配電網(wǎng)電容電流測試儀

1、配電網(wǎng)電容電流測試儀一、概述目前，我國配電系統(tǒng)的電源中性點一般是不直接接地的，所以當(dāng)線路單相接地時流過故障點的電流實際是線路對地電容產(chǎn)生的電容電流。據(jù)統(tǒng)計，配電網(wǎng)的故障很大程度是由于線路單相接地時電容過大而無法自行息弧引起的。因此，我國的電力規(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，應(yīng)裝設(shè)消弧線圈以補償電容電流，這就要求對配網(wǎng)的電容電流進行測量以做決定。另外，配電網(wǎng)的對地電容和PT的參數(shù)配合會產(chǎn)生PT鐵磁諧振過電壓，為了驗證該配電系統(tǒng)是否會發(fā)生PT諧振及發(fā)生什么性質(zhì)的諧振，也必須準(zhǔn)確測量配電網(wǎng)的對地電容值。傳統(tǒng)的測量配網(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、測量法等，這些方法都要接觸到一次設(shè)備，因而存在試驗危險、操作繁雜，工作效率低等缺點。HTCI-H配電網(wǎng)電容電流測試儀，直接從PT的二次側(cè)測量配電網(wǎng)的電容電流，與傳統(tǒng)的測試方法相比，該儀器無需和一次側(cè)打交道，因而不存在試驗的危險性，無需做繁雜的安全措施和等待冗長的調(diào)度命令，只需將測量線接于PT的開口三角端就可以測量出電容電流的數(shù)據(jù)。由于從PT開口三角處注入的是微弱的異頻測試信號，所以既不會對繼電保護和PT本身產(chǎn)生任何影響，又避開了50Hz的工頻干擾信號，同時測試儀的輸出端可以耐受100V的交流電壓，若測量時系統(tǒng)有單相接地故障發(fā)生，亦不會損壞PT和測試儀，因而無需做特別的安全措施，使這項工作變得安

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

4、50mm7、儀器重量：10 kg三、面板介紹圖 11、液晶屏幕2、打印機：打印測量數(shù)據(jù)和波形3、接地端4、電流輸出端子：輸出測量信號，接到PT開口三角端5、電源（AC220V）插座6、電源開關(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光標(biāo),可用于改變數(shù)值大小。【退出】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?！敬蛴　挎I按此鍵后可得屏幕所顯示的測量數(shù)據(jù)打印出來。四、測量原理HTCI-H配電網(wǎng)電容電流測試儀是從PT 開口三角側(cè)來測量配網(wǎng)的電容電流的。其測量測量原理如圖2所示。圖2測量原理圖在圖2中，從PT開口三角注入一個異頻的電流（非50H

5、z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PT和對地電容形成回路，所以圖2又可簡化為圖3。圖3簡化物理模型根據(jù)圖3的物理模型就可建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，通過檢測測量信號就可以測量出三相對地電容值3C0，再根據(jù)公式I=3C0U（U為被測系統(tǒng)的相電壓）計算出配網(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的變比會對測試儀的測量結(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，測量結(jié)果將不是系統(tǒng)的真實電容電流值，而是真實值乘以兩變

6、比之商的平方倍。因此為了測得正確的數(shù)據(jù)，在測試前必須對配電網(wǎng)中PT的接線方式及PT變比有一個清晰的了解。目前，我國配電網(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。對于這兩種方式，均從N-L兩端注入測試信號。根據(jù)所用PT的不同，組成開口三角的二次繞組第（1）種是100/3（V）時變比設(shè)置為第（2）種是100（V）時變比設(shè)置為第（3）種是（V ）時變比設(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)運行方式是從開口三角測量系統(tǒng)容流時所必須的運行方式

7、，而對于一般的配網(wǎng)系統(tǒng)，并不都是處于這樣的運行方式下，例如在系統(tǒng)中還接在消弧線圈、PT高壓側(cè)中性點接有高阻消諧器、PT開口三角接有二次消諧裝置等。這時，為了使用HTCI-H型配網(wǎng)電容電流測試儀進行容性電流的測量，必須將運行方式轉(zhuǎn)換為圖 4或圖 5所示的運行方式。常見的采用3PT接線方式的配網(wǎng)其運行方式如圖 6所示：圖 6常見的采用3PT接線方式的配網(wǎng)運行方式這時，使用“HTCI-H型配網(wǎng)電容電流測試儀”測量配網(wǎng)電容電流前必須完成以下操作：1 檢查測量用的PT高壓側(cè)中性點是否安裝高阻消諧器，如有，將其短接。從測量原理可知，選用哪組PT進行測量，我們就只考慮這組PT的接線情況。而無需關(guān)心系統(tǒng)內(nèi)的其

8、他PT的情況。2 如果系統(tǒng)中有些PT安裝高阻消諧器，有些沒安裝，則完全可以從沒有安裝高阻消諧器的PT進行測量，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行。在有電氣聯(lián)系的被測電壓等級系統(tǒng)中所有消弧線圈均要退出運行，并非只退出該變電站的消弧線圈。同時只考慮被測電壓等級的情況，無需考慮其他電壓等級的情況。例如，被測變電站A為10kV系統(tǒng)，并通過聯(lián)絡(luò)線與變電站B的10kV系統(tǒng)相連，變電站A有2臺消弧線圈，變電站B有1臺消弧線圈，則測量時有電氣聯(lián)系的這3臺消弧線圈均要退出運行；而35kV系統(tǒng)有無消弧線圈則無需考慮。4 退出PT 開口三角的消諧裝置。如果經(jīng)過實測證明，開口三角所接的某些

9、廠家某些型號的二次消諧裝置對測量結(jié)果沒有影響，則消諧裝置可以不退出運行。一般對于微電腦控制的消諧器，其只有在系統(tǒng)有諧振發(fā)生時才動作，該類消諧器一般對測量無影響。5 如果PT二次側(cè)并列運行（很少見），則將其改為單獨運行。6 確保將“HTCI-H型配網(wǎng)電容電流測試儀”的電流輸出端正確接到圖 4的開口三角N-L上。一般在二次的端子編號為N600和L630。為了確保連接正確，可以按下列方法進行檢查：用萬用表分別測量PT二次側(cè)三相電壓和開口三角電壓；將三相電壓中的最大值減去最小值得到的差和開口三角電壓比較，如果兩者差不多，就說明找到的開口三角端是正確的；如果兩者差別很大，則說明沒有正確找到開口三角端。7

10、 例如，測量得到三相電壓分別為61V、60V、59.5V，則正確的開口三角電壓應(yīng)為1.5V左右，如果測量得到的開口三角電壓僅為0.2V，說明找到的開口三角端不正確或PT開口三角連線已經(jīng)斷開（在現(xiàn)場實測中發(fā)現(xiàn)有多個變電站的PT 開口三角連線斷開情況）。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二次繞組組成開口三角。為了確保選擇變比的正確，可以通過測量組成開口三角的各繞組的電壓來確定。完成以上操作后，就可以運用HTCI-H型配網(wǎng)電容電流測試儀進行準(zhǔn)確測量電容電流了。2、4PT接線方式在測量中，如系統(tǒng)有3PT的接線PT，

11、盡量從3PT中測量，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。對于圖 7中這種4PT的接線方式，組成星形的三個PT的開口三角側(cè)被短接，系統(tǒng)零序電壓由第四個PT的測量線圈來測量，各相電壓分別從AN、BN、CN端測量。這種接線方式下，系統(tǒng)單相接地時NL端的電壓為57.7V。圖 74PT接線方式一圖 84PT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PT的33V二次線圈，這樣當(dāng)系統(tǒng)單相接地時，NL兩端電壓為91V（即57.7V33.3V）。在圖 7和圖 8中，測量信號都是從N-L端注入。在圖 7中，零序PT（即第4個

12、PT）的二次零序繞組是ox-oa繞組，其電壓通常100/為V，則測量時PT變比為。在圖 8中，零序PT（即第4個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，則測量時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，但在系統(tǒng)中還是存在。在圖 9中這種接線方式三相PT的三個二次輔助繞組即：1ao-1xo、2ao-2xo、3ao-3xo組成開口三角L601-L602，oa-ox和oao-oxo為零序PT的兩個二次

13、繞組，它們與開口三角L601-L602組成一個大的開口三角N600-L601。對于這種接線方式，將L601和L602短接，并從N600和L601端注入測量電流。圖 94PT接線方式三對于4PT的接線方式，當(dāng)被測的三相對地電容小于10微法時（10KV電容電流約為20A），測量結(jié)果是準(zhǔn)確的。但當(dāng)被測電容太大時，測量結(jié)果就會隨電容的增大而偏差較多。如果比較準(zhǔn)確測量，可將4PT接線的運行方式轉(zhuǎn)變?yōu)?PT的運行方式，然后按前面所述的3PT方式進行測量。將4PT接線的運行方式轉(zhuǎn)變?yōu)?PT的運行方式的方法如下：(1)對于4PT的接線方式一和方式二，將第四個PT高壓側(cè)短接，并將被短接的開口三角側(cè)打開，從打開兩

14、側(cè)注入電流測量即可。這時4PT接線的運行方式就完全變成了3PT的運行方式。(2) 對于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中所示的開口三角L601-L602，就可以開始測量了。其接線圖如圖 10所示。圖 104PT接線方式轉(zhuǎn)變?yōu)?PT接線方式測量示意圖六、從變壓器中性點測量配網(wǎng)電容電流的方法1、測量接線采用HTCI-H型配網(wǎng)電容電流測試儀從變壓器中性點或接地變中性點測量配網(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)的接地變，O為變壓器中性點，Ca、Cb、Cc分別為三相對地電容， PT

15、是外加的一個電壓互感器， AX，ax分別為PT的一、二次繞組，PT的變比為（即從57V的端子進行測量）。測量的操作步驟如下：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O。正確設(shè)置測試儀的測量方式：將測試儀的電壓等級選為10kV/。 PT變比設(shè)置為： 。開始測量，得到測量結(jié)果。測量完畢，先取下絕緣桿，再收拾試驗現(xiàn)場。2、測量注意事項 PT的一、二次繞組及測試儀要接好地。要使用合格的絕緣桿將引線引到變壓器中性點O。引線與周圍的設(shè)備及試驗人員保持安全距離。3、

16、外加PT進行測量的必要性采用上述方法進行配網(wǎng)電容電流測量時要外加一個PT，這是為了將高壓和低壓進行安全隔離，保證試驗人員及測試儀器的安全。我們知道，配網(wǎng)系統(tǒng)正常運行時，變壓器中性點或接地變中性點的對地電壓是比較低的，一般只有幾十伏到幾百伏。如果測量時，系統(tǒng)發(fā)生單相接地，變壓器中性點或接地變中性點的對地電壓就上升為相電壓，對35kV和10kV系統(tǒng)而言，此時中性點的電壓分別為20.2kV和5.8kV，如果不經(jīng)過PT而直接將儀器引線到中性點進行測量，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，就會有很高的電壓加在儀器上，從而危及儀器和試驗人員的安全，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，測試儀

17、是能承受這樣的電壓的，對試驗人員也是安全的。所以，從安全性考慮，從變壓器中性點或接地變中性點測量配網(wǎng)電容電流時采用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，將測試儀的電流輸出端與PT開口三角端連接，對于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測量接線圖3、接通電源后，面板上綠色發(fā)光二極管點亮，儀器進入圖13 開機界面。圖13 開機界面按鍵后，將光標(biāo)移至設(shè)置位置，再按確認(rèn)鍵進入圖14設(shè)置菜單。圖14 設(shè)置PT變比畫面根據(jù)菜單選項，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)置開始測量開始測量前，將

18、測量輸入開關(guān)撥向通，此時面板上的紅色發(fā)光二極管被點亮。按鍵選中測量，在光標(biāo)處于圖2主畫面 測量位置時，按確認(rèn)鍵，儀器開始進入自動測量狀態(tài)，屏幕顯示圖16測量掃頻自動掃頻測量，請等待······。此過程持續(xù)約45秒左右。測量完成后，儀器會將測試結(jié)果顯示在屏幕中間，如圖17 測量結(jié)果顯示。 圖16 測量掃頻過程 圖17 測量結(jié)果顯示按鍵后會在屏幕下方顯示下圖： 圖18 圖19選擇測量，再次進入測量狀態(tài)。選擇測試，進入抗干擾測量狀態(tài)。選擇打印，儀器自動打印本次測量結(jié)果；選中退出，進入下一畫面，此畫面為儲存畫面： 圖20 圖21退出 選中退出

19、，進入清除測試記錄。加1 選中加1，將本次測量結(jié)果存入第2組，本儀器共能儲存256組記錄。減1 選中減1，將本次測量。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。進入主畫面，按或按選中查詢，按確認(rèn)鍵進入查詢菜單。圖22退出 選中退出，儀器反回主畫面。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256組記錄確認(rèn) 選中確認(rèn)，將查詢第1組記錄。圖23八、測量其他電壓等級電網(wǎng)的電容電流由于該測試儀是從PT的二次側(cè)測量系統(tǒng)的對地電容值，從而計算出系統(tǒng)的電容電流值，因此PT的變比和PT的接線方式直接影響測量結(jié)果。如果現(xiàn)場測量中PT的變比與測試儀的中默認(rèn)可選

20、值不同，則必須經(jīng)過歸算才能得到正確的測量結(jié)果。系統(tǒng)對地電容測量值的歸算公式為：也就是說，真實的對地電容值等于測試儀顯示值乘以一個修正系數(shù)，這個修正系數(shù)等于測試儀默認(rèn)變比和PT真實變比商的平方。得到電容值后就可以利用公式I=3C0U（U為被測系統(tǒng)的相電壓）計算出系統(tǒng)電容電流值。使用HTCI-H配電網(wǎng)電容電流測試儀可以測量中性點不接地的任意電壓等級電網(wǎng)的電容電流，考慮到儀器使用的方便性，本測試儀僅提供了配電網(wǎng)常見的電壓等級以供選擇，但本測試儀同樣可以應(yīng)用于其他電壓等級的電網(wǎng)。這時，由于實際的PT變比與測試儀提供選擇的變比不同，就存在一個測量結(jié)果歸算的問題，歸算就是將測量結(jié)果乘以一個歸算系數(shù)，具體的歸算方法如下：選擇一個與真實電網(wǎng)線電壓等級UZ相近的“系統(tǒng)線電壓”Un，測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：將測量出的電容值乘以歸算系數(shù)（Un/UZ）2就是所測系統(tǒng)真實的電容值，而電容電流的真實值則是顯示值乘以（Un/UZ）。例如，測量電壓等級為18.5kV的發(fā)電機系統(tǒng)，由于本測試儀沒有提供18.5kV系統(tǒng)線電壓供選擇，可以在測試儀中選擇“系統(tǒng)線電壓”為10kV進行測量，這時測試儀則以10kV為默認(rèn)值，而系統(tǒng)實際的PT變比是以18.5kV為基準(zhǔn)的，因此必須將電容的測量結(jié)果乘以系數(shù)（10/18.5）20.292后才是真實的電容測量結(jié)果，電容電流的