常用系统电容电流现场测试方法浅析

常用系统电容电流现场测试方法浅析

魏存金1吴晓晴1翟莉1冯梦娉1李玫瑾2

（1国网阜阳供电公司安徽省阜阳市236000；

2国网安徽省电力公司阜阳市城郊供电公司安徽省阜阳市236000）

摘要：电容电流测量的方法有很多种，本文将结合现场实际测试，对比分析二次信号注入法（异频法）和中性点异频信号注入法这两种测试方法使用时的优缺点。

关键词：系统电容电流；现场测试；二次信号注入法；中性点异频信号注入法

【1】目前，我国配电系统的电源中性点一般是不直接接地的，所以当线路单相接地时流过故障点的电流实际是线路对地电容产生的电容电流。据统计，配电网的故障很大程度是由于线路单相接地时电容过大而无法自行熄弧引起的。因此，我国的电力规程规定当10kV和35kV系统电容电流较大时，装设消弧线圈，以补偿电容电流。这就要求对配网的电容电流进行测量后做决定。传统的测量配网电容电流的方法有外加电容间接测量法、单相金属接地的直接法等，这些方法都要接触到一次设备，因而存在试验危险、操作繁杂，工作效率低等缺点。现在系统中常用的二次信号注入法（异频法）和中性点异频信号注入法进行系统电容电流现场测试情。

【2】测试方法简介

1.二次信号注入法（异频法）

当PT开口三角形侧注入不同频率f1、f2的电流，即可通过测量计算得到整个串联回路的阻抗值Z1、Z2和相角θ1、θ2，从而得出系统电容C，最后将C代入公式I=3wCU求出电网中的容性电流。

使用该方法进行测试时存在一些问题。首先，存在安全风险。该方法需将一、二次消谐措施退出运行，若试验过程中出现接地故障，则存在激发铁磁谐振的风险。其次，在某些情况下该方法测试结果误差较大，和消弧线圈装置显示值差异性较大，且对地电容越大，差异性越大。第三，当系统电容电流超过仪器的量程时，该方法测量稳定性差，与实际值偏差较大。第四，当系统三相对地电容有较大的不平衡度时，50Hz工频信号会在开口三角形侧产生不平衡电压，从而导致测量注入信号受到干扰，使得测量结果产生较大误差。

2.中性点异频信号注入法

PT电压互感器---外接单相电磁式电压互感器

X---耐压电缆DL---断路器DS---隔离开关ES---接地开关

L---限流电抗器Ca、Cb、Cc----电容器组电容量

C11、C22、C33----线路三相对地电容

测试时，电容电流测试仪与单相电压互感器的二次绕组相连，仪器输出交流10kV高压到电压互感器一次绕组，电压互感器的一次绕组经耐压电缆与电容器组中性点相连，通过电容器组向三相注入异频零序电流。电容电流测试仪通过测量电压互感器二次绕组的电压和电流，计算得到对地电容和电容电流，使用该方法时，系统电容由下公式计算得出。

（1）

式中，C1为电容器组电容值（三相之和，可以从设备铭牌信息中读取），C0为测试值（ZHPD-II配网电容电流测试仪显示值），C为系统电容电流值。一般情况下，C1远大于C0，故C几乎等于C0，当测试值CO较大时，C与C0相差很大。

如果被测系统是10kV系统，电容电流I=1.816×C。

被测系统是35kV系统，电容电流I=3.5×1.816×C。

使用该方法进行测试时存在一些问题。首先，存在安全风险。该方法需加高压，测试人员应该与电压互感器、加压线保持足够的安全距离，同时测试时距离电容器组带电部位较近，接线时存在触电风险。其次，在某些情况下该方法测试结果误差较大，这种误差二次信号注入异频法同样存在。

【3】现场测试

为对比分析两种测试方法在现场测试的效果，在两个变电站进行现场测试。采用二次信号注入异频法现场测试使用的仪器是CI-2000I型电容电流测试仪，他的量程为采用中性点异频信号注入法现场测试使用的仪器是ZHPD-II配网电容电流测试仪。测试仪系统电容电流量程为250A，测试结果如下表1所示。

表1二次信号注入异频法和中性点异频信号注入法测试结果

由以上测量结果可知：

1.在量程范围内，中性点异频注入法测试数据稳定，与二次信号注入异频法测试数值基本一致，但是数值较大时，二次信号注入异频法测试数据会出现浮动偏移现象。

2．超出量程时，中性点异频注入法的电容测试数据偶有偏移，二次信号注入异频法偏移严重。

3．其他：中性点异频注入法较二次信号注入异频法要更加方便，现场测试时数据更稳定。不过该法使用时，接线易受中性点处氧化层的影响，容易接触不良，接线时需要多次打磨。

【4】总结

中性点异频注入法和二次信号注入异频法各有优缺点，在实际工作中可以结合配网设备接线方式，灵活选择。比如，没有一次消谐器的配网中，用二次信号注入异频法测试要更方便。目前，在电网系统中，使用中性点异频注入法的仪器还比较少，仪器的接线、算法上还有一些需要改进的地方。比如，接线时可以选择接线夹钳，方便去除中性点处的氧化层，避免接触不良导致的测量问题。