不同電容電流測試方法的有效性及適用性研究

姚明書 許曉峰 王亮 鞠振河 楊凌志

摘 要：消弧線圈能否正常發(fā)揮作用取決于系統(tǒng)電容電流測試的準確性。為避免影響系統(tǒng)正常運行、保證試驗效率與安全性，本文采用間接方法對66kV系統(tǒng)電容電流進行準確測量，對電容電流間接測試方法的準確性與適用性進行試驗研究，為選取電容電流最優(yōu)測試方法提供依據(jù)。

關鍵詞：66kV系統(tǒng)；消弧線圈；電容電流

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.147

0 引言

東北地區(qū)的66kV系統(tǒng)由于系統(tǒng)電壓更高，整體電容電流水平理論上也高于其他地區(qū)的35kV系統(tǒng)。出于城市化建設的考慮，電纜線路的占有率逐年上升，現(xiàn)有的中性點經(jīng)消弧線圈接地方式存在著集中式補償容量不足、分散式補償運行和管理方式復雜、消弧裝置自動調(diào)諧不到位等問題，然而，由于歷史原因，目前遼寧省內(nèi)大多數(shù)66kV系統(tǒng)仍采用中性點經(jīng)消弧線圈接地的運行方式[1]。

目前常用的電容電流測試方法分為兩大類：第一類為直接法，包括中性點不接地的單相金屬性接地法、中性點經(jīng)消弧線圈接地的單相金屬性接地法，此類方法的優(yōu)點在于試驗條件與系統(tǒng)真實單相接地故障相同，測試結(jié)果準確性較高，然而該方法在系統(tǒng)中人為制造單相接地故障，對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行造成一定隱患，且試驗直接在66kV高壓側(cè)進行，試驗過程復雜繁瑣，存在安全隱患；第二類為間接法，包括中性點外加電容法、中性點異頻信號注入法、PT開口三角信號注入法、中性點位移電壓法等，間接法的優(yōu)點是測試操作簡單、安全，對系統(tǒng)的正常運行無明顯影響[2]。為避免影響系統(tǒng)正常運行、保證試驗效率與安全性，希望采用某種間接方法對66kV系統(tǒng)電容電流進行準確測量，然而，各類電容電流間接測試方法的準確程度尚有待研究，因此，本項目對電容電流間接測試方法的準確性與適用性進行試驗研究，為選取電容電流最優(yōu)測試方法提供依據(jù)。

1 中性點外加電容法有效性及適用性分析

中性點外加電容法測量系統(tǒng)電容電流，是在系統(tǒng)無補償?shù)那闆r下，在變壓器中性點與地之間接入適當?shù)碾娙荩y量中性點的對地電壓，然后用計算的方法間接得到系統(tǒng)的電容電流[3]。在每個電容下測量一次中性點的對地電壓（位移電壓），根據(jù)系統(tǒng)的不對稱電壓和測得的各個位移電壓，計算系統(tǒng)的電容電流，然后取這些電流的平均值作為該系統(tǒng)的電容電流。中性點外加電容法的等值電路如圖1所示。

當C0=0時，中性點電壓即為不對稱電壓，即：

兩式相比可得：

則系統(tǒng)電容電流為：

2 中性點位移電壓法有效性及適用性分析

用中性點位移電壓法測量系統(tǒng)的電容電流，其試驗方法及試驗接線與調(diào)諧試驗完全相同，通過改變被測消弧線圈（系統(tǒng)中其余消弧線圈退出運行）的分接頭位置來改變中性點位移電壓，并對其進行測量，然后用計算的方法得到系統(tǒng)的電容電流，其計算原理電路如圖2所示。

將該式分子分母同乘可得：

由于趨近于零且，因而忽略的影響，取，則有：

可得，從而可得電容電流計算式如下：

依次測量消弧線圈在不同分接頭時的U0L1、U0L2、U0L3……，以相鄰兩分接頭的U0L和IL計算出IC1、IC2、IC3……，并取平均值即為所測系統(tǒng)的電容電流[4]。

3 投消弧線圈的金屬性接地法有效性及適用性分析

投入消弧線圈（即中性點經(jīng)消弧線圈接地）的人工單相金屬接地的電壓、電流相量關系如圖3所示，從圖中可以看出，消弧線圈的感性電流與系統(tǒng)電容電流反相，因而故障點殘流為感性電流與電容電流的代數(shù)和，通過測量消弧線圈感流與故障點殘流即可得到系統(tǒng)電容電流。

4 不投消弧線圈的金屬性接地法有效性及適用性分析

單相金屬性接地時的電壓、電流相量關系如圖4所示，由于消弧線圈已退出運行，系統(tǒng)內(nèi)不存在第二個接地點與故障點構(gòu)成回路，因而測得的故障點電流即為系統(tǒng)電容電流。

5 結(jié)論

本文基于科研項目，對4種測試電容電流測試方法進行對比，并針對理論及數(shù)據(jù)驗證了中性點外加電容法，中性點位移電壓法， 投消弧線圈的金屬性接地法，不投消弧線圈的金屬性接地法4中測試方法的有效性和實際適用性，為現(xiàn)場實際測量提供了依據(jù)。

參考文獻：

[1]李博，陳國龍，寧寧，王長春，吳卓航.中性點小電阻接地方式研究[J].東北電力技術，2017，38（08）：21-23.

[2]艾曉宇.電容電流智能測試儀的研制[A].中國電工技術學會電工測試專業(yè)委員會.02全國電工測試技術學術交流會論文集[C].中國電工技術學會電工測試專業(yè)委員會，2002：3.

[3]趙建文.低壓消弧電網(wǎng)的分析及其絕緣參數(shù)測量的研究[D].西安科技大學，2005.

[4]肖思昌.基于模糊算法的消弧線圈并聯(lián)運行控制系統(tǒng)的研究及實現(xiàn)[D].華北電力大學，2014.

本論文基于66kV系統(tǒng)電弧自熄特性研究（2018210101002827）

作者簡介：姚明書（1995-），女，遼寧撫順人，碩士研究生，主要研究方向：電力系統(tǒng)運行、分析與控制。