（电力系统及其自动化专业论文）基于信号注入法的电网对地电容电流测量装置的研究.pdf

声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文基于信号注入法的电网对地电容电流 测 妻装置的研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期f 白j ，在导师指导下进行的研 究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：高盘 e t 期：巡：垃：四 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学 位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名：高逢 导师签名： 华北l 乜力人学硕+ 学位论文 第一章 引言 电力系统的中性点接地方式是一个综合性的技术问题，它与系统的供电可靠性，人 身安全，设备安全，绝缘水平，过电压保护，继电保护，通信干扰及接地装置问题有密 切的关系【ij 。 近几年来，随着配电网的不断发展，城市电网中电缆线路所占的比例越来越高， 线路的对地电容电流大大增加。为了使电网单相接地故障时所产生的接地电弧自行 熄灭，目前，配电网多采用中性点经消弧线圈接地方式。在单相接地故障时，消弧 线圈与电网对地电容构成并联谐振回路，消弧线圈运行在谐振点附近，使电感电流 与电网电容电流互相抵消，从而减小故障点电流，保证接地电弧可靠白熄，以提高 电网运行的可靠性并保证供电的连续性。 电网对地电容电流的精确测量是消弧线圈合理补偿的前提，而目前的自动跟踪 补偿装置对电容电流的测量还存在着一些问题，尤其是随着电缆线路比例的升高， 电网不对称度进一步下降。以往的测量装置对这些不对称度小的网络的测量精度大 幅下降甚至无法测量，所以有必要扩大电容电流测量装置的适用范围以满足f 1 益 增长的需要。而基于信号注入法的电容电流测量原理不仅适用于传统电网而且尤其适 用于电网不对称度小的电网，可以基本满足实际的需要。 信号注入法的原理是从微机测控器不断向电网发送出异频信号，同时接收来自 电网的反馈信号，根据相应等值电路及算法，即可通过计算得出电网的对地电容电 流值。 本论文的主要工作就是要对基于信号注入法的测量电容电流装罱作深入的理 论研究，并研制样机。 1 1本选题的背景及意义 在我国，中低压配电网线路故障大多为单相接地故障。由于采用中性点不接地 方式运行，单相接地故障时线电压矢量三角形不变，- - k w 对中性点电压不变。在电 网电容电流不大，接地电弧能够自熄的条件下，电网可带故障继续供电1 2 小时。 因此，我国早期的中低压配电网多采用不接地方式，提高供电的可靠性和连续性。 随着城市建设的快速发展，城市电网越来越多地采用电缆线路，使电网的电容电流 大大增加。据统计，配电网的短路故障很多是由于线路单相接地电流无法自行熄灭引起 的，当单相接地电流大于规程所规定的“1 0 k v 和3 5 k v 系统电容电流分别大于3 0 a 和 1 0 a ”时，将产生一种不稳定的间歇性接地电弧，引起幅值较高的弧光接地过电压。弧 华北电力大学硕十! 学位论文 光过电压持续时间长、影响面积大，对电网中绝缘较差的设备和线路上的绝缘弱点，可 能导致绝缘击穿，使故障扩大。此外，由于中性点的不稳定，电网单相接地容易引发电 磁谐振而导致电压互感器烧毁和高压熔丝熔断等事故，给电网的安全可靠运行带来了极 大的危害。 由此可见，对于中低压系统来说，主要问题是限制单相接地故障电流造成的危 害。因为从过电压和绝缘配合等方面考虑，降低非故障相电压而带来的经济效益并 不显著，而较大的接地故障电流却会给系统的安全运行带来许多麻烦。为了减小接 地电流，使接地电弧自行熄灭，并限制这些过电压，通常采用中性点谐振接地方式。 当发生单相接地故障时，消弧线圈的电感与系统对地电容构成并联谐振回路， 使系统零序阻抗接近无限大，消弧线圈提供的电感电流补偿了系统电容电流，使流 过接地点的电流很小或接近于零。消弧线圈的接入不仅大大减小了故障点电流，还 能减小故障相恢复电压的初速度和上升速度，延长恢复时间，从而保证了接地电弧 的可靠熄灭，避免重燃，并减小了高幅值过电压出现的概率，给电网安全运行带来 了一系列优点。因此在中低压配电网中，谐振接地方式有其独特的优势。 消弧线圈是一种铁心带有气隙的可调电感线圈。就自动调整方式而论，消弧线 圈可分为两种【1 l ：在接地故障发生前，调整消弧线圈到靠近谐振点运行的，称为“预 调式”，在此条件下为使中性点的位移电压不大于l5 额定电压，需要串联( 或并 联) 一定数值的限压电阻：另一种称为“随调式”，即在f 常运行情况下，消弧线 圈远离谐振点运行，中性点位移电压较低，而在接地故障发生后，迅即调整到位， 故不需要加装限压电阻。“预调式”消弧线圈可利用机械调节或电气调节完成，而 “随调式”消弧线圈必须利用电气调节完成。 我国早期采用的消弧线圈是手动调匝式的，根掘估算的系统电容电流进行人工 调节。调节时需要把消弧线圈与电网隔离，调节过程相当繁琐，也会使电网的全部 或部分暂时失去补偿。由于根据线路长度估算的电容电流偏差较大，以此为依据调 节消弧线圈，其精度不高。 为了弥补手动调节消弧线圈的不足，我国从8 0 年代起开展了自动调谐消弧线 圈的研究。随着自动化程度的不断提高，9 0 年代各种方式的消弧线圈自动跟踪补偿 装置相继问世。我国现有的自动跟踪补偿消弧线圈，根据自身等值电感调节方式的 不同，可分为：调匝式、机械无级调节式、直流助磁式、磁阀式、调容式等。调匝 式和机械无级调节式属于“预调式 消弧线圈，直流助磁式、磁阀式和调容式属于 “随调式：消弧线圈【引。 近年来随着电力系统的发展，消弧线圈自动跟踪补偿装置在电力系统中得到推 广应用，同时小电流接地系统继电保护的选择性难题在国内j , b 4 ；i(1) 8m 队 ，坝 cr上了 11一 华北电力人学硕士学位论文 具体电路如图3 - 5 所示 b d z 7 p 山冬i r ： 量 3 0 k d 4 1 毫 上 2ac20val ，rl 心 嚣4 0 8 3ac20v13-i 6a c l 0 b ci o b g n l ：) d 2 1 一 一言i _ 3 0 k i n 5 4 0 8 d l c 2 0 v r ，一 d 5 g n d i a g n d m l l m 7 8 0 9 ，r r 1 i i n 4 0 ( 7 l c 7 龟ic 2 高_6 _ p i 若广 导l 1 ，- j n l l a ( ? 1 0 a ( ；n 1 ) m !l m 7 8 0 9 9 v ! ，7 7 l 1 i n 4 0 ( l c l )l c 8 g - r | 不 o 襄 争l n i c l o 【 g n i ) 图3 5电容电流测量装置的信号源电源部分 3 3 3 电容电流测量装置的单片机与按键部分 9 v 单片机负责控制所有电路，进行a d 采样、d a 输出与软件控制。按键为：复位键 ( 负责整机复位) 、电压等级选择键与测量开始复合键。 具体电路如图3 - 6 所示： 3 0 华北电力人：学硕士学位论文 爨錾薰辨峰簧簧摹至莹嘉三善匿卜- 星星呈2 宝2 。一p l 0adcot2叠p2 7 p w m ia i $ a 2 3 ；谢黼酬 一 睡“ 图3 6 _ i l v l u i 已；。 电容电流测量装置的单片机与按键部分 3 3 4 电容电流测量装置的d a 输出通道与滤波电路部分 k i i ； 李w 卦l d a 输出通道输出1 2 i z 与1 8 0 t t z 的f 弦波。带通滤波器将杂波进行滤除。 具体电路如图3 7 所示： ) 【l2 r 5 r 1 5 l k f 7 b l c 7 c t l e 2 0 7 4 r 5 4 “k 3 l lil墨 fbr i=广ei ：一冀 华北电力人学硕士：学位论文 图3 7电容电流测量装置的d a 输出通道与滤波电路部分 3 3 5 电容电流测量装置的信号源发生电路 将输出的d a 信号经光耦隔离后通过m o s 管进行信号功率放大，成为电流基本不变 的电流源。 具体电路如图3 - 8 所示： r 5 2 2 4 k d 8 、 6 a 1 0 + lc 6 _ b i 芏 i 舌 i c 2p 5 2 i l 一 ir i l ! 9 v l “ m 4a 忒d i 、 l n m o s f e t 一叫卜 _ a i ) | r 8 0 5 1 4 1 c 7 1 4 r 9 0 7 , 1 r l2 4 ：| | l k ：酬l ，。傈 、 1m 3n ，n h n 1 7 f t i ：了一 1 0 0 u 一 c 9 t 4 0 ( r 4 一l l k r 1 0 i 0 5 d 7 l 3 0 v 厂i c 1 0 g n d6 a 1 0 图3 8电容电流测量装置的信号源发生电路 3 2 f ) l j - i l a ，：0 a g n c r 3 02 5 j g n i ) 华北电力人学硕十学位论文 3 3 6 电容电流测量装置的a d 增益选择通道部分 通过电子丌关管c d 4 0 5 1 选择最适合a d 采样的采样增益通道。 具体电路如图3 9 所示： a d ，r 一1 4 6 8 k r 3 0 2 5 3 w 。1 l 图3 - 9电容电流测嚣装置的a d 增益选择通道部分 3 3 7 电容电流测量装置的a d 采样滤波电路部分 通过a d 采样滤波电路将采样信号中的工频等干扰进行滤除，保证采样的准确性。 具体电路如图3 1 0 所示： 华北电力人学硕? = 学位论文 5 0 v 1 0 u f 图3 1 0电容电流测量装置的a d 采样滤波电路部分 3 4 华北电力大学硕士学位论文 第四章电容电流测量装置的软件设计 电容电流测量装置硬件电路的设计为实现其测量功能提供了前提物理条件，是 整个测量系统的基础；软件是在硬件的基础上对其合理的调配和使用，从而完成测 量装置所要完成的任务。 本文第三章介绍了测量装置硬件电路的设计结果，这一章则主要介绍电容电流 测量装置软件开发的工具一a s i ，ir e 和具体的软件结构及相应的流程图。 4 1 电容电流测量装置软件开发工具一a s pr e 简介 ”! 是爱尔兰a c c e ) 公司出品的针对a n a l o c , i ) e v i c k s 公司的a i ) c u 系列 所有丛于l ic t w ( 1 m w l 吖系列芯片的筇三方开发工具，支持( ：语言和_ 7 【_ 编语青的 ) r 发和调试。本文选择了运用c 语古进行丌发调试。 丌发界面友好，直观，使用起来非常方便。如图卜l 所示： 图d1a s p i r e 开发界面 a s i ， r e 支持不占用任何资源的“s in g lep ine m u l a t i o n ”模式，当完成程序后， 直接通过s jn 9 1e p in 端口输入到a i ) c u s 3 lb s 芯片的f a 引脚写入程序，然后通过 a i ) c 。8 ： 1 f 3 s 芯片提供的片内调试模式进行在线调试。在调试过程中，可根据需要随 华北电力人：学硕十学位论文 时刷新和运行程序。这样，就不再用传统的方法向e e p r o m 中烧制程序，所以调试 起来非常便捷。 4 2 电容电流测量装置的软件结构及相应流程图 软件结构按照其功能可分为两大部分，即初准备程序部分和循环子程序部分。 其中循环子程序又可细分为按键子程序、四个测量子程序、d a 输出子程序和电容电 流计算子程序。 软件的主程序流程图如图4 2 所示： 4 2 1 准备程序部分 土程序初始化 1r i 主程序循环子程序 图4 2 电容电流测量装置土科序流科图 准备程序应完成系统测量操作之前的准备工作。它包括： ( 1 ) 初始化。将系统中所有的命令、状态以及有关的存储单元置位成初始状态。 ( 2 ) 系统测试。利用测试程序检查程序存储器、数据存储器以及硬件功能是否 正常。 ( 3 ) 提示符显示。当完成初始化设置和系统测试正常以后。应在显示器上显示 正常标记，等待按键扫描。若测试不正常，可再次初始化，进行系统测试或用手动 按钮使系统强行复位。 ( 4 ) 按键扫描等待。对所有按键进行查询，没有键按下时，继续显示提示符。 当有键按下时，便进入键功能软件控制。 3 6 华北电力人! 学硕一卜学位论文 当系统上电后，在f 常情况下，显示f 常状态提示符号，并准备接收按键的操 作控制。 4 2 2 主程序循环子程序部分 当系统完成初始化后，进入到主程序循环子程序模块。循环子程序又可分为四 个部分，即：按键子程序、四个测量子程序、d a 输出子程序和电容电流计算子程序， 每个子程序分别完成不同的功能，下面将一一加以介绍。首先给出主程序循环子程 序模块的流程图图4 3 ： 图4 - 3 主程序循研、子 ￥序流程图 4 2 2 1 按键子程序 按键子程序是人机界面的组成部分，a d c u 8 3 l b s 通过键扫描程序接收键盘命令， 完成各项测试功能，实现对测量装置的控制。 按键子程序共需循环扫描三个按键，除了装置丌关键以外，还要实时扫描电压 等级选择键和p t 方式选择键。 键值处理主要包括以下2 个方面内容： ( 1 )电压等级选择键。本装置是针对配电网l o k v 和3 5 k v 系统开发的，主要 是在这两个电压等级中进行选择。 ( 2 ) p t 方式选择键。不同的p t 方式对应着不同的变比，不同的变比对应着 电容电流计算公式中不同的系数。所以，这是一个很重要的参数。系统默认为3 p t 方式。 3 7 华北电力大学硕士学位论文 按键子程序的流程图如图4 4 所示： 图4 4 按键子程序流程图 4 2 2 2d a 输出子程序 d a 输出子程序，顾名思义，其主要功能就是通过d a 端口输出符合要求的模拟 注入信号。即频率分别为1 8 0 h z 和1 2 h z 的幅值约为i a 的正铉输入信号。 其程序流程图如图4 5 所示： 华北电力人学硕十学位论文 图4 5d a 输j 子群j f 彳= 流样【劐 4 2 2 3 四个测量子程序 这四个测量子程序分别为1 8 0 h z 电压测量子程序和电流测量子程序，1 2 h z 电压 测量子程序和电流测量子程序。 这四个测量子程序的目的就是分别测量采样2 种频率下电压信号和电流信号各 自的幅值和相位。然后将其带入公式( 2 - 3 2 ) 和( 2 3 3 ) ，也就是进入电容电流计 算子程序。 这里对采样流程进行简要说明： 从采样数据缓存中取出各路模拟信号的采样值，并判断数据是否有效，采样通 道的增益是否合适。在取得有效的采样数据后，计算各电气量基波分量的有效值和 3 9 华北电力人学硕十学位论文 相角。计算采用整周波离散傅立叶算法，计算公式如下： 旷专磐s i n 尼丝n q 2 万缶k 8 1 呲一 6 。= 万2 备n 叩。s 尼万2 z ( 4 一1 ) ( 4 - 2 ) 式中，a 。、b 。分别为基波的正弦、余弦项振幅，为一个周波的采样点数，x 。 为第k 个采样点值。根据a 和b ，可以求出电气量基波分量的有效值a 和相角a ， 公式如下： 彳：a t + b ( ： b a = a r c t g 上 臼l ( 4 - 3 ) ( 4 - 4 ) 通过对第二章的仿真( 2 ) 的实验过程和结果的分析，发现计算结果对相角的 误差非常敏感，远大于其幅值的影l 匈，尤其是在电容值较大的情况下。为了保证计 算结果的精确性，我们把主要精力用于采取措施提高相角测量计算的准确性，这主 要从硬件和软件两个方面着手。硬件方面，采取1 6 m 晶振，即a d c u 8 3 1 b s 能够运行 的最高频率，来缩短采样间隔；软件方面，通过提高采样位数来提高测量计算精度。 表5 1 表明，采取措施得当有效，测量结果准确。 下面分别给出1 8 0 h z 时电压测量予程序图流程图，如图4 6 所示；l2 h z 时电压 测量子程序流程图，如图4 - 7 所示。 4 0 华北电力人学硕十学位论文 r 判断为l 乜路开路 1 r 采样值越 图4 - 618 0 h z 电压测量子程序流程图 华北电力人学硕十学位论文 图4 71 2 h z 电压测量子程序流程图 4 2 华北i 毡力人学硕士学位论文 4 2 2 4电容电流计算子程序 电容电流计算子程序的计算流程就是将1 8 0 h z 测量下的电压、电流幅值与相位 差与1 2 h z 测量下的电压、电流幅值与相位差代入公式( 2 3 2 ) 和( 2 3 3 ) ，计算得 到电网电容值c 。 为保证计算结果的精确性和稳定性，在电容电流计算子程序中，采取多次注入 多次计算最后取其平均值的计算流程。在通过测量计算得到电网电容值c 。后，继续 循环测量、计算，依次得到c ：、c 3 和c 。，最后取其均值：c = ( c + c 2 + c 3 + c a ) 4 。 最后带入公式( 2 - 3 4 ) ，计算得到电网电容电流。 4 3 华北电力大学硕士学位论文 第五章电容电流测量装置实测结果与误差分析 在完成电容电流测量装置的硬件设计和软件设计后，作者分别对硬件电路和软件程 序进行了检查和调试，并在此基础上对电容电流测量装置在实验室中进行了模拟测量， 并对在实际运行中可能出现的问题进行了分析，并针对这些问题，提出了相应的解决 措施。 5 1 电容电流测量装置实验室测量结果 在实验室实际测量中采用的p t 为现场运行用的1 0 k vp t ( 3 p t 方式) ，用集中电容 代替线路对地电容。受实验室条件的约束，以上的模拟系统与真实现场的差别是没有带 上1 0 k v 的系统电压。 表5 1 给出电容电流测量装置在实验室实际测量的结果： c 标称值( uf ) 0 9 91 4 2 54 57 51 0 51 5 0 c 测量值( uf ) 0 9 61 3 9 34 6 8 97 7 8 51 1 0 0 61 6 3 3 9 表5 i 电容电流测量装置实验室测量结果 其中，c 标称值存在5 的误差 从表5 1 我们可以看出，随着c 的不断增大，误差也不断变大，在c 标称值不超过 7 5 微法时，测量结果误差不超过4 ，是相当准确的。考虑到c 标称值存在5 的误 差，所以我们可以认为，在0 3 至1 5 0 微法的范围中，测量结果真实可靠。实际上，在 现场中测量结果超过6 0 微法的网络已不多见，大于1 0 0 微法的测量结果更是凤毛麟角， 所以，在一般的现场测量中，本装置的测量结果是完全准确的。 同时，我们从市场上选用了另外一款利用传统方法即利用电网正常运行时产生的中 性点位移电压作为测量源信号的电容电流测量装置，在上述实验环境进行相同的实验， 其显示结果的偏差都很大甚至直接显示无法测量。其原因就是在于此实验线路三相高度 平衡，所以中性点的位移电压几乎为零，也就是这款电容电流测量装置的测量源信号很 小且相对不稳定，所以导致上述测量结果。 5 2 测量装置实际运行中可能出现的问题及相应的解决措施 华北电力火学硕士学位论文 因为开发此电容电流测量装置的时间紧，任务重，所以本装置还没有来得及在现场 进行挂网测量，在这里，本文只有从测量原理上分析开发研制的电容电流测量装置在实 际运行中可能存在的问题，并针对这些问题提出相应的解决措施。 5 2 1 影响电容电流测量装置测量配网电容电流准确性的因素 知道了电容电流测量装置测量配网电容电流的原理后，我们就很容易得到影响测量 准确性的几个方面因素。 ( 1 ) 正确的接线 该测试装置是从p t 的开口三角侧注入电流进行测量的，因此必须正确接线， 如果接线错误，不是从p t 开口三角侧注入电流，就肯定会得到错误的测量结果。 ( 2 )断开连接在p t 开口三角侧的消谐装置 该测试装置是从p t 的开口三角侧注入电流进行测量的，如果在开口三角侧并 联有阻抗较小的消谐器，就将注入的电流分流掉，使测量产生误差。如果消谐器 的阻抗大于1 0 0 欧姆，对该测试仪测量结果基本上没有影响。由于各种厂家生产 的消谐器种类繁多，很难知道消谐器的阻抗是多少，因此测量时最好将消谐器断 开。 ( 3 )正确输入p t 的变比 该测量方法是通过从p t 的二次侧注入电流在一次侧感应出测量电流的方式 测量电容电流的，因此测量准确性与p t 变比的输入准确与否非常关键。如果输入 一个错误的变比，自然得到一个错误的测量结果。因此测量时要输入一个正确的 p t 变比( 在测试装置中就是选择一个正确的p t 接线方式) 。p t 的接线方式在5 2 3 将进一步论述。 ( 4 ) 配电系统存在中性点接地或经消弧线圈接地情况 如图一所示，如果没有退出消弧线圈或存在中性点接地的情况，在测量时， 在一次侧感应的测量电流大部分被消弧线圈或中性点的接地点旁路掉，只有很小 的电流流经被测对地电容，因此不可能得到正确的结果。因此测量时，要确保消 谐消弧线圈退出运行，并且系统没有中性点接地的情况。 ( 5 ) 在p t 一次侧的中性点接有高阻的消谐器 p t 一次侧的中性点一般是直接接地的，但有些变电站为了消除p t 谐振，在 p t 的中性点安装有高阻的消谐器。从其测量原理图我们知道，该消谐器串联在一 次测量回路上，由于其阻抗较大，测量电流很难注进去，从而引起测量失败。因此 在测量时，先将该消谐器短接就能得到正确的测量结果。 ( 6 ) 4 p t 的接线方式 4 5 华北电力大学硕士学位论文 4 p t 的接线方式也是为了消除p t 谐振，这种p t 接线方式和中性点安装有高 阻的消谐器相类似，但其阻抗没有高阻的消谐器大，因此影响没有那么大。一般情 况，当被测的三相对地电容小于1 0 微法时，测量结果是准确的。但当被测电容太 大时，测量结果就会随电容的增大而偏大较多。 ( 7 ) p t 二次侧单独运行 有两台p t 的变电站绝大部分的二次侧都是单独运行的。如果二次侧并列运行， 当在某一p t 注入电流时，也会在另外一个p t 中有电流，这样重复感应就会使测 量产生误差。这种运行方式是非常少见的。 5 2 2 针对5 2 1 中出现问题的解决措施 a 口三角不嵌 消谐装置： 三角允许有 嵌地 图5 - 1 针对5 2 1 中出现问题的解决措施 从5 2 1 节中的分析可知，要准确测量配网的电容电流，就要保证系统按图5 - 1 所示的运行情况： ( 1 )配网中性点上无消弧线圈及系统没有中性点接地情况； ( 2 ) p t 高压侧中性点直接接地，如果安装有高阻的消谐器，将其短接； ( 3 ) p t 开口三角不接有消谐装置，开口三角允许有一点接地； ( 4 ) p t 二次侧是单独运行。 华北电力人! 学硕十学位论文 只要配网系统处于上述运行方式，就能使用所开发出的电容电流测量装置准确测量 出配电网的电容电流。 而且，从p t 开口三角进行电容电流的测量是安全的，由于从p t 开口三角注入的 是微弱测量信号，不会对继电保护和p t 本身产生任何影n 向。本测试装置的输出端可以 耐受3 0 0 v 的交流电压，若测量时系统有单相接地故障的发生，亦不会损坏p t 和测试 装置，因而无需做特别的安全措施。 5 2 3 配电网中p t 接线方式对电容电流测量装置的影响 配电网中的p t 接线方式和p t 的变比会对测试装置的测量结果产生很大的影响， 如果p t 的接线方式和变比选择不正确，测量结果将不是系统的真实电容电流值，而是 真实值乘以两变比之商的平方倍。因此为了测得f 确的数据，在测试前必须对配电网中 p t 的接线方式及p t 变比有一个清晰的了解。 本测试装置采用循环选择的方式来选择系统p t 的各种接线方式及变比，这样用户 无需繁琐地输入各种p t 接线方式下的变比，使测量工作更简便、更快捷。本装置提供 五种“方式”的选择，即3 p t 、3 p t l 、4 p t 、4 p t l ，1 p t ，每种方式代表一种p t 的接线 方式和不同的变比，这五种方式基本上包括配电系统中各种常用的p t 接线方式。 4 7 华北电力人学硕十! 学位论文 第六章结论 本文对配电网发展现状、谐振接地系统的基本工作原理、消弧线圈的调谐方式 和现有的电网对地电容电流测量方法进行了说明。指出各种传统的配电网对地电容 电流测量方法存在的局限性。深入分析了基于信号注入法的配电网对地电容电流测 量方法，并在已有理论的基础上，进行了合理的改进，并将其运用在开发设计的装 置中。 根据其注入信号频率方式的不同，把基于信号注入法的电网对地电容电流测量 原理分为扫频注入方式和定频注入方式两种。对每种注入方式均进行了详细的理论 探讨，都得到了可供工程实用的具体算法，尤其针对定频注入方式进行详尽的理论 分析研究，并改进其算法，在从三频注入改进为两频注入的同时，在保证计算精度 的前提下大幅度提高了其测量的适用范围，并且无论是在理论仿真还是在具体装置 的实验室模拟测试中，都证明了改进后的算法的可靠性和准确性。 在理论分析和研究的同时，本文完成了以a d u c 8 3 1 b sj 芭= 片为核心的单片机系统 的硬件设计和软件设计，并在此基础上对电容电流测量装置在实验室中进行了调试， 完成模拟测试并得到测量结果，对其结果进行的分析表明了电容电流测量装置测量 结果的准确可靠性。与此同时，将其与利用传统方法即利用电网f 常运行时产生的中 性点位移电压作为测量源信号的电容电流测量装置的测量结果进行对比，对比结果充分 说明了基于信号注入法( 定频方式) 的电容电流测量装置的优越性。 最后从电容电流测量装置的测量原理出发，分析了在现场测量中可能出现的问 题，并针对这些问题提出了相应的解决措施。 由于时间有限，本文所研究的电容电流测量装置仅通过了实验室鉴定，尚未进 行现场测试，可能还会出现一些料想不到的问题，应仍需进一步改良和完善。 4 8 华北电力人学硕十学位论文 参考文献 1 】要焕年，曹梅月电力系统谐振接地，北京：中国电力出版社，2 0 0 0 ，i - 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