配网电容电流的测试剖析

常用系统电容电流现场测试方法浅析发表时间：2017-10-23T10:17:31.923Z 来源：《电力设备》2017年第15期作者：魏存金1 吴晓晴1 翟莉1 冯梦娉1 李玫瑾2 [导读] 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。

（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。

L8110配网电容电流测试仪测试-力兴电子L8110配网电容电流测试仪测试保定市力兴电子设备有限公司1测试前准备工作1.1了解PT 开口三角的接线方式在做测试之前，首先确认好做测试的变电站，然后在站内找到需要测试“电容电流”的系统的PT 开口三角，并确认好PT 开口三角的接线方式。

目前，我国配电网的PT 接线方式有以下几种：1.1.1 3PT 接线方式这种接线方式分“N 接地”、“B 相接地”两种，分别如图一和图二所示。

对于这两种方式，均从N-L 两端注入测试信号。

根据所用PT 的不同，组成开口三角的二次绕组可能是100/3（V ）或100（V ）绕组，这样，测量时PT 的变比分别为：31003L U 、1003L U （其中L U 为配电网系统的线电压，如6kV 、10kV 或35kV ）。

这两个变比就分别对应于测试仪中“方式”选择中的3PT 、3PT1三种方式，通过短按“方式/测量”键来进行方式选择。

图一 N 接地方式图二 B相接地方式1.1.2 4PT接线方式在测量中，如系统有3PT的接线PT，尽量从3PT中测量，尽量避免采用4PT 接线方式。

大部分变电站中的4PT的接线方式有两种接法，分别如图三（对应于测试仪的“4PT”方式）和图四（对应于测试仪的“4PT1”接线方式）所示。

图三图四1.2 确认是否满足测量要求在确认好PT的接线方式后，在测量前，必须完成以下操作：1.2.1检查测量用的PT高压侧中性点是否安装高阻消谐器，如有，将其短接。

从测量原理可知，选用哪组PT进行测量，我们就只考虑这组PT 的接线情况。

而无需关心系统内的其他PT的情况。

如果系统中有些PT 安装高阻消谐器，有些没安装，则完全可以从没有安装高阻消谐器的PT进行测量，这样可以省去短接消谐器的工作。

1.2.2检查消弧线圈是否全部退出运行。

在有电气联系的被测电压等级系统中所有消弧线圈均要退出运行，并非只退出该变电站的消弧线圈。

电容电流测试仪的测量原理和方法一、测量原理MS-500P电容电流测试仪是从PT 开口三角侧来测量配网的电容电流的。

其测量测量原理如图1所示。

图1 测量原理图在图1中，从PT开口三角注入一个异频的电流（非50Hz的交流电流，目的为了消除工频电压的干扰），这样在PT高压侧就感应出一个按变比减小的电流，此电流为零序电流，即其在三相的大小和方向相同，因此它在电源和负荷侧均不能流通，只能通过PT和对地电容形成回路，所以图1又可简化为图2。

I3Co图2 简化物理模型根据图2的物理模型就可建立相应的数学模型，通过检测测量信号就可以测量出三相对地电容值3C0，再根据公式I=3ωC0 Uφ（Uφ为被测系统的相电压）计算出配网系统的电容电流。

二、从变压器中性点测量配网电容电流的方法1、测量接线采用电容电流测试仪从变压器中性点或接地变中性点测量配网电容电流的接线如图3所示：图 3图3中，Tr为变压器35KV侧绕组，或是10KV系统的接地变，O为变压器中性点，Ca、Cb、Cc分别为三相对地电容，PT是外加的一个电压互感器，AX，ax分别为PT的一、二次绕组，PT的变比为（即从57V的端子进行测量）。

测量的操作步骤如下：⑴将仪器接地端子及PT一、二次绕组的X端和x端接地。

⑵将电容电流测试仪的电流输出端接到PT的二次侧（即57V的端子），再将PT的高压端A引一根导线，用绝缘杆引到变压器中性点O。

⑶正确设置测试仪的测量方式：①将测试仪的电压等级选为10kV/3。

② PT变比设置为：。

⑷开始测量，得到测量结果。

⑸测量完毕，先取下绝缘杆，再收拾试验现场。

2、测量注意事项⑴ PT的一、二次绕组及测试仪要接好地。

⑵要使用合格的绝缘杆将引线引到变压器中性点O。

⑶引线与周围的设备及试验人员保持安全距离。

3、外加PT进行测量的必要性采用上述方法进行配网电容电流测量时要外加一个PT，这是为了将高压和低压进行安全隔离，保证试验人员及测试仪器的安全。

浅谈黄陵矿区中压配电网电容电流测试方法分析摘要：本文深入分析黄陵矿区中压配电网中电容电流特征，通过分析中性点不接地电容电流的测试方法，搭建更为精确的仿真模型，进而准确的计算出系统电容电流值,并通过电容偏置法，信号注入法进行现场测试，并对测试过程提出改进方法。

关键词：煤矿；变电站；电容电流；信号注入引言电力系统网络通常按照中性点接地方式分为中性点直接接地系统和非直接接地系统。

其中中性点直接接地系统包括了中性点直接接地和中性点经小电阻接地，此类系统发生接地时故障电流很小，也称作小电流接地系统；中性点非直接接地系统包括中性点不接地系统和经消弧线圈接地，此类系统发生单相接地时，接地电流较大，也称作大电流接地系统。

目前，黄陵矿区现有2座110kV变电站，6座35kV变电站，110kV变电站均有三个电压等级：110kV，35kV，6/10kV；35kV变电站均有两个电压等级：35kV，6kV，其中35kV进线均引自上述110kV变电站，承担着矿区居民生活用电的用电任务，更保障者矿井通风、瓦斯排放的重要供电任务，8座变电站主变全部采用中性点不接地运行方式。

随着矿区智能化、自动化矿井开采设备的不断推广应用，现代矿井大型用电设备密度的增大，以及大量电缆的使用，使得中压配电网的容性电流随之逐渐增大，特别是花家庄35kV变电站建站时间最早，出线电缆最长，多次发生单相接地电缆放炮事故，严重影响矿井安全生产。

一、测量方法技术现状对于小电流系统中对地电容电流的测量按照中性点接地运行方式可以分为两大类，中性点经消弧线圈接地和不接地系统发生单相接地故障时的电容电流测量。

中性点不接地系统主要依靠实际工程经验和选取特殊接地点的方法来测量电容电流；中性点通过消弧线圈接地系统通常采用对消弧线圈电流进行补偿的方法来测量电容电流。

测量中性点不接地系统的电容电流通常有如下几种方法：通过外加电容的方法、将线路认为接地的金属接地法、注入不同频率的电流的信号注入法和偏执电容法，对于信号注入法根据注入电流的频率又包括了分频法以及三频法；测量中性点经消弧线圈接地系统的电容电流通常包括了如下几种方法，其中金属接地法和信号注入的方法仍使用，根据入电流的频率可分为变频和恒频信号注入法，此外，还包括节点方程法、中性点位移电压法、阻抗三角形法和综合信息法等。

电容电流测试分析与研究作者：辛伟来源：《山东工业技术》2014年第24期摘要：随着我国经济水平的不断提升和电力系统的快速发展，系统电容电流的测试越来越凸显其重要性。

本文从对电容电流测试进行简析入手，对电容电流测试分析与研究进行了介绍。

关键词：电容电流；测试分析；研究在我国国民经济中电力系统是其重要的组成部分，而电力系统的快发展对电容电流的测试要求越来越高，其测试的准确性对电力系统的安全运行至关重要。

因此在这一前提下对于电容电流测试进行分析与研究就具有极为重要的经济意义与现实意义。

1 电容电流测试简析电容电流测试是一项系统性的工作，其主要内容包括了测试重要性、测试方法种类、理论计算方法等内容。

以下从几个方面出发，对电容电流测试进行了分析。

1.1 测试重要性电容电流测试有着其自身的测试重要性。

近年来随着我国工业经济的快速迅猛发展，我国国内的用电需求与日俱增并且与此同时电网的规模也开始不断扩大，因此导致了许多变电站的电容电流已超过标准。

因此在这一前提下为了更好地准确掌握配电网系统中的电容电流基础数据，使电容电流测试更加有效精准，并且配合现场测试工作和理论研究的有效进行，可以促进电网得到更好的发展与安全稳定的运行。

1.2 测试方法种类电容电流测试的方法种类较多，例如单相金属接地法、人工中性点法、偏置电容法、中性点外加电容法、注入信号法、外加电压互感器法等方法都是其重要的组成部分。

在进行实际的测试工作时，工作人员应当注重对于测试方法进行合理的选择，，并且在此基础上尽可能的选择危险较小、合理性较高的测试方法。

另外，在测试方法的选择过程中工作人员应当注重通过专用测试仪器只读结果，而不是进行人工计算，从而能够促进测试误差被有效的缩小。

1.3 理论计算方法电容电流测试有着自身的理论计算方法，通常来说电力系统的电容电流主要包括了线路对地电容的电流和设备对地的分布电容产生的电流。

架空线路的电容电流相比同样长度下的电缆电容电流会小得多，因此在这一前提下对于理论计算则通常只计算电缆和架空线路的电容电流。

配网电容电流测试培训资料电力系统中性点运行方式：电力系统的中性点实际上是发电机和变压器的中性点。

我国电力系统目前所采用的中性点运行方式主要有三种，即：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地。

采用前两种中性点运行方式的系统称为小接地电流系统；采用后一种中性点运行方式的系统称为大接地电流系统。

中性点运行方式的不同对系统运行的可靠性、设备绝缘、通信的干扰以及继电保护等均有影响。

三种中性点运行方式对系统的可靠性、设备绝缘、通信的干扰以及继电保护影响分析：中性点直接接地系统：由于系统中性点直接接地，当系统内发生较常见的（约占总故障的60%以上）单相接地时，故障相通过故障点接地和中性点接地构成短路回路，故障相流过很大的单相接地短路电流，必须立即切除故障线路，以免短路电流使导体发热、危及绝缘、烧坏电气设备并避免在接地点产生持续强大电弧。

中性点直接接地系统具备下列优点：（1）不需任何消弧设备，减少设备投资，运行维护较简单。

（2）发生单相接地时，由于中性点电位和非故障相对地电压不升高，主绝缘水平可以相电压为基准，降低了电网造价水平。

网络电压越高，经济效益越明显。

（3）彻底解决了接地点的间歇性接地电弧引起的系统过电压问题。

中性点直接接地系统的缺点：（1）发生单相接地时，必须即时切除线路，导致对用户的供电中断。

（为了避免此缺点，通常在线路保护装置装置重合闸，对于多数瞬时性故障，重合成功后可继续运行）（2）单相接地短路产生强大的磁场，干扰临近通讯线路。

（3）单相接地短路强大的短路电流，引起网络电压降低，影响系统的稳定。

中性点不接地系统：系统正常运行时：系统正常工作状态系统正常运行时，假设系统三相完全对称。

即各相电压、三相负载完全对称，各相对地电容相等。

故各相对地电容电流也是对称的，地中没有电容电流流过。

各相电流分别等于负载电流和对地电容电流的相量和，电容电流对负载感性无功起补偿作用。

当电源和负载完全对称时，电源中性点和三相对地电容的中性点之间没有电位差，三相对地电容的中性点是大地，故正常运行的电源中性点也具有大地电位。

配电网电容电流测量系统电容电流是指系统在没有补偿的情况下，发生单相接地时通过故障点的无功电流。

测量方法很多，这里介绍几种常用的方法。

一、单相金属接地法单相金属接地又分为投入消弧线圈补偿接地和不投入消弧线圈两种。

1、不投入消弧线圈不投入消弧线圈（即中性点不接地）的单相金属接地测量，其接线如图13-10所示，图中，QF为接地断路器；TV为测量用电压互感器；TA1、TA2为保护和测量用电流互感器；W为低功率因数功率表，用以测量接地回路的有功损耗；TA1的1、2端子接QF的过流保护。

电流、电压向量图如图13-11所示。

O图13-10不投入消弧线圈的单相金属接地测量原理图U BCI CP图13-11不投入消弧线圈的单相接地的电流、电压向量图试验是在系统单相接地下进行的，当系统一相接地时，其余两相对地电压升为线电压。

因此，在测量前应消除绝缘缺陷，以免在电压升高时非接地相对地击穿，形成两相接地短路事故。

为使接地断路器能可靠切除接地电容电流，须将三相触头串联使用，且应有保护。

若测量过程中发生两相接地短路，要求QF 能迅速切断故障，其保护瞬时动作电流应整定为I C 的4~5倍。

合上接地断路器QF ，迅速读取图中所示各表计的指示数值后，接地开关应立即跳闸。

所用表计均不得低于0.5级。

测量功率，应用低功率因数功率表。

由于三相对地电容不等，一相单相接地难以测得正确的阻尼率，需三相轮流接地测量，取三次测量结果的算术平均值。

测量结果的计算：cp PI U=（13-10）cq I = （13-11） %100%cp cqI d I =⨯ （13-12）上三式中 cp I ——接地电流的有功分量（安）； cq I ——接地电流的无功分量（安）；C I ——系统总接地电流（安）；P ——接地回路的有功损耗（瓦）；U ——中性点不对称电压（伏）；d%——系统的阻尼率。

若测量时的电压和频率不是额定值，则需将测得的电流C I 折算到额定电压和额定频率下的数值，即e eCe Cav U f I I U f= （13-13）式中 Ce I ——电压和频率为额定值时的系统接地电容电流（安）； e f ——额定频率（赫兹）； e U ——额定电压（伏）；av U ——三相电压（线电压）的平均值（伏）。

浅析电容电流测试在配网安全运行中的应用摘要：消弧线圈可有效地消除配电网络产生线路单相接地时电容电流过大产生的弧光接地电流。

准确的测量配电网络对地电容值，对消弧线圈的合理配置起到了至关重要的作用，文章对消弧线圈的选型及如何正确测量配电网络电容电流进行了分析。

关键词：配电网络;消弧线圈;电容电流;测试方法引言近年来，随着供电系统的不断改善，10kV及35kV城乡配电网络改变以往架空线为主的输电网络结构，逐步增加电缆线路的建设[1]。

配电网的接地电容也随之逐渐增加，由于配电网多为非有效接地系统，接地电容达到一定数值后，配电网的供电可靠性将受到威胁。

为了解决这些问题，在配电网中性点装设消弧线圈是一项有效的保护措施。

根据DL/T 620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定，当电缆线路构成的10kV和35kV系统电容电流分别大于30A和10A时，应加装消弧线圈，以补偿系统电容电流。

1消弧线圈的情况分析1.1消弧线圈的分类消弧线圈是一种带铁芯的电感线圈[2]。

它接于变压器(或发电机)的中性点与大地之间，构成消弧线圈接地系统。

消弧线圈接地系统等效电路是一个LC串联电路，当接近谐振条件时回路中电流很大，消弧线圈电压（中性点位移电压）很大。

运行中规定中性点电压Un不大于15%的相电压，即10kV系统不大于866V，35kV系统不大于3kV。

正常运行时，消弧线圈中无电流通过。

而当电网受到雷击或发生单相电弧性接地时，中性点电位将上升到相电压，这时流经消弧线圈的电感性电流与单相接地的电容性故障电流相互抵消，使故障电流得到补偿，补偿后的残余电流变得很小，不足以维持电弧，从而自行熄灭。

这样，就可使接地故障迅速消除而不致引起过电压。

为有效的补偿系统中产生的电容电流，现在多采用能自动跟踪测量、自动调整补偿的智能式消弧补偿系统。

智能式消弧线圈一般由驱动式消弧线圈和自动测控系统配套构成，自动完成跟踪测量和跟踪补偿。

常见的有以下三种[3]：a.调匝式此类装置属于随动式补偿系统，从消弧线圈引出多个抽头，采用有载调节开关改变工作绕组匝数，达到调节电感的目的。

延安市华龙煤业贯屯煤矿35KV变电站电容电流测试报告
陕西德力中电工程有限公司
2017年12月
电容电流测试报告：
一、试验设备及相关物品：
试验电容电流测试仪（DCR-1）,工具（万用表、螺丝刀等）
二、测量原理：
DCR-1型配电网电容电流测量仪测量电容电流的方法可称为“异频信号注入法”，从母线PT的二次开口三角处注入不同频率的电流信号，在PT高压侧A、B、C三相分别感应出3个同方向的电流，这3个电流将通过由PT和线路以及线路的对地电容构成的回路（即PT与系统构成的零序回路）流通。

实际计算中一般认为各相PT特性相同，通过测量开口三角的电压，构成一系列的方程组，求解出电网的电容电流。

测量电容电流值
将试验电容电流测试仪接入上述回路，仪器进行自动测量该系统电容电流，显示电容电流值。

测量值：I段母线：17.7A II段母线：13.6A
结论：经测试贯屯煤矿变I、II段母线对应系统电容电流，均在规定范围以内，系统电容电流正常!
注：《煤矿安全规程》（2016）第四百五十三条矿井6000V 及以上高压电网，必须采取措施限制单相接地电容电流，生产矿井不超过20A，新建矿井不超过10A。