从T二次侧测量配网电容电流的新方法

从PT二次侧测量配网电容电流的新方法摘要：本文介绍绍一种从PT二次侧测量量配网电容电电流的新方法法。从PT开口三角端端分别注入不不同频率的恒恒定电流，并并测量开口三三角的电压的的变化，经公公式可计算出出配电网的电电容电流值。运运用该测量原原理研制出电电容电流测试试仪已经在全全国推广使用用，该测试仪仪可以大大提提高电容电流流测量的效率率和安全性。关键词：配网网；电容电流流；PT二次侧前言电力线路与大地地之间总是存存在电容。对对于配电系统统来说，由于于电源中性点点一般不直接接接地，当输输电线单相接接地时，流过过故障点的电电流不是短路路电流，而是是线路对地电电容产生的电电容电流。据据统计，配电电网的故障很很大程度是由由于线路单相相接地时电容容电流过大而而无法自行息息弧引起的。因因此，《电力力设备过电压压保护设计技技术规程》规规定：当10kV和35kV系统电容电电流分别大于于30A和10A时，应安装装消弧线圈补补偿电容电流流。随着配网网的不断扩大大，人们越来来越认识到对对扩大后的配配网进行补偿偿的重要性，这这就使配网电电容电流测量量成为必不可可少的一项基基础工作。2、

问题的提出出传统电容电电流的测量方方法有很多种种，如单相金金属接地法、中中性点外加电电容法、中性性点外加电压压法等直接法法，人工中性性点法等间解解方法。这些些方法虽然能能测量出电容容电流，但由由于在测量过过程中要与一一次侧打交道道，人员与设设备的安全得得不到保障，操操作起来极其其烦琐，效率率极低。所以以，人们期望望能从PT二次侧测量量电容电流，使使测量电容电电流的工作安安全、简便、有有效。3、

测量原理图1是配电网电电容电流测量量原理图，其其中:LA

、L

B

、LC分别为电压压互感器(PT)三相的高压压绕组，二次次绕组La

、L

b

、Lc组成开口三三角形；CA、CB、CC为导线三相相对地电容。若若在PT开口三角端端注入一个恒恒定电流i0，则在PT的一次绕组A、B、C三相分别流流出电流i1、i2、i3

。设高、低低压绕组的匝匝数分别为n1和n2，三相PT的励磁电流流分别为ia、ib、ic

。则有如下下关系:在如图2所示的的PT等值电路中中，励磁阻抗抗Zm（大约几兆兆欧）比绕组组电阻R和漏抗XL(大约为几千千欧)大很多，而而线路单相对对地电容一般般在0.1－30微法之间，对对应的阻抗为为几百欧至几几十千欧，因因此，在式(1)中PT的励磁电流ia、ib、ic几乎为零，可可以忽略不计计。这样PT高压侧三相相流出的电流流是相等的，即i1＝i2＝i3。它的大小由注入的电流i0确定。由于i1、i2、i3是零序电流，它们不能在电源和负载之间流通，只能通过线路对地电容形成回路。这就为从PT二次侧测量电容电流创造必要的条件。当一个恒定电流流i0从PT的开口三角角侧注入，就就会有三个大大小相等、相相位相同的电电流i1、i2、i3从PT的高压侧流流出，这三个个电流将分别别在PT三相的绕组组电阻R、漏抗XL和导线对地地电容中产生生压降。一般般地，三相PT的参数(绕组电阻R和漏抗XL)是对称的，而而且三相导线线对地电容Ca、Cb、Cc也是基本相相等的，因此此三相电流i1、i2、i3分别在三相PT与导线对地地电容中产生生的压降Ui（i=A，B，C）是基本相相同的，这时时在PT开口三角端端就可以测到到一个零序电电压U0，它的数值值将等于3倍的n2•Ui/n11

。从上述的的分析中可以以得出从PT开口三角端端注入的电流流i0与电压U0的关系式:式中，C为单相相线路对地电电容。有了这这个关系式就就可以通过测测量PT开口三角端端的电流与电电压来计算线线路对地电容容值，从而计计算出配网的的电容电流值值。在式(2)中有三个未未知数，即R、XL、C，要想求出出线路对地电电容C，必须有三三个方程，为为此我们在PT开口三角端端注入三个不不同频率但幅幅值相同的恒恒定电流，将将得到三个方方程，求解方方程组即可求求出电容值C，也就可以以计算出电容容电流值。当当在PT开口三角侧侧分别注入三三个不同频率率fi（i=1,22,3）的恒定电电流时，将在在开口三角端端测得三个零零序电压值u0i（i=1,22,3）。由式(2)的关系可以以得到下列方方程组:求解方程组(33)可以得出线线路对地电容容值:

从式（4）可知知，只要在PT的开口三角角侧注入三个个不同频率的的恒定电流，并并测量PT开口三角侧侧的电压，就就可以求出不不同频率的阻阻抗值Zi（i＝1，2，3），代入上上式就可以计计算出线路对对地电容值。4、

功能的实现现根据上述原原理已开发出出HD-688A配网电容电电流测试仪，该该测试仪的硬硬件设计分为为：电源部分分，恒流源部部分，滤波器器，采样，控控制芯片，显显示等几个部部分。为了简简化硬件设计计及提高测试试仪的可靠性性，很多的工工作均由软件件来实现。软软件设计中包包括：快速傅傅立叶数字滤滤波、输入信信号的测量和和比较、输出出信号的控制制、通道开关关量的控制、计计算测量结果果、显示测量量结果等。程程序设计中运运用快速傅立立叶数字滤波波技术，在硬硬件滤波的基基础上进一步步进行数字滤滤波，使干扰扰的信号尽可可能地滤掉，因因此，测量结结果重复性很很好，测量结结果很稳定、准准确。经过大大量的实验室室模拟实验和和现场对比试试验，

验证了此方方法的准确性性和可行性。此此仪器已经在在全国各地的的电力部门推推广使用，成成为测试配网网电容电流的的主要手段。5、

现场测量结结果使用HD-688A配网电容电电流测试仪对对广西南宁、防防城港、桂林林等几个供电电局10kV系统和广西西拉浪电厂35kV系统的配电电网电容电流流进行测量。在在测量中，同同时使用间接接测量法和HD-688A型配网电容容电流测试仪仪进行对比测测量。表1中给出各个个供电局被测测变电站10kV系统的电容容电流测量对对比结果。表表中的电容量量为三相的值值。表1

变电站10kV系统的电容容电流测量结结果对比被测测的变电站10kV系统

PPT开口电压（V）

间接法测量量值(μF)

补偿装置测测量值(μF)

HD-668A测量值(μF)

测量差别（％％）南宁城东东变Ⅰ段

00.21

63..66

-

61.88

--2.9南宁城东变变Ⅰ段（外加3.54μF）

55.61

67..2

-

65.1

-33.1防城港防城城变

00.57

1.883

-

1.75

-44.4防城港防城城变（外加0.4μF）

118.6

2.223

-

2.12

-44.9桂林东江变变Ⅰ段

00.7

7.377

--

115.11

-00.4桂林东江变变Ⅱ段

00.6

7.800

--

桂林三里店店Ⅰ、Ⅱ段

00.2

－

--

663.11

-桂林三里店店变Ⅱ段

00.2

－

333.8

35..23

4.2桂林尧山变变Ⅰ、Ⅱ段

00.5

－

--

224.26

-桂林雉山变变Ⅰ段

00.5

33

35..5

34.7

-22.3桂林雉山变变Ⅱ段

00.5

－

226.4

26..95

2.1桂林瓦窑变变Ⅰ段

00.3

35.995

337.4

3.99从上面表1给出的10kV系统电容电电流测量结果果来看，几个个供电局各个个变电站的测测量结果或补补偿装置测量量结果均与HD-688A型配网电容容电流测试仪仪测量结果一一致，其中，配配电系统的电电容量从最小小的防城港供供电局的防城城变1.83μF到最大的南南宁供电局的的城东变67.2μF（对应的电电容电流从3.32A到121.88A），测量相相差均小于5％。对于桂桂林供电局的的各个变电站站，上述测量量结果均与估估算值相符。实实测结果说明明：HD-688A型配网电容容电流测试仪仪满足电容电电流的测量准准确度要求。对35kV系统进行了大量的测量工作，测量结果是令人满意的。例如，广西拉浪电厂35kV系统的配电网电容电流进行测量，测量使用的间接法是变压器中性点外接电容法，这种方法测量的准确度较高。间接法测量结果为1.061μF，而HD-68A型配网电容电流测试仪的测量结果为1.03μF，测量误差为－2.9％。测量广西忻城变电站的35kV系统，变压器中性点外接电容法的间接法测量结果是3.23μF，HD-68A型配网电容电流测试仪的测量结果为3.29μF，测量误差为1.8％。6、

结论1）

测量电容电流是保证配电网安全运行的一项重要的工作。