目前,我國配(pèi)電係統的電源中性點一般是不直接接地的,所(suǒ)以當線路單相接地(dì)時流過故障點的電流實際是線路對地電容產生(shēng)的電容電流。據統計,配電網的(de)故障很大程度是由於線路單相接地時電容過大而無法自行熄弧引起的。因此,我國的電力規程規定當10kV和35kV係統電容電流分別大於30A和10A時,應裝設消弧線圈以補償電容電(diàn)流,這就要求對配網的電容電流進行測量以做決定。另外,配電網的對地電容和PT的參數(shù)配合會產生PT鐵磁諧振過電壓,為(wéi)了驗證該配電係統是否會(huì)發生PT諧振及發生什麽性質的諧振,也必須準確測(cè)量配電網的對地電容值。傳統的測(cè)量配網電容電流的方法有(yǒu)單相金屬接地的直接法、外加電容間接(jiē)測(cè)量法等,這些方(fāng)法都(dōu)要接觸到一次設備,因(yīn)而存在試驗危險、操作繁雜,工作效率低等缺點。
該測試儀采(cǎi)用大屏(píng)幕液晶顯示,中文菜單,操作非常簡便,且體積小、重量輕,便於攜帶進行戶外作業,接線簡單,測試速度快,數據準(zhǔn)確性高,大大(dà)減輕了試驗人員的勞動強度,提高了工(gōng)作效率。
圖一 麵板布置圖
四、LYDRC-3配電網電容電流測量原理
LYDRC-3配電網電容電流是從PT 開口三角側來測量係(xì)統的(de)電容(róng)電(diàn)流的。其測量原理如圖二所示。
圖二 測量原理(lǐ)圖
在圖二中,從
PT開口三(sān)角注入一(yī)個異頻的電流(非50Hz的交流電流,目的是為了消(xiāo)除工(gōng)頻(pín)電壓的(de)幹擾),這樣在PT高壓側就感應出(chū)一個按變比減小的電流,此電流(liú)為零序電流,即其在三相的大小和(hé)方向相同,因此它在電源和負荷側均不能流通(tōng),隻能通過PT和對地電容形成回(huí)路,所以(yǐ)圖二又可簡化為(wéi)圖三。
圖三 簡化物理模型(xíng)
根據圖三的物(wù)理模型就可建立相應的數(shù)學模型,通過檢測測量信號就可以測量(liàng)出三相對地電容值3C0,再根(gēn)據公式I=3ωCOUφ(Uφ為被(bèi)測係統的相電(diàn)壓)計算出配網(wǎng)係統的電容電流。
五(wǔ)、配電網中PT接線方式及PT的變比
LYDRC-3配電(diàn)網電容電流中的PT接線方式和PT的變比會對測試儀的測量結果產生(shēng)很大(dà)的影響,如果PT的接(jiē)線方式和變比選擇不正確,測量結果將不是係統的真實電容電流值,而是真實值(zhí)乘以兩變比之商的平方倍。因此為了測(cè)得正確的數據,在測試前必須對配電網中PT的接線方式及PT變比有一個清晰的了解。本測試儀采用循環選擇的方式來選擇係統PT的各種接線方式及變比,這樣用戶無需繁瑣地輸入各種PT接線方式下的變比,使測量工作更簡便、更快捷。本儀器提供(gòng)五(wǔ)種“方式”的選擇,即3PT、3PT1、4PT,4PT1、1PT,每種方式代表一種PT的接線方式和不同(tóng)的變比,這五種方(fāng)式基本(běn)上包括(kuò)配電係統中各種常用的PT接線方式。
目前(qián),我國配電網的PT接線方式有以下幾種:
1、3PT接線方式:
這種接線方式分“N接地”、“B相接地”兩種,分別如圖四和(hé)圖五所示。
對於這兩種方式(shì),均從N-L兩端注入測試信號。根據所用PT的不同,組成開口三角的二次繞(rào)組可能
電網係統的線電壓,如
6kV、10kV或35kV)。這三個變比就分別對應(yīng)於測試儀中“方式”選擇中的3PT、3PT1三(sān)種方式,通過短按(àn)“方式/測量”鍵來進行方式選擇。
圖四 N接地方式
圖五 B相接地方式
圖(tú)四、圖五所示的係統運行方式(shì)是從開口三角測量係統電容電流時所必須的運行方式,而對於一般的配網係(xì)統,並不都是(shì)處於這樣的運行方式下(xià),例如(rú)在係統中還接有消(xiāo)弧線圈、PT高壓側中性點接有高(gāo)阻消諧器、PT開口三(sān)角接有二次消諧裝置等。這時,為了使用測試儀進行容性電流(liú)的測量(liàng),必須(xū)將運行(háng)方式轉換為圖四或(huò)圖(tú)五所示的運行方式。
常見的采用3PT接線方式的配網其運行方式如圖六所示。
圖六 常見的采(cǎi)用3PT接線方式的配網運行方式
這時,使(shǐ)用測試儀測量配網電容電流前必須完成以下操作:
1) 檢查測量用的(de)PT高壓側中性點是否安裝高阻消諧器,如有,將其短接。從(cóng)測量原理可知,選用 哪組PT進行測量,我們就隻考慮這組PT的接線情況(kuàng)。而無需關心係統內的其他PT的情況。如果(guǒ)係統中(zhōng)有些(xiē)PT安裝高阻消諧器,有些沒(méi)安裝(zhuāng),則完全可以(yǐ)從沒(méi)有安裝高阻消諧器的PT進行測量,這樣可以省去短接消諧器的工作(zuò)。
2) 檢(jiǎn)查消(xiāo)弧線圈是(shì)否全部退出運行。在有電氣聯係的被測電壓等(děng)級係統中所有消弧線圈均要退出運行,並(bìng)非隻退出該變電站的消弧線圈。同時隻(zhī)考慮被測電壓等級的(de)情況,無需(xū)考(kǎo)慮其(qí)他電(diàn)壓等級的情況。例如,被測變電站A為10kV係統,並通過聯絡線與變電站B的10kV係統相連,變電站(zhàn)A有2台(tái)消(xiāo)弧線圈,變電站B有1台消弧線圈,則測量時有電氣(qì)聯係的這3台消弧線圈(quān)均要退出運行;而35kV係統(tǒng)有無消弧線圈(quān)則無需考慮(lǜ)。
3) 退出(chū)PT 開口三角的消諧裝置。如果經過實測證明(míng),開口三角所接的某些廠家某些型號的二次消諧裝置對測量結果沒有影(yǐng)響,則消諧裝置可以不退出運行。一般對於微電腦控製的消諧器,其隻有在(zài)係統(tǒng)有(yǒu)諧振發生時才(cái)動(dòng)作(zuò),該類消諧器一般對測量無影響。
4) 如果(guǒ)PT二次側並列運行(很少見),則將其(qí)改為單(dān)獨運行。
5) 確保將(jiāng)測試儀(yí)的電(diàn)流(liú)輸出(chū)端正確接到圖四的開口三角N-L上。一般在二次的端子編號為N600和 L630。為了確保(bǎo)連接正確,可(kě)以按下(xià)列方法進行檢查:(1)用萬用表分別測量PT二次側三相(xiàng)電(diàn)壓和(hé)開口三角電壓;將三相電(diàn)壓中的*大值減去*小值得到的差和開口三(sān)角電壓比(bǐ)較,如果兩者差不多(duō),就說明找到的開口三角端是正確的;如果兩者差別很大,則說明沒有正確(què)找到開(kāi)口(kǒu)三角端。例如,測量得(dé)到三相電壓分別為61V、60V、59.5V,則正確的開口三角(jiǎo)電壓應為1.5V左右,如果測(cè)量得到(dào)的開口三角(jiǎo)電壓(yā)僅為0.2V,說明(míng)所找的開口三角端不正(zhèng)確或PT開(kāi)口三角連線已經斷開(kāi)(在現場(chǎng)實(shí)測中發現有多個變電站的PT 開口三角(jiǎo)連線斷開情(qíng)況)。
6) 選擇正確的PT變比,也就是選(xuǎn)擇正確的(de)PT接線方式。配網電容電(diàn)流(liú)測試儀是通過選擇PT接線方式和係統電壓來(lái)達到選擇PT變比的作用,這樣對於試驗(yàn)人(rén)員會更方便(biàn)、快捷。PT一般是采用(yòng)100/3V的二次繞組連(lián)接成開口三角,但也有特殊的情況,有些變電站的PT采用100V二次繞組組成開口三角(jiǎo)。為了(le)確保選擇變比的正確,可以通過(guò)測量組成開口三角(jiǎo)的各繞組的電壓來確定。
完成以(yǐ)上操作後,就可以運用配網(wǎng)電容電流測試儀進行準確測量電容電(diàn)流了。
2、4PT接線(xiàn)方式
LYDRC-3配電網電容(róng)電流在(zài)測量中,如(rú)係(xì)統有3PT的接線PT,盡量從(cóng)3PT中(zhōng)測量(liàng),盡量避免采用4PT接線方式。
大部分(fèn)變電站中的4PT的接線(xiàn)方式有兩種(zhǒng)接法(fǎ),分別如圖七和圖(tú)八所示。對於圖七中這種4PT的(de)接線方式,組成星形的三個PT的開口三角側(cè)被短接,係統零序電壓由第四個PT的(de)測量線圈來(lái)測量,各(gè)相電壓分別從A-N、B-N、C-N端測量。這種接線方(fāng)式下,係統(tǒng)單相(xiàng)接地(dì)時(shí)N-L端(duān)的電(diàn)壓為57.7V。
圖七 4PT接線方式(shì)一(yī)
圖八 4PT接線(xiàn)方式二
圖(tú)八中的接(jiē)線和圖七中的接線唯壹區別是(shì)在N-L端串接入第(dì)四個PT的33V二次線圈,這樣當係統單相接地時,N-L兩端電壓為91V(即(jí)57.7V+33.3V)。
在圖七和圖八中,測量信號都是從N-L端注入。
在圖七中,零(líng)序
PT(即第4個PT)的二(èr)次零序繞組是ox-oa繞組,其電壓(yā)通常為
則測量
時
PT變比為
。這種(zhǒng)接線方式和變比下,對應於測試(shì)儀的“4PT”方式(shì)。也就(jiù)是說,如果接線(xiàn)方(fāng)式如圖七所示,則在測量電容電(diàn)流前必須通過短按“方式/測量”按鈕(niǔ)來選擇 “4PT”方式。
在圖八中,零(líng)序
PT(即第(dì)4個PT)的二次零(líng)序繞組是由主繞組ox-oa繞組和副繞組oxo-oao串聯組成,主繞(rào)組ox-oa的電壓為100/√3(V),副繞組oxo-oao的電壓(yā)為100/3V,則測量時PT變(biàn)比為
:
。這種接線方式(shì)下,對應於測試儀的“4PT1”接線方式。
其中,
為配電網(wǎng)係統的線電壓,如6kV、10kV或35kV。
第三(sān)種4PT接線方式如圖九所示。這種(zhǒng)接線方式比較少見,但在(zài)係統中還是存在。在圖九中這種接線方式三相(xiàng)PT的三個二次輔助繞組即:1ao-1xo、2ao-2xo、3ao-3xo組成開口三角L601-L602,oa-ox和oao-oxo為零序PT的兩個二次繞組,它們與開口(kǒu)三角L601-L602組成一個大的開口三(sān)角N600-L601。相電壓也(yě)是從(cóng)a、b、c與N600中測量。
對於這種(zhǒng)接線方式,將L601和L602短接,並從N600和L601端注入測量電流,接線方式選擇“4PT1”即可。
圖九 4PT接(jiē)線方式三
對於4PT的接線方(fāng)式,當被測的三相對地電容小於(yú)30微法時(10kV電容電流約為55A),測量結果是準(zhǔn)確的。但當被測電容太大時(shí),測量結果就會隨電容的增大而偏差較多(duō)。如果比較準確測量,可將4PT接線的運行方式(shì)轉變為3PT的運行方式,然後按(àn)前麵所述的3PT方式進行測量。
將(jiāng)4PT接線的運行(háng)方式轉變為3PT的運行方式的方法如下:
1) 對於4PT的接線方式一和方式二, 將第四個PT高壓側短接,並將被短接的開口三角側打開,從打開兩側注入電流測量即可。這時4PT接(jiē)線的運行(háng)方式(shì)就完全變(biàn)成了3PT的運行方式。
2) 對於(yú)
4PT的接線方式三,將零序(xù)PT即圖九中所示的PT4的高壓繞組短接,將(jiāng)儀器的電流(liú)輸(shū)出端接到(dào)圖九中(zhōng)所示的開口(kǒu)三角(jiǎo)L601-L602,就可以開始測量了。其接線圖如圖十所示。
圖十 4PT接線方式轉變為3PT接線方式測量示意圖