论配电网电容电流测试的重要性

范学军

（赤峰电业局，内蒙古 赤峰 024000）

论配电网电容电流测试的重要性

范学军

（赤峰电业局，内蒙古 赤峰 024000）

配电网的故障很大程度是由于线路单相接地时电容电流过大而无法自行息弧引起的.准确地测量配电网对地的电容值，对配电网的对地电容和电压互感器的参数配合是否会产生谐振，什么性质的谐振以及确定安装消弧线圈补偿电容电流值有着非常重要的意义.

配电网；电容电流；测量方法

1 前言

电力线路与大地之间总是存在电容，当配电线路单相接地时，流过故障点的电流不是短路电流，而是线路对地的电容电流.

目前我国10kV配电网大多采用中性点不接地方式.实践证明，在电网规模及单相接地电容电流均较小的情况下，这种不接地方式的优点是明显的.当发生单相接地故障后，允许继续运行2h，不致于引起用户断电，提高了供电可靠性.但是随着配电网的扩大，电缆和架空线路的增多，这种方式也显示出弊端.

（1）当配电网发生单相接地故障后，接地电弧不能自行熄灭，将会发展成相间短路，造成用户停电和设备损坏事故.

（2）当发生断续性弧光接地时，会引起较高的弧光过电压，一般为3.5倍相电压甚至更高，这么高的电压势必会导致电网绝缘薄弱点绝缘击穿，造成停电事故或设备损坏事故.

（3）当有人误触带电部分时，由于受到大电流的灼伤，加重了触电人员的伤害程度，甚至死亡.

（4）配电网长时间的谐振过电压现象比较普遍，这种铁磁谐振过电压幅值并不高，但持续时间长，以低频摆动引起绝缘闪络或避雷器爆炸，或在互感器中出现过电流为常见.轻者熔断电压互感器保险，造成保护、计量等装置施压.重者将直接烧毁电压互感器.当发生不稳定的间歇性电弧，多次熄灭和重燃产生的过电压与铁磁谐振过电压同时存在时，将会导致电压互感器烧毁，甚至全部配电设备烧毁.

（5）在配网架空线与其附近树的距离不够时，刮风、下雨常会导致接地故障引起相间短路跳闸事故.

根据资料统计，配电网的故障很大程度是由于线路单相接地故障电容电流过大，无法自行熄灭电弧引起的.因此，《电力设备过电压保护设计技术规程》规定：当10kV和35kV系统电容电流分别大于30A和10A时，应安装消弧线圈，已补偿电容电流.这就要求配电网电容电流必须进行准确测量.此外，为了防止发生配电网的对地电容和电压互感器参数配合产生谐振的可能，也必须准确测量配电网对地的电容值.随着配网的不断扩大，人们越来越认识到对扩大后的配网进行补偿的重要性，所以测量配网电容电流已经成为必不可少的一项基础工作.

2 测量原理

图1 配电网电容电流测量原理图

图1是配电网电容电流测量原理图，其中LA、LB、LC分别为电压互感器(P T)三相的高压绕组，二次绕组l a、l b、l c组成开口三角形；Ca、Cb、Cc为导线三相对地电容.若在PT开口三角端注入一个恒定电流i0，则在PT的一次绕组a、b、c三相分别流出电流i1、i2、i3.设高、低压绕组的匝数分别为n1和n2，三相P T的励磁电流分别为ia、ib、ic.则有如下关系:

图2所示的P T等值电路中，励磁阻抗z m（大约几兆欧）比绕组电阻r和漏抗x l(大约为几千欧)大很多，而线路单相对地电容一般在0.1－30微法之间，对应的阻抗为几百欧至几十千欧，因此在上式中P T的励磁电流i a、i b、i c几乎为零，可以忽略不计.这样P T高压侧三相流出的电流是相等的，即i1＝i2＝i3.它的大小由注入的电流i0确定.

图2 PT等值电路

当一个恒定电流i 0从PT的开口三角侧注入，就会有三个大小相等、相位相同的电流i1、i2、i3从P T的高压侧流出，这三个电流将分别在PT三相的绕组电阻r、漏抗x l和导线对地电容中产生压降.一般地，三相PT的参数(绕组电阻r和漏抗xl)是对称的，而且三相导线对地电容Ca、Cb、Cc也是基本相等的，因此三相电流i1、i2、i3分别在三相PT与导线对地电容中产生的压降ui（i=a，b，c）是基本相同的，这时在PT开口三角端就可以测到一个零序电压u0，它的数值将等于3倍的（n2﹡/n1）2﹡ui.从上述的分析中可以得出从PT开口三角端注入的电流i0与电压u0的关系式:

式中C为单相线路对地电容.

有了这个关系式就可以通过测量PT开口三角端的电流与电压来计算线路对地电容值，从而计算出配网的电容电流值.

3 测量方法

传统电容电流的测量方法有很多种，如单相金属接地法、中性点外加电容法、中性点外加电压法等直接法，人工中性点法等间解方法.虽然这些方法能测量出电容电流，但其都要接触到一次设备，使人员与设备的安全得不到保障，且操作起来极其烦琐，工作效率极低.所以，能从PT二次侧测量电容电流成为试验员工关注的问题之一，其优点不言而喻.

直接从PT的二次侧测量配电网的电容电流，是将测量线接于PT的开口三角端就可以测量出电容电流的数据.即从PT开口三角处注入的是微弱的异频测试信号，这样不会对继电保护和PT本身产生任何影响，有避开了50HZ的工频干扰信号.

采用HD-68A型配网电容电流测试仪，首先将测试仪可靠接地，将测试仪的电流输出端与PT开口三角端连接，然后按照仪器证操作程序进行测量，方法如图3.

方法如图：

图3 常见的采用3P T接线方式的配网运行方式

4 测试结果

2007年，曾对赤峰电业局所属5个变电所（锡伯河变电所、红星变、英金河变电所、东变电所、西郊变电所）进行了数据测量（具体数据如下表）.从数据中可以看出，有些变电所的电容电流已经超过规程规定的范围，应当尽快采取措施，保证电网安全可靠的运行.

测试仪器 变电所 试验日期 电容值（uF）电容电流（A）HD-68A型配网电容电流测试仪锡伯河变 2007.06.2936.0665.40红星变 2007.08.0116.8530.57英金河变 2007.08.0913.8825.17东郊变 2007.08.0928.1050.96西郊变 2007.01.3026.3947.87

2008年赤峰电业局结合成网改造，对不合格变电所线路进行了改造，完善了电网结构，确保了电网安全稳定运行.

5 结论

这样看来，电容电流的大小直接影响着电网的安全稳定运行.测量电容电流是保证配电网安全稳定运行的一项重要工作.同时，采用新的试验方法，直接从电压互感器二次侧测量配电网电容电流，使这项工作变的安全、简单、快捷，保证测试结果准确、可靠.使我们能够及时准确地了解电网运行状况，对保证配电网安全运行也起着重要的作用.

TM727

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1673-260X（2010）08-0148-02