一种新型的高压侧测量系统电容电流的测试设备.doc

随着国民经济的发展，城乡电力网的规模和容量逐渐增加。由于电网的扩充，供电线路对地的分布电容量不断增大，系统的电容电流越来越大。供电线路一旦出现相地短路故障，故障点的电弧对供电系统带来的影响十分严重。就目前而言，国内大部分地区为消除分布电容过大对系统带来的不利影响，采用了加装消弧线圈的方法（也有部分地区是加装小电阻）。但无论以何种方法实现灭弧，能否准确地测量出系统的分布电容是关键。若不能准确及时地测量出系统的分布电容，即使采取了上述措施，也收不到良好的效果，甚至根本起不到作用。因此，如何简单而准确地测量出系统的分布电容，便成了保证电力系统安全运行的突出问题。一旦知道了系统的分布电容，便可求出电容电流值，并根据此数据投入相应的消弧线圈，以补偿系统过大的电容电流。目前系统电容电流的测量一般从低压侧测量，这种在低压侧测量的方法属于间接测量法，它受系统影响较大，测量精度不尽如人意，并且测量时要先知道二次侧的接线方式，否则无法测量。我公司经多年研究，成功地研制出GW-2005遥控型便携式高压电容电流测试仪（测试点为系统中性点）。本测量仪以其独特的测量思路能准确地完成系统电容电流的测量。一、测量原理： GW-2005遥控型便携式电容电流测试仪采用“标准信号注入、幅值比较法”进行测量。众所周知，电网杂讯十分复杂，要准确测量系统的分布电容，唯一可行的方法就是标准信号注入。GW-2005遥控型便携式电容电流测试仪采用经多次优化并挂网验证的特定频率标准信号从供电系统的中性点注入电网，由测试仪取样电路唯一地收集流过系统对地分布电容电流，并经过系统内部的精密矢量跟踪与测量（幅值比较法）电路，精确地求出目前运行方式下系统对地的分布电容大小，并求出系统的电容电流。上图为矢量跟踪原理。Io为注入信号电流矢量，Ui为由Io产生的零序电压矢量。Io经矢量分解后确定了分布电容电流矢量Ioc，通过调节流过测试仪内标准电容的电流Iref，改变标准电容的电压。定义U=Ui-Uref为矢量跟踪误差，显然，当U=0时，系统分布电容可按下式计算：Cx=（Iref/Io）Cref上式中，Cref为测试仪内标准电容。测量机理如下图所示： 调整比例系数K，使得U=Ui-Uref为零，则Cx= Cref K，电容电流为 UphCref K其中Uph为电网相电压。系数K为Iref/Io一）主要性能指标1、 以工业级MCU为测控中心，测量自动化程度高，保护环节完善，配有声光提示及报警功能，操作简便，人机交互界面友好，遥控测量，安全可靠。测量结果可打印输出，并可自动储存本次测量结果。2、 仪器工作电压：AC220V103、 测试范围：产品适用于35KV以下系统，测量范围0.5200A4、 测量精度：15、 中性点形式：主变中性点、接地变压器中性点、补偿电容器中性点、外接电容式中性点6、 环境温度；-20457、 相对湿度：90RH8、外形尺寸：主机箱（长宽高）450280210高压副机箱（长宽高）2071472359、重量：约15Kg三、主要特点1、高集成度、高智能化的测量系统GW-2005遥控型便携式电容电流测试仪以高可靠性工业级单片微处理器做为系统的测控中心，实时监控系统的运行状态，完成标准信号调校、电量取样、矢量修正及分布电容反馈信号唯一化等关键测量环节的实时调控，继而完成信号的复平面计算，输出测量结果（LCD液晶汉字显示及打印输出）。本测试仪各测控单元电路均采用工业级芯片、高集成度设计。测试仪具备智能自诊断功能，可给出报警提示和报警声音，方便用户判断故障原因。测试仪挂网测量过程全程自动化，遥控操作，安全可靠，不需人工干预，测量完成后自动停机，并给出声音提示，提醒用户测量完成。测量结果自动存储，即使误关机，无需重新测量，仍可打印测量结果。2、现场操作十分方便，测量时间短完成测试仪的上电和校正后，只需将测试仪提供的两根测量接口电缆在线路的中性点（主变中性点、接地变中性点、补偿电容器中性点、外接电容式中性点均可）和大地之间各挂一根，遥控按动仪器面板上的“测量”按键，测试仪会自动完成标准信号注入、收集、唯一化处理、计算输出等工作。测试仪现场使用十分方便，完成整个测量过程不超过20秒钟。并对供电系统的接线方式无任何特殊要求。3、适用范围广，一机两用，10KV/35KV网均可测量在工程实际中，电网系统十分复杂，各变电站的实际情况也各不相同，既有具备中性点的系统，也有不具备中性点的系统。有的系统电容电流较小，有的却很大，相差悬殊。对于带有中性点的系统，用其它方法测量时，测试危险性高、过程繁琐、准确度差；对于没有中性点的系统，除采用金属性接地测量外，没有其它方法。GW-2005遥控型便携式电容电流测试仪完全适用于这两种系统。对于没有中性点的系统，可以采用简单的人造电容式中性点方法，方便、可靠、安全地完成电容电流的测量。通过在国内部分省市电站的实地电容电流测量，均取得了很好的效果。新一代GW-2005遥控型便携式电容电流测试仪既可测量10KV网，也可测量35KV网，只需用户简单设定，做到一机两用。4、极高的可靠性不可否认，仪器正在进行测量时，存在电网相地短路的可能（尽管几率很低），相地短路后，中性点的电压会急剧上升至相电压。本测试仪内置高压阻断瞬间保护环节，确保电网出现故障时，测试仪不会受到任何损坏。而且在测量过程中电网发生相地短路故障时，仪器的“声光报警”灯立即点亮，提醒操作人员注意：立即摘掉中性点连线，进一步保证仪器及人身的安全。即使测量是在野外的变电站进行，操作仍是双保险，保证安全。四、应用简介1、微水发电厂升压站35KV系统出线全部运行。架空线路总长度96.23km，无电缆线路。我公司与河北省电力试验研究所应微水发电厂要求对升压站35KV系统进行测量。河北省电力试验研究所采用单相金属接地法测量；测出电容电流值为：11.1A。试验时系统电压为38.15KV。我公司使用GW-2005遥控型便携式高压电容电流测试仪进行测量，接线图如下：在系统电压定值为38.15KV时测的系统电容电流值为：11.2A。测量误差为0.9。测试仪现场测量使用十分便捷,用户给予了肯定。2、HD市“110KV丛台站”10KV系统有2段母线，出线全部为地缆。几年前安装了手动式消弧线圈两台，由于近几年城市发展，线路增多，已经成欠补状态。我公司用GW-2005遥控型便携式电容电流测试仪对该站进行测量，1段为60.3