配電網(wǎng)電容電流測(cè)量?jī)x

1、配電網(wǎng)電容電流測(cè)量?jī)x一、概述據(jù)統(tǒng)計(jì)，配電網(wǎng)的故障很大程度是由于線路單相接地時(shí)電容過(guò)大而無(wú)法自行息弧引起的。因此，我國(guó)的電力規(guī)程規(guī)定當(dāng)10kV和35kV系統(tǒng)電容電流分別大于30A和10A時(shí)，應(yīng)裝設(shè)消弧線圈以補(bǔ)償電容電流，這就要求對(duì)配網(wǎng)的電容電流進(jìn)行測(cè)量以做決定。目前，我國(guó)配電系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)一般是不直接接地的，所以當(dāng)線路單相接地時(shí)流過(guò)故障點(diǎn)的電流實(shí)際是線路對(duì)地電容產(chǎn)生的電容電流。另外，配電網(wǎng)的對(duì)地電容和PT的參數(shù)配合會(huì)產(chǎn)生PT鐵磁諧振過(guò)電壓，為了驗(yàn)證該配電系統(tǒng)是否會(huì)發(fā)生PT諧振及發(fā)生什么性質(zhì)的諧振，也必須準(zhǔn)確測(cè)量配電網(wǎng)的對(duì)地電容值。傳統(tǒng)的測(cè)量配網(wǎng)電容電流的方法有單相金屬接地的直接法、外加電容間接

2、測(cè)量法等，這些方法都要接觸到一次設(shè)備，因而存在試驗(yàn)危險(xiǎn)、操作繁雜，工作效率低等缺點(diǎn)。HTCI-H配電網(wǎng)電容電流測(cè)量?jī)x，直接從PT的二次側(cè)測(cè)量配電網(wǎng)的電容電流，與傳統(tǒng)的測(cè)試方法相比，該儀器無(wú)需和一次側(cè)打交道，因而不存在試驗(yàn)的危險(xiǎn)性，無(wú)需做繁雜的安全措施和等待冗長(zhǎng)的調(diào)度命令，只需將測(cè)量線接于PT的開(kāi)口三角端就可以測(cè)量出電容電流的數(shù)據(jù)。由于從PT開(kāi)口三角處注入的是微弱的異頻測(cè)試信號(hào)，所以既不會(huì)對(duì)繼電保護(hù)和PT本身產(chǎn)生任何影響，又避開(kāi)了50Hz的工頻干擾信號(hào)，同時(shí)測(cè)試儀的輸出端可以耐受100V的交流電壓，若測(cè)量時(shí)系統(tǒng)有單相接地故障發(fā)生，亦不會(huì)損壞PT和測(cè)試儀，因而無(wú)需做特別的安全措施，使這項(xiàng)工作變得安

3、全、簡(jiǎn)單、快捷，且測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠。該測(cè)試儀采用大屏幕液晶顯示，中文菜單，操作非常簡(jiǎn)便，且體積小、重量輕，便于攜帶進(jìn)行戶外作業(yè)，接線簡(jiǎn)單，測(cè)試速度快，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高，大大減輕了試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。二、技術(shù)指標(biāo)1、測(cè)量范圍：對(duì)地總電容 120F（三相對(duì)地）電容電流 500 A（35kv系統(tǒng)）電容電流 200 A（10kv系統(tǒng)）2、測(cè)量精度：±5% （電容容量90F）；±10%（90F電容容量120F）3、工作溫度：-10504、相對(duì)濕度：90%5、工作電源：AC 220V ± 10% 50 Hz ± 1%6、外形尺寸：350×

4、; 200×150 mm7、儀器重量：10 kg三、面板介紹圖 11、液晶屏幕2、打印機(jī)：打印測(cè)量數(shù)據(jù)和波形3、接地端4、電流輸出端子：輸出測(cè)量信號(hào)，接到PT開(kāi)口三角端5、電源（AC220V）插座6、電源開(kāi)關(guān)按【復(fù)位】鍵 按此鍵后，再按【確認(rèn)】跳回主菜單。7、按鍵功能區(qū)【】 和 【】 鍵可用于平移上下移動(dòng)光標(biāo),可用于改變數(shù)值大小?！就顺觥?鍵表示否定光標(biāo)的提示,【確認(rèn)】 鍵表示肯定光標(biāo)的提示。 【打印】鍵按此鍵后可得屏幕所顯示的測(cè)量數(shù)據(jù)打印出來(lái)。四、測(cè)量原理HTCI-H配電網(wǎng)電容電流測(cè)試儀是從PT 開(kāi)口三角側(cè)來(lái)測(cè)量配網(wǎng)的電容電流的。其測(cè)量測(cè)量原理如圖2所示。圖2 測(cè)量原理圖在圖2中，

5、從PT開(kāi)口三角注入一個(gè)異頻的電流（非50Hz的交流電流，目的為了消除工頻電壓的干擾），這樣在PT高壓側(cè)就感應(yīng)出一個(gè)按變比減小的電流，此電流為零序電流，即其在三相的大小和方向相同，因此它在電源和負(fù)荷側(cè)均不能流通，只能通過(guò)PT和對(duì)地電容形成回路，所以圖2又可簡(jiǎn)化為圖3。圖3 簡(jiǎn)化物理模型根據(jù)圖3的物理模型就可建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)檢測(cè)測(cè)量信號(hào)就可以測(cè)量出三相對(duì)地電容值3C0，再根據(jù)公式I=3C0 U（U為被測(cè)系統(tǒng)的相電壓）計(jì)算出配網(wǎng)系統(tǒng)的電容電流。五、配電網(wǎng)中PT接線方式及PT的變比配電網(wǎng)中的PT接線方式和PT的變比會(huì)對(duì)測(cè)試儀的測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生很大的影響，如果PT的接線方式和變比選擇不正確，測(cè)量結(jié)果

6、將不是系統(tǒng)的真實(shí)電容電流值，而是真實(shí)值乘以兩變比之商的平方倍。因此為了測(cè)得正確的數(shù)據(jù)，在測(cè)試前必須對(duì)配電網(wǎng)中PT的接線方式及PT變比有一個(gè)清晰的了解。目前，我國(guó)配電網(wǎng)的PT接線方式有以下幾種：1、3PT接線方式這種接線方式分“N接地”、“B相接地”兩種，分別如圖 4和圖 5所示。對(duì)于這兩種方式，均從N-L兩端注入測(cè)試信號(hào)。根據(jù)所用PT的不同，組成開(kāi)口三角的二次繞組第（1）種是100/3（V）時(shí)變比設(shè)置為第（2）種是100（V）時(shí)變比設(shè)置為第（3）種是 （V ）時(shí)變比設(shè)置為其中UL的配電網(wǎng)系統(tǒng)的線電壓，如6kV、10kV或35kV。圖 4 N接地方式圖 5 B相接地方式圖 4、圖 5所示的系統(tǒng)運(yùn)

7、行方式是從開(kāi)口三角測(cè)量系統(tǒng)容流時(shí)所必須的運(yùn)行方式，而對(duì)于一般的配網(wǎng)系統(tǒng)，并不都是處于這樣的運(yùn)行方式下，例如在系統(tǒng)中還接在消弧線圈、PT高壓側(cè)中性點(diǎn)接有高阻消諧器、PT開(kāi)口三角接有二次消諧裝置等。這時(shí)，為了使用HTCI-H型配網(wǎng)電容電流測(cè)試儀進(jìn)行容性電流的測(cè)量，必須將運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換為圖 4或圖 5所示的運(yùn)行方式。常見(jiàn)的采用3PT接線方式的配網(wǎng)其運(yùn)行方式如圖 6所示：圖 6 常見(jiàn)的采用3PT接線方式的配網(wǎng)運(yùn)行方式這時(shí)，使用“ HTCI-H型配網(wǎng)電容電流測(cè)試儀”測(cè)量配網(wǎng)電容電流前必須完成以下操作：1 檢查測(cè)量用的PT高壓側(cè)中性點(diǎn)是否安裝高阻消諧器，如有，將其短接。從測(cè)量原理可知，選用哪組PT進(jìn)行測(cè)量，

8、我們就只考慮這組PT的接線情況。而無(wú)需關(guān)心系統(tǒng)內(nèi)的其他PT的情況。2 如果系統(tǒng)中有些PT安裝高阻消諧器，有些沒(méi)安裝，則完全可以從沒(méi)有安裝高阻消諧器的PT進(jìn)行測(cè)量，這樣可以省去短接消諧器的工作。3 檢查消弧線圈是否全部退出運(yùn)行。在有電氣聯(lián)系的被測(cè)電壓等級(jí)系統(tǒng)中所有消弧線圈均要退出運(yùn)行，并非只退出該變電站的消弧線圈。同時(shí)只考慮被測(cè)電壓等級(jí)的情況，無(wú)需考慮其他電壓等級(jí)的情況。例如，被測(cè)變電站A為10kV系統(tǒng)，并通過(guò)聯(lián)絡(luò)線與變電站B的10kV系統(tǒng)相連，變電站A有2臺(tái)消弧線圈，變電站B有1臺(tái)消弧線圈，則測(cè)量時(shí)有電氣聯(lián)系的這3臺(tái)消弧線圈均要退出運(yùn)行；而35kV系統(tǒng)有無(wú)消弧線圈則無(wú)需考慮。4 退出PT 開(kāi)口

9、三角的消諧裝置。如果經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)證明，開(kāi)口三角所接的某些廠家某些型號(hào)的二次消諧裝置對(duì)測(cè)量結(jié)果沒(méi)有影響，則消諧裝置可以不退出運(yùn)行。一般對(duì)于微電腦控制的消諧器，其只有在系統(tǒng)有諧振發(fā)生時(shí)才動(dòng)作，該類消諧器一般對(duì)測(cè)量無(wú)影響。5 如果PT二次側(cè)并列運(yùn)行（很少見(jiàn)），則將其改為單獨(dú)運(yùn)行。6 確保將“ HTCI-H型配網(wǎng)電容電流測(cè)試儀”的電流輸出端正確接到圖 4的開(kāi)口三角N-L上。一般在二次的端子編號(hào)為N600和L630。為了確保連接正確，可以按下列方法進(jìn)行檢查：用萬(wàn)用表分別測(cè)量PT二次側(cè)三相電壓和開(kāi)口三角電壓；將三相電壓中的最大值減去最小值得到的差和開(kāi)口三角電壓比較，如果兩者差不多，就說(shuō)明找到的開(kāi)口三角端是正確

10、的；如果兩者差別很大，則說(shuō)明沒(méi)有正確找到開(kāi)口三角端。7 例如，測(cè)量得到三相電壓分別為61V、60V、59.5V，則正確的開(kāi)口三角電壓應(yīng)為1.5V左右，如果測(cè)量得到的開(kāi)口三角電壓僅為0.2V，說(shuō)明找到的開(kāi)口三角端不正確或PT開(kāi)口三角連線已經(jīng)斷開(kāi)（在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)中發(fā)現(xiàn)有多個(gè)變電站的PT 開(kāi)口三角連線斷開(kāi)情況）。8 設(shè)置正確的PT變比，PT一般是采用100/3V的二次繞組連接成開(kāi)口三角，但也有特殊的情況，有些變電站的PT采用100V二次繞組組成開(kāi)口三角。為了確保選擇變比的正確，可以通過(guò)測(cè)量組成開(kāi)口三角的各繞組的電壓來(lái)確定。完成以上操作后，就可以運(yùn)用HTCI-H型配網(wǎng)電容電流測(cè)試儀進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量電容電流了。

11、2、4PT接線方式在測(cè)量中，如系統(tǒng)有3PT的接線PT，盡量從3PT中測(cè)量，盡量避免采用4PT接線方式。大部分變電站中的4PT的接線方式有兩種接法，分別如圖 7和圖 8所示。對(duì)于圖 7中這種4PT的接線方式，組成星形的三個(gè)PT的開(kāi)口三角側(cè)被短接，系統(tǒng)零序電壓由第四個(gè)PT的測(cè)量線圈來(lái)測(cè)量，各相電壓分別從AN、BN、CN端測(cè)量。這種接線方式下，系統(tǒng)單相接地時(shí)NL端的電壓為57.7V。圖 7 4PT接線方式一圖 8 4PT接線方式二圖 8中的接線和圖 7中的接線唯一區(qū)別是在NL端串接入第四個(gè)PT的33V二次線圈，這樣當(dāng)系統(tǒng)單相接地時(shí)，NL兩端電壓為91V（即57.7V33.3V）。在圖 7和圖 8中，

12、測(cè)量信號(hào)都是從N-L端注入。在圖 7中，零序PT（即第4個(gè)PT）的二次零序繞組是ox-oa繞組，其電壓通常100/為V，則測(cè)量時(shí)PT變比為 。在圖 8中，零序PT（即第4個(gè)PT）的二次零序繞組是由主繞組ox-oa繞組和副繞組oxo-oao串聯(lián)組成，主繞組ox-oa的電壓為100/（V），副繞組oxo-oao的電壓為100/3V，則測(cè)量時(shí)PT變比為 其中，為的配電網(wǎng)系統(tǒng)的線電壓，如6kV、10kV或35kV。第三種4PT接線方式如圖 9所示。這種接線方式比較少見(jiàn)，但在系統(tǒng)中還是存在。在圖 9中這種接線方式三相PT的三個(gè)二次輔助繞組即：1ao-1xo、2ao-2xo、3ao-3xo組成開(kāi)口三角L6

13、01-L602，oa-ox和oao-oxo為零序PT的兩個(gè)二次繞組，它們與開(kāi)口三角L601-L602組成一個(gè)大的開(kāi)口三角N600-L601。對(duì)于這種接線方式，將L601和L602短接，并從N600和L601端注入測(cè)量電流。圖 9 4PT接線方式三對(duì)于4PT的接線方式，當(dāng)被測(cè)的三相對(duì)地電容小于10微法時(shí)（10KV電容電流約為20A），測(cè)量結(jié)果是準(zhǔn)確的。但當(dāng)被測(cè)電容太大時(shí)，測(cè)量結(jié)果就會(huì)隨電容的增大而偏差較多。如果比較準(zhǔn)確測(cè)量，可將4PT接線的運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變?yōu)?PT的運(yùn)行方式，然后按前面所述的3PT方式進(jìn)行測(cè)量。將4PT接線的運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變?yōu)?PT的運(yùn)行方式的方法如下：(1)對(duì)于4PT的接線方式一和方式

14、二， 將第四個(gè)PT高壓側(cè)短接，并將被短接的開(kāi)口三角側(cè)打開(kāi)，從打開(kāi)兩側(cè)注入電流測(cè)量即可。這時(shí)4PT接線的運(yùn)行方式就完全變成了3PT的運(yùn)行方式。(2) 對(duì)于4PT的接線方式三，將零序PT即圖 9中所示的PT4的高壓繞組短接，將儀器的電流輸出端接到圖 9中所示的開(kāi)口三角L601-L602，就可以開(kāi)始測(cè)量了。其接線圖如圖 10所示。圖 10 4PT接線方式轉(zhuǎn)變?yōu)?PT接線方式測(cè)量示意圖六、從變壓器中性點(diǎn)測(cè)量配網(wǎng)電容電流的方法1、測(cè)量接線采用HTCI-H型配網(wǎng)電容電流測(cè)試儀從變壓器中性點(diǎn)或接地變中性點(diǎn)測(cè)量配網(wǎng)電容電流的接線如圖 11所示：圖 11圖 11中，Tr為變壓器35KV側(cè)繞組，或是10KV系統(tǒng)的

15、接地變，O為變壓器中性點(diǎn)，Ca、Cb、Cc分別為三相對(duì)地電容， PT是外加的一個(gè)電壓互感器， AX，ax分別為PT的一、二次繞組，PT的變比為 （即從57V的端子進(jìn)行測(cè)量）。測(cè)量的操作步驟如下： 將儀器接地端子及PT一、二次繞組的X端和x端接地。 將HTCI-H配網(wǎng)電容電流測(cè)試儀的電流輸出端接到PT的二次側(cè)（即57V的端子），再將PT的高壓端A引一根導(dǎo)線，用絕緣桿引到變壓器中性點(diǎn)O。 正確設(shè)置測(cè)試儀的測(cè)量方式： 將測(cè)試儀的電壓等級(jí)選為10kV/。 PT變比設(shè)置為： 。 開(kāi)始測(cè)量，得到測(cè)量結(jié)果。 測(cè)量完畢，先取下絕緣桿，再收拾試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)。2、測(cè)量注意事項(xiàng) PT的一、二次繞組及測(cè)試儀要接好地。 要使

16、用合格的絕緣桿將引線引到變壓器中性點(diǎn)O。 引線與周圍的設(shè)備及試驗(yàn)人員保持安全距離。3、外加PT進(jìn)行測(cè)量的必要性采用上述方法進(jìn)行配網(wǎng)電容電流測(cè)量時(shí)要外加一個(gè)PT，這是為了將高壓和低壓進(jìn)行安全隔離，保證試驗(yàn)人員及測(cè)試儀器的安全。 我們知道，配網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，變壓器中性點(diǎn)或接地變中性點(diǎn)的對(duì)地電壓是比較低的，一般只有幾十伏到幾百伏。如果測(cè)量時(shí)，系統(tǒng)發(fā)生單相接地，變壓器中性點(diǎn)或接地變中性點(diǎn)的對(duì)地電壓就上升為相電壓，對(duì)35kV和10kV系統(tǒng)而言，此時(shí)中性點(diǎn)的電壓分別為20.2kV和5.8kV，如果不經(jīng)過(guò)PT而直接將儀器引線到中性點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，就會(huì)有很高的電壓加在儀器上，從而危及儀器和

17、試驗(yàn)人員的安全，后果不堪設(shè)想。有了PT的隔離，PT的二次側(cè)電壓才200V或58V，測(cè)試儀是能承受這樣的電壓的，對(duì)試驗(yàn)人員也是安全的。所以，從安全性考慮，從變壓器中性點(diǎn)或接地變中性點(diǎn)測(cè)量配網(wǎng)電容電流時(shí)采用PT隔離是十分必要的。七、使用方法1、首先將儀器可靠接地。2、按圖 12接線，將測(cè)試儀的電流輸出端與PT開(kāi)口三角端連接，對(duì)于4PT接線方式的系統(tǒng)，則將儀器的電流輸出端與圖 4或圖 5中所示的N-L端相連即可。圖 12測(cè)量接線圖3、接通電源后，面板上綠色發(fā)光二極管點(diǎn)亮，儀器進(jìn)入圖13 開(kāi)機(jī)界面。圖13 開(kāi)機(jī)界面按鍵后，將光標(biāo)移至設(shè)置位置，再按確認(rèn)鍵進(jìn)入圖14設(shè)置菜單。圖14 設(shè)置PT變比畫(huà)面根據(jù)菜

18、單選項(xiàng)，按確定選取正確的PT變比。、 保存設(shè)置變比值圖15 保存設(shè)置開(kāi)始測(cè)量開(kāi)始測(cè)量前，將測(cè)量輸入開(kāi)關(guān)撥向通，此時(shí)面板上的紅色發(fā)光二極管被點(diǎn)亮。按鍵選中測(cè)量，在光標(biāo)處于圖2主畫(huà)面 測(cè)量位置時(shí)，按確認(rèn)鍵，儀器開(kāi)始進(jìn)入自動(dòng)測(cè)量狀態(tài)，屏幕顯示圖16測(cè)量掃頻自動(dòng)掃頻測(cè)量，請(qǐng)等待······ 。此過(guò)程持續(xù)約45秒左右。測(cè)量完成后，儀器會(huì)將測(cè)試結(jié)果顯示在屏幕中間，如圖17 測(cè)量結(jié)果顯示。 圖16 測(cè)量掃頻過(guò)程 圖17 測(cè)量結(jié)果顯示按鍵后會(huì)在屏幕下方顯示下圖： 圖18 圖19選擇測(cè)量，再次進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。選擇測(cè)試，進(jìn)入抗干擾測(cè)量狀態(tài)。選擇打印，儀器自

19、動(dòng)打印本次測(cè)量結(jié)果；選中退出，進(jìn)入下一畫(huà)面，此畫(huà)面為儲(chǔ)存畫(huà)面： 圖20 圖21退出 選中退出，進(jìn)入清除測(cè)試記錄。加1 選中加1，將本次測(cè)量結(jié)果存入第2組，本儀器共能儲(chǔ)存256組記錄。減1 選中減1，將本次測(cè)量。結(jié)果存入第255組。確認(rèn) 按確認(rèn)后將數(shù)據(jù)存入第1組。進(jìn)入主畫(huà)面，按或按選中查詢，按確認(rèn)鍵進(jìn)入查詢菜單。圖22退出 選中退出，儀器反回主畫(huà)面。加1 選中加1，將查詢第2組記錄。減1 選中減1，將查詢第255組記錄，本儀器共能存儲(chǔ)256組記錄確認(rèn) 選中確認(rèn)，將查詢第1組記錄。圖23八、測(cè)量其他電壓等級(jí)電網(wǎng)的電容電流由于該測(cè)試儀是從PT的二次側(cè)測(cè)量系統(tǒng)的對(duì)地電容值，從而計(jì)算出系統(tǒng)的電容電流值，

20、因此PT的變比和PT的接線方式直接影響測(cè)量結(jié)果。如果現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中PT的變比與測(cè)試儀的中默認(rèn)可選值不同，則必須經(jīng)過(guò)歸算才能得到正確的測(cè)量結(jié)果。系統(tǒng)對(duì)地電容測(cè)量值的歸算公式為：也就是說(shuō)，真實(shí)的對(duì)地電容值等于測(cè)試儀顯示值乘以一個(gè)修正系數(shù)，這個(gè)修正系數(shù)等于測(cè)試儀默認(rèn)變比和PT真實(shí)變比商的平方。得到電容值后就可以利用公式I=3C0 U（U為被測(cè)系統(tǒng)的相電壓）計(jì)算出系統(tǒng)電容電流值。使用HTCI-H配電網(wǎng)電容電流測(cè)量?jī)x可以測(cè)量中性點(diǎn)不接地的任意電壓等級(jí)電網(wǎng)的電容電流，考慮到儀器使用的方便性，本測(cè)試儀僅提供了配電網(wǎng)常見(jiàn)的電壓等級(jí)以供選擇，但本測(cè)試儀同樣可以應(yīng)用于其他電壓等級(jí)的電網(wǎng)。這時(shí)，由于實(shí)際的PT變比與測(cè)試

21、儀提供選擇的變比不同，就存在一個(gè)測(cè)量結(jié)果歸算的問(wèn)題，歸算就是將測(cè)量結(jié)果乘以一個(gè)歸算系數(shù)，具體的歸算方法如下：選擇一個(gè)與真實(shí)電網(wǎng)線電壓等級(jí)UZ相近的“系統(tǒng)線電壓” Un，測(cè)量方法和上述介紹的方法完全相同，根據(jù)上述的歸算公式就可以知道：將測(cè)量出的電容值乘以歸算系數(shù)（Un / UZ）2 就是所測(cè)系統(tǒng)真實(shí)的電容值，而電容電流的真實(shí)值則是顯示值乘以（Un / UZ）。例如，測(cè)量電壓等級(jí)為18.5kV的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，由于本測(cè)試儀沒(méi)有提供18.5kV系統(tǒng)線電壓供選擇，可以在測(cè)試儀中選擇“系統(tǒng)線電壓” 為10kV進(jìn)行測(cè)量，這時(shí)測(cè)試儀則以10kV為默認(rèn)值，而系統(tǒng)實(shí)際的PT變比是以18.5kV為基準(zhǔn)的，因此必須將電容的測(cè)量結(jié)果乘以系數(shù)（10/18.5）20.292后才是真實(shí)的電容測(cè)量結(jié)果，