基于PT二次侧测量配网电容电流现场试验方法的探讨

吴远松

摘 要：比较和分析利用PT二次注入信号法与一次中性点电容测试法的现场实测结果，经分析得出中性点电容法无法测量不含接地变的配网电容电流，而PT二次信号注入法与现场调谐法测量进行比较，发现该方法误差很小，测试安全、高效，证明该方法具有工程实用性和有效性。

关键词：电容电流 PT 开口三角测量信号注入

中图分类号：TM727 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（a）-0080-01

1 前言

随着城市规模不断扩大，其电力负荷相应提高，配电网馈线也在逐渐增多，目前我国配网（6～10 kV）中多采用小电流接地系统，即中性点非直接接地。而10 kV配网馈线采用的是地下电缆，其电容电流越来越大，若发生单相接地故障会造成电弧无法熄灭，长时间运行容易使故障扩大为两点或多点故障，容易诱发弧光接地过电压，其过电压的幅值为3.5倍的相电压，威胁整个系统的绝缘，破坏电网安全运行。[1]用简单的描述就是配电网发生故障时很大原因是由于出线尤其是电缆单相出线发生接地故障时电容电流大产生电弧，该电弧无法正常熄灭造成的。因此我国电力部门针对此现象制定一系列措施，其中针对10 kV配电网要求其电容电流小于30 A，如果大于规定值就要加装消弧线圈，减小电容电流。而35 kV电网要求该电容电流值小于10 A。另外，电压互感器含有铁芯，因为其铁芯呈现非线性，当系统发生故障或者大的扰动和操作时，铁芯的非线性电感会由于其电流的迅速升高而慢慢饱和，当电压互感器中的非线性电感正好与线路对地电容相匹配时，就会在电压互感器中的电感和线路对地电容的两端激发起很高的电压，即铁磁谐振，配电网的对地电容值的大小与系统能否发生铁磁谐振过电压有内在联系，所以测量对地电容值对电网安全性非常重要，必须要准确测量。

检测电网系统的电容电流电流主要有直接法和间接法。前些年采用直接法测量电容电流时试验人员利用的是比较传统的办法—单相金属接地法，通过将配网馈线使其单相发生接地从而进行试验，流入大地的容性电流利用电流互感器来直接测量，这种方法操作过程复杂、安全风险较大，目前已很少采用[2]。

2 中性点电容法

很多单位的电气试验班组检测电容电流的主要手段是在接地变的中性点外加电容来检测，该方法条件是在电网无补偿的条件下进行的。测试前，运维人员要拉开接地变压器的中性点接地刀闸，使消弧线圈退出运行。

（1） 注意如果中性点电压大于300 V，不能开展试验，因为此时电压三相严重不对称。如果三相电压对称，常常会遇到中性点不对称电压很低，测试精度会受到影响，无法得到实测值，现场检测时有时常遇到如下情况，比如外加电容值选择不当导致中性点电压浮动很小，遇到此情况常采用将变压器的中性点直接进行短接来测量电容电流值。

（2）在检测电容电流时，就算变压器中性点的电压值为零也视为高压危险带电体，变压器中性点断开时如果检测时恰好某条线路单相发生接地故障，中性点电压此时会抬高至相电压，会危及到电气试验人员的人身安全。测量时操作绝缘棒人员应带绝缘手套、穿绝缘靴绝缘棒碰触变压器中性点时间应尽可能短，在读数完毕后立即断开，读表人员宜站在绝缘垫上。

3 二次侧信号注入法

该方法绝大多数是在变电站母线电压互感器的开口三角处接配网电容电流测试仪器进行测量的

在测量时一些工频干扰源的影响很大，为了减弱带来的干扰，将非工频的电流即频率不等于50 Hz的电流注入到电压互感器的开口三角处，此时电压互感器的一次侧会感生出零序电流，根据零序电流的性质：其一，三相电流的大小和相位一致；其二，电源和负荷侧没有零序通道，形成不了回路。零序电流只能在电压互感器和出线对地电容形成通路。通过所检测的非工频信号的大小，就可以得到对地电容值，进一步根据公式可以得到电容电流值[3]。

二次侧信号注入法的现场使用以下几个方面必须要考虑给予重视：

（1）查看用以检测的母线电压互感器一次侧是否接有高电阻的消谐器，如果检查发现安装了高阻消谐器就要立即将其短接脱离系统。但没有必要全部短接，现场有些电压互感器没有接高阻消谐器，可以在此电压互感器开口三角处注入检测信号进行检测，减少工作量。

（2）对于接地变来讲要求接入的消弧线圈必须全部断开脱离系统，有些出线接到其它变电站也要将其变电站的消弧线圈退出运行，只退出本站消弧线圈是无法测量的。

（3）针对母线电压互感器的二次侧接有消谐装置是否要退出运行，要视具体情况而定。有些开口三角处所接的消谐装置对检测没有影响，可以不用退出运行。因为有些装置是由微机控制的，当谐振发生时装置才启动，这一类消谐装置对检测电容电流没有影响。

（4）使用检测仪器时要选择电压互感器开口三角的接线方式和变比，检测时上述因素会直接影响测量值，原因是测量值不是电网的电容电流值，而是两个变比的比值的平方与真实电容电流值的乘积。为了得到准确的电容电流数值，要明确设备的具体情况，选择正确的开口三角接线方式和电压互感器的变比。

4 现场实例分析

我单位检修分公司电气试验班对110 kV西城变电站和110 kV双楼门变电站进行了配网电容电流测试現场比对上述两种测试方法。其测试结果如下表：

本次测试用的2台各自不同方法的测量仪测量配网电容电流，与各站消弧线圈控制器测量值测量结果相比，二次侧信号注入法误差由于从二次加压注入信号传递到一次侧时会带来一些励磁损耗，给测量带来误差。但该方法大大减小了测试过程中的危险性，总体误差在5%以内测试结果是可以接受的。

5 结语

综上所述，中性点电容测试方法具有一定危险性，需要将测试设备与一次带电部分相接触，仍存在一定安全风险或影响供电可靠性，二次信号注入法其测原理是从母线电压互感器二次开口三角形注入信号源，向配网发出特定频率的信号，同时分析反馈信号，并计算出配网对地电容以及电容电流值。相比上述从一次侧测量，该方法优点在于整个测量过程中脱离了具有高压危险的一次侧，试验人员的安全保障大大的提高，且测量不影响电网的正常运行。运维人员无需再做一些繁琐的安全措施，电容电流值可以在母线电压互感器的开口三角处得到，意味着所用的仪器只接于二次侧低电压，避免了一次侧高电压危及试验人员。

参考文献

[1] 韩涛.一种现场测量系统电容电流的方法[J].河北电力技术，2007（1）：5—7.