中性点不接地系统电容电流测试规程

1、ICS 29020K93备案号：352522012口L中华人民共和国电力行业标准DL，T3082012中性点不 接地系统电容电流测试规程Code of measuring capacitive current in neutral point isolated system20120104发布 201 20301实施国家能源局 发布DL，T 3082012目次前言 · -II1范围- -··12规范性引用文件l3术语和定义- - l4测试方法- - ”25消弧线圈容量校核及电容电流等参数限值- ·116注意事项l 1附录A(资料性附录)异频法电容电流间接

2、测量12DL，T 3082012刖吾近年来我国城区配网和农村配网发展迅速，其中的电力电缆线路规模随之日益增大，3kV35kV中 性点不接地系统急需开展电容电流的普测。为对中性点非有效接地系统进行电容电流测量，并为有效地 补偿配网单相接地电流、抑制间歇性弧光接地过电压、选定消弧装置容量及其安装地点提供依据，特制 定本标准。本标准的附录A为资料性附录。 本标准由中国电力企业联合会提出。 本标准由全国高电压试验技术标准化分技术委员会归口。本标准起草单位：湖北省电力试验研究院、国网电力科学研究院、江苏省电力试验研究院、河南省电力试验研究院、苏卅华电股份、北京市电力公司电力试验研究院。 本标准主要起草人

3、：阮羚、孙浩良、汪涛、魏旭、陈守聚、张军、余青、李健生。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北京市白广路二条一号，100761)。IIDL，T 3082012中性点不接地系统电容电流测试规程1范围 本标准规定了中性点不接地系统电容电流的术语定义，并提出了测试方法、消弧线圈容量校核及电容电流限值以及相关注意事项等要求。 本标准适用于3kV35kV中性点不接地系统电容电流的测量。2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。DLfr 6

4、20-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。31中性点不接地系统system with non-effectively earthed neutral中性点不接地系统指中性点不直接接地的三相电力网。32电容电流capacitive current电容电流指无补偿的中性点不接地系统发生单相金属性接地时的容性电流如。3，3补偿电流compensation current补偿电流指在中性点不接地系统的中性点接入消弧线圈后，系统单相金属性接地时流经消弧线圈的 感性电流屯。34残余电流residual current残余电流或称残流是指对于中性点接入了消弧线

5、圈的不接地系统，当系统单相金属接地时，流经接地故障点的容性电流丘经消弧线圈电流丘不完全补偿后的电流。用公式表示为I。2Ic+ILt11式中： t，残余电流； L容性电流； 丘消弧线圈电流。35脱谐度out-of-resonance degree脱谐度指中性点不接地系统接入了消弧线圈后，消弧线圈的工作点脱开全谐振点的程度。用公式表 示为"：堡量(2)DL，T 3082012式中：u脱谐度；消弧线圈电流； 厶电容电流。3 6直接测量法direct method ofmeasurement直接测量法指对系统直接测量单相人工金属性接地电流的测量方法。37间接测量法indirect metho

6、d of measurement间接测量法指系统无需人工金属性接地，接入某些元件或注入特定的测量信号，进行测试再作计算 的测量方法。4测试方法41一般规定411直接测量法测量准确度相对间接测量法高，在现场实际测量更具可信度。但该方法也具备一定的 风险，如果在单相人工金属性接地电流形成期间，系统的非测试相发生单相接地故障，就会使该不接地 系统形成两相接地短路，因此测试时应采取严格的安全措施，并作好应急预案，以确保系统和试验人员 的安全。412当现场不具备采用直接测量法条件时，可采用间接测量法进行测量。间接测量法视测量时的电流频率可分为工频法和异频法。本标准4：3中测量方法均为工频法。异频法的试验

7、方法也较多，本标准选 取其中几种采用零序异频电源向中性点注入然后进行解析计算获取电容电流的异频法进行介绍(见附录 A)。在实际测量时，应根据被测系统和网络的情况和特点，选择合适的方法进行。影响各种间接法测量 准确度的因素较多，如电容电流的大小、三相不对称性、中性点初始位移电压的大小、接入元件或注入 信号的参数等，对不同的间接测量法、不同的被试系统的试验结果其影响程度不同。试验前应收集系统 的参数，对电容电流的大小范围进行预估。如间接测量法的测量结果与预估值相差较大，必要时可用直 接测量法进行校核。413试验仪器、仪表可根据被试验系统的额定电压、不平衡电压、电容电流的预估值以及不同的试验 方法进

8、行合理选取，且应留有较大的裕度。试验计量器具的精度应不低于05级。42直接测量法4 2 1适用范围 直接测量法适用于任何方式下的中性点不接地系统，即在主变压器的被测量侧有或没有中性点引出、有安装或没有安装消弧线圈、消弧线圈投入或退出的情况下，均可进行测量。但对于主变压器被测 量侧中性点有套管引出网络的电容电流测量，特别是对35kV系统，采用间接测量法中中性点外加电容 法(见432)相对安全可靠。422测量接线 测量时在某一相对地之间接入电流互感器，读取电流，三相分别各测量1次，取其平均值。当无消弧线圈补偿时所测量电流即为电容电流，当投入消弧线圈时所测量电流即为补偿后的残余电流L。423测量步骤

9、 测量步骤如下： a)选取电流互感器。电流互感器的额定电压应不小于被测系统电压。估算被测系统的电容电流的范围，并留较大余度，据此选取互感器的一次额定电流。b)选取1台能允许频繁操作的断路器，如备用间隔断路器、电容器组断路器、非重要用户断路器。等。2DL，T 3082012c)断开断路器，拉开两侧隔离开关，将电流互感器一次侧接于某一相与地之间，电流互感器的二 次侧接入电流表。d)合上隔离开关、合上断路器，电流表指示稳定后，读取电流表数值。e)断开断路器、拉开两侧隔离开关，将电流互感器改接至另一相，再行测量。42 4安全注意事项 试验时应注意以下安全事项： a)试验时应天气良好，雷雨天禁止进行试验

10、。试验期间线路状况应良好，系统无重大操作。b)电流互感器和电流表均应置于绝缘垫上，电流互感器和电流表之间的距离宜大于2m，试验人 员也应站于绝缘垫上，且与电流表的距离宜大于lm。c)接地线宜用25ram2的多股透明绝缘软铜线，并可靠连接。 d)断路器的过流速断保护在试验前应进行校验，确保能正常动作，且建议适当降低保护动作定值。 e)应尽量缩短系统单相人工金属性接地的时间，读取电流表数值后应迅速断开断路器。 以上安全注意事项也适用于本标准规定的其他试验方法。43间接测量法431 中性点外加电压法4311适用范围 中性点外加电压法适用于小水电农网中的发电机直配线电缆(或架空线)网络的电容电流测量，

11、且厂用电变压器的发电机侧中性点是经消弧线圈接地的。其特点是在电网的发电机或变压器的中性点引入 一定的电压。试验中应注意，外接变压器施加的电压一般为相电压的15，最高限值为相电压的33， 同时根据预估的电容电流的大小，合理选取外接变压器的容量和变比。4312测量接线 中性点外加电压法系利用外接电源，在电网的发电机或变压器的中性点引入一定的电压，测量零序回路的电流并归算至额定相电压，从而得到被测电网的电容电流尼值，即毛(3)式中： 毛电网电容电流，A； 而零序电流的测量值，A；厂用电变压器中性点的位移电压，v；乩电网额定相电压，v。 发电机直配线网络中性点外加电压法测量原理如图1所示。 在式(3)

12、中引入Tvl、TAl的变比及电压表、电流读数，则有仁篆(4)式中： 比电网电容电流，A； nl测量零序电流的电流互感器变比； 五电流表读数，A； 局测量位移电压的电压互感器变比； 联电压读数，v； 以电网额定相电压，v。DL，T 3082012sl、s2低压开关；T1一外接电源变压器，变比为岛：1A1一测量零序电流的电流互感器，变比为 Tvl一测量位移电压的电压互感器，变比为墨；s接触器；Tv2一消弧线圈的电压互感器：1A2一消弧线圈的电流互感器；L。c_一消弧线圈；卜发电机；Fu熔断器图1 发电机直配线网络中性点外加电压法测量原理4313测量步骤 测量步骤如下： a)将消弧线圈的脱谐度适当调

13、小，了解电容电流的大致范围。b)接触器工作线圈的电压按V3·整定(岛为试验时消弧线圈所处分头的变比)。C)外接电源变压器的电源未合闸之前，接触器的触头1处在断开位置，触头2、3处在闭合位置， 低压开关s1、s2处在断开位置。d)当检查测量回路接线完全正确后，合上S2，再合闸外接电源变压器电源，此时试验回路接通， 待电流、电压表指针稳定后读数。e)若外接电源变压器的电源合上后，接触器动作，这说明中性点位移电压超过l3·砜。这时应 合上s1，断开电源，调整消弧线圈分头，适当增大脱谐度后再继续进行试验。f)求取电容电流值。432中性点9bJn电容法4321适用范围 中性点外加电容

14、法适用于主变压器被测量侧中性点有套管引出网络的电容电流测量，常用于35kV系统。其特点是在变压器的中性点外接一定电容量的电容器，试验前应估算系统的电容，合理选取外接 电容器的电容量及耐受电压，其绝缘水平高于变压器中性点的最大位移电压。试验时外加电容c0选取3 个电容量为等差数列关系的电容器，分别测量1次，测量结果取3次测量值的算术平均值。主变压器侧4DL，T 3082012接有消弧线圈时应将其断开。4322测量接线 中性点外加电容法测量原理如图2所示。A B C图2中性点外加电容法测量原理 图2中，cA、cB、cc分别为被测系统的三相对地电容，由于cAcBcc，故主变压器被测系统侧的中性点对地

15、必有一个不对称电压【，Hc存在。若将外加电容co的一端接地，另一端接于主变压器被测 系统侧的中性点，则按等效发电机原理可简化为如图3所示的等效电路。据此，得被测网络的电容和电 容电流：yG：鱼坠 (5)一一砜L=me(6)式(5)、式(6)中：e被测电容，ze=CA+q+cc，心： ci步h加电容，uF； U0位移电压(电容器上的端电压)，V：【K三相对地不对称电压，v； 七被测网络的电容电流，A；驴角频率(驴=314)；电网额定相电压，v。C=-cCcc图3中性点接G后的等效电路4323测量步骤 测量步骤如下：a)不对称电压UHc测量。测量中性点不直接接地系统的不对称电压时，为减少测量系统对

16、试验结 果的影响，宜使用高内阻的电压表，如静电电压表、数字式电压表进行测量。测量方法是将电 压表一端接地，另一端通过高压熔断器与绝缘棒的金属头连接，操作人员手持绝缘棒，将其金 属头短时碰触中性点母线，待表计指示稳定后读数。如表计指示不能稳定，则随机读数3次以上，取平均值。DLT 308 2012b)位移电压砜测量。将电容量为c0的电容器接垒中性点与地之间，测量中性点对地的位移电 压砺。创砺的大小取决下c0值，故为保证测量准确度，c0值馓取被测网络电容_量的l4 倍，这样值为0 2，0 5q"测量方浊同本条a)。测量小对称电压和位移电压的接线方式有如F两类： I)直接以电压表碰触(位移

17、电压低时)如图4 a)所币；2)经电压互感器碰触(位移电压高时)如图4 b)所示。a)直接以电压表碰触法 b)经电压百_感器碰触法l中陆点母线：2绝缘棒：3电压袁4电压互感器图4用绝缘棒金属头碰触中性点母线 对35kV的架卒线网络，其小对称电压可达(0 51 5)砜以上，即100V300V以上。这时，可用6kV级的电压互感器，低压倒配用精确度为05级、量程范围为7 5V60V的电压表来测量。电压互感器的一端接地，另一端用电磁线与绝缘棒的金属头连接，操作人员手持绝缘棒将其金属头短时碰触中性点母线，以测量¨。和砺。c)求取电容电流值。4 3 3偏移电容法4 3 31适用范围 偏移电容法适

18、用于主变压器被测系统侧没有中性点引出的系统，常用于35kV网络。其特点是在任一相对地之间施加一外接电容，使得三相对地电压产生较大的偏移。试验中应注意外接电容器的容量选 取应大到足以使系统的三相对地电压在接入偏移电容后发生明显的改变，否则测量的准确度将降低，因 此本测景方法仅适用于电容电流较小的网络。且由于测量三相对地电压是利用系统中母线的电压互感 器，因此测量精度也受制十互感器的测量准确度。4 3 3 2测量接线 偏移电容法测量原理如图5所示。 图5中，瓯、cB、cc分别为三相对地电容，cf为施加于任一相对地之间的偏移电容。通过测量外加不平衡电容前、后相对地电压砜、吠(在Tv二次测量)，经计算

19、得到被测系统的三相对地电容之和ZC与系统的电容电流丘为yC=c，(7)一U6一U。k=ccr(8)式(7)、式(8)中：YC系统三相对地电容之和，ZC-CA+CB+Cc，岬：DL，T 3082012c厂外加不平衡电容，cf(1050)c，F阢外加不平衡电容后该相对地电压，V：乩外加不平衡电容前该相对地电压，V； 昆系统电容电流，A；系统正常运行时的相对地电压，V。、忌Tc忍 -_上上图5偏移电容法测量原理4333测量要求 使用本方法仅对偏移电容施加相的电压变化进行测量(在Tv二次侧进行测量)，因此对没有中性点引出的系统尤其适用。为安全起见，外加电容的投入和退出应通过备用断路器或非重要用户断路器

20、实施。测量应在系统正 常运行方式下进行。4334测量步骤 测量步骤如下：a)外加电容cf投入A相。在外加电容cf投入A相前、后，利用Tv测量A相的相对地电压玑、玩，通过式(7)、式(8)计算系统的总电容C和系统的电容电流昆。b)外加电容cf投入B相。在外加电容cf投入B相前、后，利用Tv测量B相的相对地电压砜、 阢，通过式(7)、式(8)计算系统的总电容C和系统的电容电流比。c)外加电容cf投入C相。在外加电容cf投入C相前、后，利用Tv测量C相的相对地电压乩、阢，通过式(7)、式(8)计算系统的总电容C和系统的电容电流比。d)取3次测量的平均值为本次测量的结果。e)求取电容电流值。434人工

21、星形电容器组中性点法4341适用范围 人工星形电容器组中性点法适用于主变压器被测系统侧没有中性点引出的系统，常用于10kV网络。与偏移电容法原理相同的是在任一相对地之间施加一外接电容，使得三相对地电压产生偏移。但其特点 是接入了一组三相电容量基本一致的星形电容器组，形成一人造中性点来测量系统的中性点位移电压。 此方法的测量准确度高于偏移电容法。因35kV的星形电容器组绝缘等级要求高而不易实施，因此本测 量方法常用于10kV网络。4342测量接线 人工星形电容器组中性点法测量原理如图6所示。 图6中，ci、cB、cc分别为电网三相等值对地电容，cp为偏置电容器，、为人工星形电容器组的电容器。若c

22、二=，这时在星形电容器组中性点测得的对地电压就是电网三相对地的不对称电压Uac。 将偏置电容器G分次连接于A、B、C相对地之间，并分次测出相应的人工星形电容器组中性点对地电压，即新的不对称电压UoA、UoB、Uoc、按结合电压法的原理，运用迭代法，求解得出电网电容和 电容电流的计算公式为7DL，T 3082012 j+c；+c：，=c；，4学一-一m2L=roE(cA+cB+Co)x10。6=J半峨(9)m：兰婴u孟式中：，oA、L，0B、Lk分别将cp接入三相后测出的人工星形电容器组中性点对地电压，Vcp外接偏置电容，¨F； E测量时电网的相电压，V；【Ic电容中性点未加偏置电容c

23、p前三相对地不对称电压，V。CCcA、cB、cc一分别为电网三相等值对地电容，灯；q一外接偏置电容，心；口、q、分别为人工 星形电容器组的一个电容器，laF；Pv一数字电压表，v；s低压开关图6人工星形电容器组中性点法测量原理4343测量步骤 测量步骤如下： a)将组成星形电容器组中的c：、G、通过断路器与变电站母线相接，在星形中性点接一只数字电压表，在电压表端子间并接一低压开关s。b)测量时先合上S，再合上断路器。若无异常现象，拉开S，读取电压表数值3次，取其平均值， 此即电网的固有不对称电压UHC；断开断路器使星形电容器组退出电网，然后将电容器组放电。 c)合上S，将偏置电容G接在A相，合

24、上断路器。若无异常现象，拉开s，读取电压表数值3次，取其平均值，此即UOA。读数完后将s合上再断开断路器，将星形电容器组G放电。按照 同样的操作顺序将偏置电容cD分次接入B相、C相，可得Uo”Uoc。d)求取电容电流值。435调谐法4351适用范围 调谐法适用于网络中有调匝式消弧线圈的系统。改变消弧线圈的分接头，从欠补偿至过补偿状态，测量并记录各点的零序电流而和位移电压，通过绘制调谐曲线、计算，得出系统的电容电流。当系 统中无消弧线圈时，也可采用在变电站的所用变压器原方的中性点外接一个调匝式消弧线圈来进行测 量。此方法可用于具有自动跟踪补偿功能的调匝式消弧线圈的测量系统。4352试验接线 调谐

25、法是指在消弧线圈的试验过程中，通过测量零序电流、位移电压，利用图解或进行估算两三个8DL，T 3082012途径，以获取电容的方法。调谐法测量原理如图7所示。cA、cB、c卜分别为三相对地电容；卜变压器：工搬一消弧线圈；Tv2一测量位移电压的电压互感器；1A2一测量补偿电流的电流互感器；PVl、Pv2电压表；PAl、PA2电流表 图7调谐法测量原理4353测量步骤 测量步骤如下： a)测量零序电流和位移电压。在补偿网络正常运行情况下，改变消弧线圈的分接头，使中性点位移电压达到13·乩l2·时，同时测量并记录零序电流lo和位移电压，然后归算至额 定相电压即可得电容电流丘。测量

26、时应在谐振点的两侧且尽量接近谐振点进行(当位移电 压超过50砜时，禁止操作消弧线圈，应在消弧线圈退出后再进行操作)，测几个数据取 平均值，使所得结果更为准确。b)利用图解法。根据消弧线圈调谐试验的结果，分别绘出过补偿和欠补偿状态下不连续或连续的 曲线，然后作渐近线或直接找出砜的最大值(谐振点)，便可求出被测电网的电容电流(见图8)，此时补偿电流屯=，c。对于自动调谐消弧线圈，利用图解法求电流时，消弧线圈的容量必 须较大，分接头的组合数也应较多，得出的结果方能较为准确。l1§Sl过补偿， C补1 尝J，、鬟r、15南2025 30 ldA)b)谐振点9DL，T 3082012c)估算。

27、在实测数据绘制的曲线的上升部分(欠补偿)或下降部分(过补偿)如图8 a)所示，取出连续两点，得到相应的1、丘l，U02、也后，可按式(10)求出被测网络的电容电流比：L：生二坠!坠兰生!(t0)。l一。，式中：屯1、也分别为消弧线圈分头1、2的补偿电流，A： U0l与屯l对应的中性点位移电压，V； U02与屯2对应的中性点位移电压，V。436相角法4361适用范围 相角法适用于网络中有调匝式消弧线圈的系统。改变消弧线圈的分接头，测量中性点位移电压与相电压之间的相角，从不同分头位置补偿电流与所测相角之间的关系来获取电网电容电流。此方法也常用 于具有自动跟踪补偿功能的调匝式消弧线圈的测量系统。43

28、62试验接线 相角法测量原理如图9所示。A B CzT_接地变压器；工消弧线圈；TVl、Tv2一电压互感器：卜相位表；PVI、Pv2一电压表：PA一电流表：s低压开关；CA、cB、cc一分别为三相对地电容：cg一外接导向电容：TA一外接电流互感器 图9相角法测量原理相角法是在消弧线圈的调谐试验过程中，在不同分头位置测量中性点位移电压与相电压之间的相 角，从不同分头位置补偿电流与所测相角之间的关系来获取电网电容电流坛，即L=土L=卫，(11)。1+dtan兜1+”式中： L，消弧线圈X分头在额定相电压下的电流，A。 d阻尼率。电网的固有阻尼率约为35，消弧线圈有功损耗约为其额定容量的15，故d值

29、一般取5。疵消弧线圈运行在x分头时，中性点位移电压对电网一相电压之间的相角，(。)。lODL，T 3082012 u脱谐度(”=dtan)。，4363测量步骤 测量步骤如下： a)将测量位移电压的电压互感器信号引接到相位表的电压超前端子，将自母线上电压互感器引出的相电压信号接到相位表的滞后端子，将相位表量程范围置于低挡(如1V30V，依所用表 而定)。b)消弧线圈的调谐可从欠补偿调到过补偿，也可以从过补偿调到欠补偿。当从欠补偿开始时，随 着分头的分步下调，脱谐度逐步减小，补偿电流、位移电压、破将逐步增大，直至以逼近90。 时，达到共振点，这时毛=。，位移电压最高。如继续将消弧线圈分头往下调，破

30、则越过90。向180。逼近，这时补偿电流、脱谐度均逐步增大，而位移电压逐步降低。读取这一过程的以值，取对应的分头的补偿电流，按式(10)即能求出电网电容电流值。如能将消弧线圈挡位调节， 使识在80。100。，将这时的破值和挡位电流代入式(11)，则所得结果会更为准确。c)消弧线圈的分头调节，可用手动方式，也可用自动方式，可视实际情况而定。d)求取电容电流值。5消弧线圈容量校核及电容电流等参数限值51消弧线圈容量校核 可根据系统510年发展规划按式(12)校核：W=1351cU,以(12)式中：矿消弧线圈容量：，单相接地电容电流； 砜系统额定相电压。 注：式(12)引用自DIEr 620-

31、9;-1997中的316 c)。52电容电流等参数的限值要求 电容电流等参数应满足如下限值要求。 a)系统单相接地电容电流昆超过下列限值时，中性点应加装消弧线圈补偿。1)3kv10kV钢筋混凝土或金属杆塔架空线路构成的系统和所有35kV、66kV系统：10A。2)3kv10kV电缆线路构成的系统：30A。 b)经消弧线圈接地系统，单相故障接地残余电流应满足<10A。 c)经消弧线圈接地系统，正常运行情况下中性点位移电压应小于15标称相电压巩。 d)一般情况下，消弧线圈脱谐度”应不小于87。注：上述电容电流限值引用自DLT 62卜1997。6注意事项61试验装备须充分完备，并且有正确的试验

32、方案、完备的安全组织措施和技术措施，以及遇系统故 障时的应急预案措施。62试验过程中应严格遵守电力安全工作规程的规定，安全措施齐全到位。63试验应选在无雷击、天气晴好、系统线路状况良好、系统无重大操作的稳定条件下进行。64试验过程若出现异常现象，应暂停试验，经认真查找分析，找出原因，在采取有效措施后，方可 继续试验。如遇系统故障，应及时断开相关的断路器、隔离开关，退出试验接线和设备，恢复系统 运行状态。DL，T 3082012附录A (资料性附录) 异频法电容电流间接测量异频电源信号注入法是将异频电源信号从变电站母线电压互感器的开口三角绕组注入电网来测量 电网的电容值及相应的电容电流值，其测量

33、接线如图A1所示。可用一异频幅值电流相角法，也可用两 异频等幅电流相角法、三异频等幅电流阻抗法、一异频幅值电流“电压一电容”法来获取电网的电容值 及相应的电容电流值。 一cl= =c2= =C3：A B C。A BC1 l附丁1 m二1一工频滤波器；2一异频电源发生器：3一开关 图A1异频信号注入法测量接线A1一异频幅值电流相角法 (Cl+C2+c3)2硒丽IfFx3x丽106(A1)(A2)L；mE(Cl+c2+c3职。硒丽Iflo面Vex面3xl雨06丽式(A1)、式(A2)中：Cl、c2、c3分别为电网三相对地电容； 耳被测电网的电容电流； 矾开1：3三角测得的异频电压，v： 矗注入的异