及其在定子绕组中的感应电势E就取决于励磁电流的大小和磁回路的饱和程度。在空载试验后，取励磁电流为横坐标，取端电压为纵坐标，即可得到关系曲线U＝f(IE)。
发电机在空载运行条件下其端电压和励磁电流的关系曲线U＝f(IE)，称为发电机的空载特性曲线。空载特性曲线不仅表示了感应电势Z和励磁电流．IE的关系，同时也表示了气隙主磁通φ和励磁电流IE的关系。
空载特性曲线常常用标么值来表示，即选定子额定电压UN为电压基准值，选空载试验时对应于定子额定电压的励磁电流IEO为电流基准值。
空载特性是发电机的最基本特性之一，由此可求出发电机的电压变化率ΔU％、同步电抗Xd；短路比及和负载特性等。在求取此特性的同时，还可以检查发电机三相电压的对称性和进行定子绕组匝间绝缘试验。
二、测量方法
(一)试验接线
发电机空载特性试验接线如图l6-l所示。
344 (二)试验步骤
(1)按图16—1在发电机转子回路和定子回路接入各种表计，包括定子电压表、频率表、在标准分流器(O.2级)上接测量励磁电流的毫伏表、在励磁回路上接的励磁电压表，将励磁电阻调至最大值位置。
(2)将电压调节器、强励装置退出运行，差动、过流、接地保护装置投入运行。
第３８卷 ２０１０年８月 云南电力技术 ＹＵＮＮＡＮ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ Ｖｏ１．３８ Ｎｏ．４
Ａｐｒ．２０１０
接地装置特性参数的异频法测量
郭 翔
（夏门红相电力设备股份有限公司 福建厦门３６１００１）
摘要：分析传统的工频法测试接地装置特性参数的缺点，介绍了采用异频小电流法进行测量的优点。
关键词：接地装置异频法接地电阻小电流
中图分类号：ＴＭ９３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００６—７３４５（２０１０）０４—００８３—０３
１ 前言
发电厂、变电站接地装置的运行状况关系到
电力系统的安全、稳定运行。电力系统发生短路
故障时，强大的短路电流流经地网使地网电位升
高可能危及设备和人身安全，准确地评估接地装
置的安全性具有重要意义。带电运行的变电站接
地网的现场测量，由于容易受系统流人地网电流
的干扰以及试验引线线间的干扰，使测试结果产
生较大的误差，从而导致对地网特性参数的测试
评估不准确，不仅损坏设备，而且会造成诸如地
网误改造等损失。因此，合理有效的接地装置特
性参数测试方法就非常重要。
２ 测试方法
２．１ 工频大电流法
目前，对接地装置运行状况的测量主要有两
种测试方法：传统的工频大电流法和创新的异频
小电流法。使用工频大电流法测试时，为了有效
排除地网杂散电流的干扰，提高测量的信噪比，
由于采用了很大的测试电流，需要大容量的升流
器或变压器，使得设备庞大、测试电缆粗且测试
线路长，现场布线困难、需要耗费大量人力，导
致测试成本高。
２．２异频小电流法
异频法是在被测地网注入一个非工频信号，
一般是取在工频信号附近的几个赫兹的信号做为
测量的输入信号。实验电流一般在３～２０Ａ，相比
传统工频法测量，需要的电流非常小。丰富的实
测经验表明，由于集肤效应等因素的影响，该异
频信号不能太高也不能过低，一般理想的测量频
收稿日期：２０１０—０６—２５ 率范围在４０～６０Ｈｚ。该频率距工频很近，因此，
青海气象
超高压变电站接地装置特性参数异频测量方法
王正林1王小明高虹渊青海省气象灾害防御技术中心袁西宁810001冤
摘要院接地装置是超高压变电站的重要组成部分袁对确保变电站生产安全尧设备运行安全尧人身安全具有很重要的地位遥重大电气事故的发生和扩大事故隐患与接地装置的缺陷有直接关系遥因此袁超高压变电站的接地装置特性参数测量方法和分析袁对于评估判断接地装置安全性尧可靠性具有重要意义遥现以国家电网塔拉750KV变电站为列袁按叶接地装置特性参数测量导则曳DL/T475要2017的要求袁使用8000S接地装置特性参数测试系统和异频小电流测试法袁对电站的接地装置特性参数进行测量袁分析判断接地装置各特性参数是否符合规范和设计要求袁确定接地装置特性参数是否满足电站安全运行要求,从而掌握电站测量规律和注意事项袁为接地测试工作者提供参考遥关键词院变电站曰接地装置曰特性参数曰异频测量
1作者简介：王正林（1967年10月—），男，助理工程师，从事气象灾害防御技术研究工作，E—mail:530273194@.1国家电网塔拉750KV变电站概况国家电网塔拉750KV变电站工程位于青海省海南州共和县恰卜恰镇两台村，地理坐标为36毅06'54″N，100毅28'11″E，海拔高度2866m，最大冻土深度为150cm，年平均气温4.6℃，年降水量325.0mm，年平均雷暴日数36.6d。变电站采用垂直接地体和水平接地体为主的共用接地装置，接地网的埋设深度在冻土层以下，场区内所有变电设备均与主地网连接。接地装置长为502m、宽为208m，所在地土壤以夹杂黄沙的砂砾为主，土壤电阻率为179~865Ω窑m之间，很不均匀。接地装置设计要求接地阻抗R≤0.35Ω。变电站采用4支45m高的独立接闪杆进行保护，接地电阻要求R≤10.0Ω。图1为塔位750KA变电站的平面示意图。2变电站接地装置引发的事故分析变电站发生接地短路故障引起的短路电流经接地装置进入大地时，一方面短路电流在接地装置上产生地电位，如果接地装置的接地电阻值比较大，散流和均压性能较差，短路电流在就会造成地网电位异常升高，并在地表面引起不均衡的电位分布。如果工作人员接触设备外壳，会产生较高的接触电压，在变电站地面行走，则会产生较大的跨步电压，对人身安全产生危害。再者由于设备金属外壳与主地网相联，高的地电位附加在设备外壳上，一旦绝缘损坏会产生反击事故，危及设备安全。甚至可能使二次回路设备的绝缘遭到破坏，高压窜入控制室，损坏监测或控制设备，发生故障或功能紊乱，造成误动或拒动而扩大事故，造成巨大的经济损失和社会影响。3变电站接地装置特性参数测量原理和方法3.1测量
大型接地装置接地电阻测量方法探讨
摘要：接地装置是确保电气设备在正常及事故情况下，都能可靠和安全运行的主要保护措施之一。它主要由接地体和接地线组成，按其作用可分为安全接地、工作接地和过电压保护接地。接地装置的主要参数是接地电阻。由于大型接地装置受诸多干扰因素的影响，准确测量其接地电阻较为困难。下面就工程实践中常用的接地电阻测量方法（电流注入法）进行分析和探讨。
关键词：接地电阻测量；大电流注入法；四极法；
一、工频大电流注入法
采用大电流注入法测量接地电阻时，注入地网的电流应大于10A， 通常为20～100A，另外d13的长度要尽量选择长一些。注入大电流是为了减弱工频干扰电流的影响（工频干扰电流一般小于10A）保证测量精度，d13尽量选择长一些是为了使地中扩散的电流均不发生严重畸变，d13的长度越短电流场的分布就畸变的越厉害，对测量精度就影响越大。d13的长度一般应选择地网对角线长度的5倍左右；另外由于大地土壤是不可能均匀的，当d13不大时，随着d13布线方位及长度的不同，测得的地网接地电阻值也差异很大，设法增大d13的长度，可以减小土壤不均匀所引起的测量误差。
采用工频大电流注入法测量接地电阻值所用的测量设备的容量，取决于测量电流回路的阻抗（其中包括接地电阻值、电流极接地电阻、电流线阻抗等）和要求注入电流的大小，当然电源的容量也与上述参数有关，在一定的测量设备条件下，为了获得较大的输出电流，应设法增大电流线的截面，甚至可以考虑串联电容补偿来除低电流导线的阻抗，为了试验人身安全，不能无限制的抬高电流的输出电压，测量设备的最大输出电压应控制在400V以下。在电源侧增加隔离变压器，是为了不使入地电流在电源侧分流，影响测量精度。
地网中的干扰电压，往往是引起大电流注入法测量接地电阻误差的重要原因，必须设法剔除其影响，通常采用的方法有倒相法和补偿法。
