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北极星电力网技术频道 作者:佚名 2007/12/27 18:53:53
配电网对地电容电流的注入信号测量法
欧阳旭东1,2，孙岩洲1，邱毓昌1
(1西安交通大学，西安710049；2广东省电力试验研究所广州510600) 摘要：分析了从电网二次侧测量配电网电容电流的方法，根据情况可分别从电网的P开口三角端或消弧线圈的二次绕组注入变频恒流信号，从而计算出配电网对地电容电流。
关键词：配电网；电容电流；变频电流MeasurementofCapacitiveCurrentinPowerDistributionNetworkUsing
CurrentInjectionMethods
OUYANGXudong1,2;SUNYanzhou1;QIUYuchang1
(1.Xi''anJiaotongUniversity,Xi''an710049;
2.GuangdongPowerest&ResearchInstitute,Guangzhou510600) Abstract：Measurementofcapacitivecurrentinpowerdistributionnetworkbyinjectingcurrentofvariousfrequenciesareintroduced.hecurrentisinjectedintotheopeningdeletawindingsofthenetworkP,orintothesecondarywindingofthePetersencoil.Byusingtheformulaegiveninthispaper,thecapacitivecurrentcanbecalculated.
Keywords：Distributionnetwork;Capacitivecurrent;Variousfrequencycurrent
1引言
测量配电网对地电容电流，可将线路单相接地进行直接测量，或使用附加电容接于电网中性点对地或相对地之间测量[1]。当中性点不易引出时，常采用相对地附加电容法[2]。但是上述方法涉及一次侧运行，所以测量时操作较繁复，许多时间用在等待调度命令、开工作票和安全准备上。因此，有必要研究既安全、又简捷的方法，目前正在研究从电网二次侧进行测量[3-5]，本文分析了利用注入信号进行测量的两种情况，即根据不同的电网而施加不同的注入信号，进行计算得出电容电流值。
2 电网有消弧线圈时的测量方法
安装消弧线圈的电网亦称补偿电网，消弧线圈一般带有零序电压互感器，此时可从零序电压互感器的二次侧注入变频恒流信号，如图1所示，等值电路如图2。
图1中RA、RB和RC为电网三相对地泄漏电阻，它们的并联值为图2中的R，XL为消弧线圈的电抗，C∑为电网对地总电容，为Iinj变换到一次侧的电流。改变注入信号Iinj的频率，没量注入信号电流和电压的相位夹角，当相位夹角为零时，说明电感和电容发生了并联谐振，此时就找到了系统的谐振频率f0和谐振角频率ω0，有为消弧线圈电感(分档消弧线圈各档的L固定)。当ω0和L已知时，C∑可由式(1)求出。
这种方法可用于补偿电网中消弧线圈的自动跟踪调节，也特别适用于老式无载调匝式消弧线圈的电容电流在线测量。老式消弧线圈各档的电感电流可由所在档位读取，则电网的对地电容电流IC可由式(2)求出。
式(2)中的υ为补偿电网的脱谐度，当已知谐振频率f0和电网频率f(50Hz)时，脱谐度υ=1-(f0/f)２。
3 电网中性点对地绝缘时的测量方法
从电网P二次侧开口三角端注入变频恒流信号Iinj在P一次侧感应出的零序电流将通过P的漏阻抗和电网对地的电容形成回路，等值电路图如图3所示，图中ZM为电网中P的励磁阻抗，R0和X0分别为P绕组的漏电阻和漏电抗，C∑为电网对地总电容。
考虑ZM较大(折算到高压侧约几兆欧)，而R0、X0及C∑对应的容抗XC在工频附近都约为千欧数量级左右，因此可忽略励磁支路，形成一个RLC串联谐振回路。改变注入信号Iinj的频率，测量注入信号电流和电压的相位夹角，找到系统的谐振频率f0，此时回路阻抗最小为R0。当电网的不对称度很小时，可通过注入信号电流和电压的值求出R0；增大信号频率为2f0，则容抗XC减半而感抗X0加倍，再测量一次回路阻抗，就可求出C∑。
4 测量时需注意的问题
信号调谐时对电网的影响是较小的，因为从二次侧注入的恒定电流可选为1安培，变换到一次侧仅为毫安级，所以无论并联谐振还是串联谐振都不会造成过电压。实际电网的不平衡度较大将会给测量带来困难，这需要记录电网原来的零序电压和注入信号后零序电压的改变量以及采取带阻滤波器来解决，带阻滤波器滤掉零序电压的工频分量，保留注入的变频分量，再输入示波器和电流信号比较进行测量。
5 结论
对于安装老式无载调匝式消弧线圈的补偿电网，采用调谐注入信号的方法可实现电网对地电容电流的在线测量，也可用于补偿电网中消弧线圈的自动跟踪调节；对于中性点对地绝缘电网，采用从电网P二次侧注入信号可实现电容电流的安全、简捷测量。参考文献
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［4］陆国庆，姜新宇，欧阳旭东等高短路阻抗变压器自动快速消弧系统-配电网中性点新型接地方式的实现［J］电网技术，2000，24(7)：25～28
［5］孙岩洲，邱毓昌配电网电容电流的测量方法分析［J］高压电器，2002，38(5)：27～29 电力电容器
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