配電網(wǎng)電容電流測試儀說明書

1、武漢市華天電力自動化有限責(zé)任公司配電網(wǎng)電容電流測試儀說明書目 錄一、用途及特點2二、技術(shù)指標(biāo)3三、面板介紹3四、測量原理4五、配電網(wǎng)中PT接線方式及變比51) 3PT接線方式52) 4PT接線方式8六、使用方法11七、儀器檢驗14八、測量實例14一、用途及特點本儀器適用配網(wǎng)電壓等級：6kV、10kV和35kV中壓配電網(wǎng)中性點不接地系統(tǒng)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3

2、0A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(jìn)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。本測試儀直接從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

3、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(hù)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(jìn)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：電容電流1500A 0250F2. 測量誤差：讀數(shù)5%3. 注入信號頻率

4、：10Hz100Hz4. 工作溫度：-1050,濕度：080%5. 工作電源：AC 220V±10% 50Hz±1Hz6. 外行尺寸：350mm×200mm×150mm7. 儀器重量：5kg三、儀器面板1 電壓輸出端子: 輸出測量信號，接到PT開口三角端2 電壓輸出開關(guān)：接通或者斷開測量電壓輸出3 頻率選擇開關(guān)：選擇二個不同頻率F1、F2的測量電壓輸出4 電壓調(diào)節(jié)旋鈕：調(diào)節(jié)測量電壓輸出值的大小5. 打印機：打印測量數(shù)據(jù)和波形8. 按鍵功能區(qū)。 【】 和 【】 鍵可用于平移光標(biāo), 還可用于改變數(shù)值大小。 【】 和 【】 鍵可用于改變光標(biāo)的上下位置, 有時可

5、用于增減數(shù)字。【退出】 表示否定光標(biāo)提示, 【打印】按此鍵后，可將屏幕所顯示的測量數(shù)據(jù)打印出來?！敬_認(rèn)】 表示肯定光標(biāo)提示?！緩?fù)位】按此鍵后，再按【確認(rèn)】跳回主菜單。四、測量原理圖1 測量原理圖圖1圖2 簡化物理模型本型號配網(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1所示。在圖1中，從PT開口三角注入一個異頻的電流（非50Hz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1又可簡化為圖2。根據(jù)圖2的物理

6、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=3COU（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3和圖4所示。對于這兩種方式，均從

7、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可能是100/3（V）、100（V）或者是100/3 （V ）繞組，這樣，測量時PT的變比分別為：、（其中為的配電網(wǎng)系統(tǒng)的線電壓，如6kV、10kV或35kV）。圖3 N接地方式圖4 B相接地方式圖四、圖五所示的系統(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，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)中還接有消弧線圈、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，為了使用測試儀進(jìn)行容性電流的測量，必須將運行方式轉(zhuǎn)換為圖3或圖4所示的運行方式。常見的采用3PT接線方式的配網(wǎng)其運行

8、方式如圖5所示:圖5 常見的采用3PT接線方式的配網(wǎng)運行方式這時，使用“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(jìn)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)的其他PT的情況。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(jìn)行測量，這樣可以省去短接消諧器的工作。2 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

9、。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。3 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。4 如果PT二次側(cè)并列運行（很少見），則將其改為單獨運行。確保將“電容電流測試儀”的電流輸出端正確接到圖四的開口三角N - L上。一般在二次的端子編號為N60

10、0和L630。為了確保連接正確，可以按下列方法進(jìn)行檢查：（1） 用萬用表分別測量PT二次側(cè)三相電壓和開口三角電壓；（2） 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。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）。5 選擇正確的PT變比，也就是選擇正確的PT接線方式。配網(wǎng)電容電流測試儀是通

11、過選擇PT接線方式和系統(tǒng)電壓來達(dá)到選擇PT變比的作用，這樣對于試驗人員會更方便、快捷。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，就可以運用配網(wǎng)電容電流測試儀進(jìn)行準(zhǔn)確測量電容電流了。2) 4PT接線方式： 圖6 4PT接線方式一大部分變電站中的4PT的接線方式有兩種接法，分別如圖七和圖八所示。對于圖6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

12、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7中的接線和圖6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6和圖7中,測量信號都是從N-L端注入。 在圖6中，零序PT（即第4個PT）的二次零序繞組是ox-oa繞組，其電壓通常為 則測量時PT變比為 在圖7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 （V），副繞組oxo-oao的電壓為100/3V，則測量時PT變比為 圖7 4PT接線方式二其中，為的配電網(wǎng)系統(tǒng)的

13、線電壓，如6kV、10kV或35kV。第三種4PT接線方式如圖8所示。這種接線方式比較少見，但在系統(tǒng)中還是存在。在圖8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的兩個二次繞組，它們與開口三角L601-L602組成一個大的開口三角N600-L601。相電壓也是從a、b、c與N6000中測量。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8 4PT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

14、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(jìn)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8中所示的PT4的高壓繞組短接，將儀器的電流輸出端接到圖8中所示的開口三角L601-L602，就可以開始測量了。其接線圖如圖9所示。圖9 4PT接線方式轉(zhuǎn)變

15、為3PT接線方式測量示意圖六、儀器使用方法在測量中，如系統(tǒng)有3PT的接線PT，盡量從3PT中測量，盡量避免采用4PT接線方式。對于4PT接線方式的系統(tǒng)，則將儀器的電流輸出端與圖3或圖4中所示的N-L端相連即可。也可將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(jìn)行測量。將測試儀的電壓輸出端與PT開口三角端正確連接，1. 首先將儀器可靠接地。將儀器電壓調(diào)節(jié)旋鈕置于零位，電壓輸出開關(guān)放在斷開位置，頻率選擇放在F1處， 2. 接通電源，開機后儀器在液晶屏上顯示第1屏開機主菜單， 3進(jìn)入設(shè)置菜單（第2屏），測量電容電流時，一定要選擇串聯(lián)模式，在電壓等級下，有10KV/、380

16、V/、6。6KV/、35KV/和10KV、380V、6。6KV、35KV八個數(shù)字可供選擇。在PT變比下，按實際高低壓值輸入（參考以下內(nèi)容），然后按確認(rèn)鍵，進(jìn)入第3屏 存入設(shè)置值3PT接線方式一，組成開口三角的繞組電壓為100/3（V），PT變比為； 3PT接線方式二，組成開口三角的繞組電壓為100（V），PT變比為； 3PT接線方式三，組成開口三角的繞組電壓為（V），PT變比為；4PT接線方式一，第四個PT的變比為；4PT接線方式二，第四個PT變比為。5 按確認(rèn)鍵，進(jìn)入測量過程；將儀器電壓輸出開關(guān)放在接通位置，緩慢調(diào)節(jié)電壓輸出調(diào)節(jié)旋鈕，一般該電壓在2V以下，這時候，屏幕進(jìn)入第4屏，待測量數(shù)據(jù)穩(wěn)

17、定后，按確認(rèn)鍵選出第一頻率下的數(shù)據(jù)；6 然后，將頻率選擇放在F2處，保持剛才的電壓輸出，待測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，再按確認(rèn)鍵，這時候，屏幕進(jìn)入第5屏，儀器顯示所測系統(tǒng)的電容電流和系統(tǒng)對地電容值等相關(guān)參數(shù)。7 如果需要打印測量結(jié)果，按確認(rèn)鍵即可；8 如果需要將測量結(jié)果保存，按退出鍵可以進(jìn)入第6屏 存入菜單1，第7屏 存入菜單29如果需要查詢測量結(jié)果，在開機主菜單中，將光標(biāo)放在查詢處，按確認(rèn)鍵可以進(jìn)入第8屏 查詢菜單10第9屏 校驗菜單需要密碼才能進(jìn)入，用戶無需進(jìn)行該工作。七、儀器檢驗和日常校準(zhǔn)為了確認(rèn)配網(wǎng)電容電流測試儀是否正常，可以在PT不帶電的情況下對測試儀進(jìn)行檢驗和校準(zhǔn)。檢驗方法如下：取一個10kV

18、（其他電壓等級亦可）的PT，在高壓端接入一個已知電容量的電容（耐壓大于100V即可），將二次側(cè)主繞組a-x端（電壓為）與測試儀的電流輸出端連接，即從a-x端進(jìn)行測量。選擇測試儀的系統(tǒng)線電壓為“10kV”（如果PT是其他電壓等級的，則選擇相應(yīng)的系統(tǒng)線電壓）、方式為“4PT”，長按“方式/測量”鍵進(jìn)行測量，如果測量結(jié)果和已知電容的電容量一致，說明該測試儀是正常的，測量是準(zhǔn)確的，可以用于現(xiàn)場測量。八、測量實例1PT高壓側(cè)中性點安裝有高阻消諧器。2002年8月，在廣西欽州供電局的劉屋變10kV系統(tǒng)電容電流測量。現(xiàn)象 用測試儀測量時，發(fā)現(xiàn)測量計數(shù)直到顯示18才得到測量結(jié)果，顯示結(jié)果為0.76微法，這個結(jié)

19、果顯然不對。用傳統(tǒng)的外接電容間接測量方法得到電容電流為48.6A，兩者測量結(jié)果相差很遠(yuǎn)。原來也懷疑是測試儀的問題，后來對測試儀進(jìn)行校驗證明測試儀是好的。為了調(diào)查此次測量不準(zhǔn)確的原因，再到變電站測量現(xiàn)場，結(jié)果發(fā)現(xiàn)PT的高壓側(cè)中性點不是直接接地，而是連接了一個高阻的消諧器后再接地。為了驗證測試儀的是否能準(zhǔn)確測量，將該高阻消諧器短接后再用測試儀測量，測量結(jié)果為47.8A，與傳統(tǒng)方法測量結(jié)果吻合。欽州供電局的牛頭灣變也有類似的情況。處理措施將高阻消諧器短接后測量正常。一般高阻消諧器上的電壓為幾百伏左右，而且PT的阻抗很大，可以在不停電情況下直接將其短接，但要注意和高壓側(cè)保持距離。2消弧線圈沒有退出或系統(tǒng)的中性點有接地現(xiàn)象。2002年11月，在廣西桂林供電局的東江變35kV系統(tǒng)電容電流測量。現(xiàn)象在東江變測量時，顯示結(jié)果為999.9微法，這個結(jié)果說明系統(tǒng)的電容電流無窮大。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，在其他變電站運行的消弧線圈沒有退出運行（因為該35kV系統(tǒng)的環(huán)網(wǎng)運行的），退出消弧線圈后再測量，測量結(jié)果正常。處理措施退出消弧線圈后再測量。2004年1月，在廣西河池供電局的城西變10kV系統(tǒng)電容電流測量?，F(xiàn)象在城西變測量時，顯示結(jié)果為999.9微法，試驗人員懷疑沒有退出消弧線圈，但該變電站沒有安裝消弧線圈。為了證實測試儀沒有問