1.4工作原理

全自動(dòng)電容電流測(cè)試儀(是從PT 開(kāi)口三角側(cè)來(lái)測(cè)量配網(wǎng)的電容電流的。其測(cè)量原理如圖2所示。

圖2 測(cè)量原理圖

在圖2中，從PT開(kāi)口三角注入一個(gè)異頻的電流（非50Hz的交流電流，目的為了消除工頻電壓的干擾），這樣在PT高壓側(cè)就感應(yīng)出一個(gè)按變比減小的電流，此電流為零序電流，即其在三相的大小和方向相同，因此它在電源和負(fù)荷側(cè)均不能流通，只能通過(guò)PT和對(duì)地電容形成回路，所以圖2又可簡(jiǎn)化為圖3。

圖3  簡(jiǎn)化物理模型

根據(jù)圖3的物理模型就可建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)檢測(cè)測(cè)量信號(hào)就可以測(cè)量出三相對(duì)地電容值3C0，再根據(jù)公式I=3ωC0 Uφ（Uφ為被測(cè)系統(tǒng)的相電壓）計(jì)算出配網(wǎng)系統(tǒng)的電容電流。

1.7配電網(wǎng)中PT接線方式及PT的變比

配電網(wǎng)中的PT接線方式和PT的變比會(huì)對(duì)測(cè)試儀的測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生很大的影響，如果PT的接線方式和變比選擇不正確，測(cè)量結(jié)果將不是系統(tǒng)的真實(shí)電容電流值，而是真實(shí)值乘以兩變比之商的平方倍。因此為了測(cè)得正確的數(shù)據(jù)，在測(cè)試前必須對(duì)配電網(wǎng)中PT的接線方式及PT變比有一個(gè)清晰的了解。目前，我國(guó)配電網(wǎng)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 4和圖 5所示。對(duì)于這兩種方式，均從N-L兩端注入測(cè)試信號(hào)。根據(jù)所用PT的不同，組成開(kāi)口三角的二次繞組

第（1）種是100/3（V）時(shí)變比設(shè)置為

第（2）種是100（V）時(shí)變比設(shè)置為

第（3）種是      （V ）時(shí)變比設(shè)置為

其中UL的配電網(wǎng)系統(tǒng)的線電壓，如6kV、10kV或35kV。

圖 4  N接地方式

圖 5  B相接地方式

圖 4、圖 5所示的系統(tǒng)運(yùn)行方式是從開(kāi)口三角測(cè)量系統(tǒng)容流時(shí)所必須的運(yùn)行方式，而對(duì)于一般的配網(wǎng)系統(tǒng)，并不都是處于這樣的運(yùn)行方式下，例如在系統(tǒng)中還接在消弧線圈、PT高壓側(cè)中性點(diǎn)接有高阻消諧器、PT開(kāi)口三角接有二次消諧裝置等。這時(shí)，為了使用CI-H型配網(wǎng)電容電流測(cè)試儀進(jìn)行容性電流的測(cè)量，必須將運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換為圖 4或圖 5所示的運(yùn)行方式。

常見(jiàn)的采用3PT接線方式的配網(wǎng)其運(yùn)行方式如圖 6所示：

圖 6 常見(jiàn)的采用3PT接線方式的配網(wǎng)運(yùn)行方式

這時(shí)，使用“電容電流測(cè)試儀"測(cè)量配網(wǎng)電容電流前必須完成以下操作：

⑴ 檢查測(cè)量用的PT高壓側(cè)中性點(diǎn)是否安裝高阻消諧器，如有，將其短接。從測(cè)量原理可知，選用哪組PT進(jìn)行測(cè)量，我們就只考慮這組PT的接線情況。而無(wú)需關(guān)心系統(tǒng)內(nèi)的其他PT的情況。

⑵ 如果系統(tǒng)中有些PT安裝高阻消諧器，有些沒(méi)安裝，則*可以從沒(méi)有安裝高阻消諧器的PT進(jìn)行測(cè)量，這樣可以省去短接消諧器的工作。

⑶ 檢查消弧線圈是否全部退出運(yùn)行。在有電氣聯(lián)系的被測(cè)電壓等級(jí)系統(tǒng)中所有消弧線圈均要退出運(yùn)行，并非只退出該變電站的消弧線圈。同時(shí)只考慮被測(cè)電壓等級(jí)的情況，無(wú)需考慮其他電壓等級(jí)的情況。例如，被測(cè)變電站A為10kV系統(tǒng)，并通過(guò)聯(lián)絡(luò)線與變電站B的10kV系統(tǒng)相連，變電站A有2臺(tái)消弧線圈，變電站B有1臺(tái)消弧線圈，則測(cè)量時(shí)有電氣聯(lián)系的這3臺(tái)消弧線圈均要退出運(yùn)行；而35kV系統(tǒng)有無(wú)消弧線圈則無(wú)需考慮。

⑷ 退出PT 開(kāi)口三角的消諧裝置。如果經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)證明，開(kāi)口三角所接的某些廠家某些型號(hào)的二次消諧裝置對(duì)測(cè)量結(jié)果沒(méi)有影響，則消諧裝置可以不退出運(yùn)行。一般對(duì)于微電腦控制的消諧器，其只有在系統(tǒng)有諧振發(fā)生時(shí)才動(dòng)作，該類消諧器一般對(duì)測(cè)量無(wú)影響。

⑸ 如果PT二次側(cè)并列運(yùn)行（很少見(jiàn)），則將其改為單獨(dú)運(yùn)行。

⑹ 確保將“電容電流測(cè)試儀"的電流輸出端正確接到圖 4的開(kāi)口三角N-L上。一般在二次的端子編號(hào)為N600和L630。為了確保連接正確，可以按下列方法進(jìn)行檢查：

①用萬(wàn)用表分別測(cè)量PT二次側(cè)三相電壓和開(kāi)口三角電壓；

②將三相電壓中的最大值減去最小值得到的差和開(kāi)口三角電壓比較，如果兩者差不多，就說(shuō)明找到的開(kāi)口三角端是正確的；如果兩者差別很大，則說(shuō)明沒(méi)有正確找到開(kāi)口三角端。

⑺ 例如，測(cè)量得到三相電壓分別為61V、60V、59.5V，則正確的開(kāi)口三角電壓應(yīng)為1.5V左右，如果測(cè)量得到的開(kāi)口三角電壓僅為0.2V，說(shuō)明找到的開(kāi)口三角端不正確或PT開(kāi)口三角連線已經(jīng)斷開(kāi)（在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)中發(fā)現(xiàn)有多個(gè)變電站的PT 開(kāi)口三角連線斷開(kāi)情況）。

⑻ 設(shè)置正確的PT變比，PT一般是采用100/3V的二次繞組連接成開(kāi)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(kāi)口三角。為了確保選擇變比的正確，可以通過(guò)測(cè)量組成開(kāi)口三角的各繞組的電壓來(lái)確定。

完成以上操作后，就可以運(yùn)用CI-H型配網(wǎng)電容電流測(cè)試儀進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量電容電流了。

2. 4PT接線方式

在測(cè)量中，如系統(tǒng)有3PT的接線PT，盡量從3PT中測(cè)量，盡量避免采用4PT接線方式。

大部分變電站中的4PT的接線方式有兩種接法，分別如圖 7和圖 8所示。對(duì)于圖 7中這種4PT的接線方式，組成星形的三個(gè)PT的開(kāi)口三角側(cè)被短接，系統(tǒng)零序電壓由第四個(gè)PT的測(cè)量線圈來(lái)測(cè)量，各相電壓分別從A－N、B－N、C－N端測(cè)量。這種接線方式下，系統(tǒng)單相接地時(shí)N－L端的電壓為57.7V。

圖 7   4PT接線方式一

圖 8  4PT接線方式二

圖 8中的接線和圖 7中的接線 區(qū)別是在N－L端串接入第四個(gè)PT的33V二次線圈，這樣當(dāng)系統(tǒng)單相接地時(shí)，N－L兩端電壓為91V（即57.7V＋33.3V）。

在圖 7和圖 8中，測(cè)量信號(hào)都是從N-L端注入。

在圖 7中，零序PT（即第4個(gè)PT）的二次零序繞組是ox-oa繞組，其電壓通常100/為V，則測(cè)量時(shí)PT變比為             。

在圖 8中，零序PT（即第4個(gè)PT）的二次零序繞組是由主繞組ox-oa繞組和副繞組oxo-oao串聯(lián)組成，主繞組ox-oa的電壓為100/（V），副繞組oxo-oao的電壓為100/3V，則測(cè)量時(shí)PT變比為  

其中，為的配電網(wǎng)系統(tǒng)的線電壓，如6kV、10kV或35kV。

第三種4PT接線方式如圖 9所示。這種接線方式比較少見(jiàn)，但在系統(tǒng)中還是存在。在圖 9中這種接線方式三相PT的三個(gè)二次輔助繞組即：1ao-1xo、2ao-2xo、3ao-3xo組成開(kāi)口三角L601-L602，oa-ox和oao-oxo為零序PT的兩個(gè)二次繞組，它們與開(kāi)口三角L601-L602組成一個(gè)大的開(kāi)口三角N600-L601。

對(duì)于這種接線方式，將L601和L602短接，并從N600和L601端注入測(cè)量電流。

圖 9 4PT接線方式三

對(duì)于4PT的接線方式，當(dāng)被測(cè)的三相對(duì)地電容小于10微法時(shí)（10KV電容電流約為20A），測(cè)量結(jié)果是準(zhǔn)確的。但當(dāng)被測(cè)電容太大時(shí)，測(cè)量結(jié)果就會(huì)隨電容的增大而偏差較多。如果比較準(zhǔn)確測(cè)量，可將4PT接線的運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變?yōu)?PT的運(yùn)行方式，然后按前面所述的3PT方式進(jìn)行測(cè)量。

將4PT接線的運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變?yōu)?PT的運(yùn)行方式的方法如下：

(1)對(duì)于4PT的接線方式一和方式二， 將第四個(gè)PT高壓側(cè)短接，并將被短接的開(kāi)口三角側(cè)打開(kāi)，從打開(kāi)兩側(cè)注入電流測(cè)量即可。這時(shí)4PT接線的運(yùn)行方式就*變成了3PT的運(yùn)行方式。

(2) 對(duì)于4PT的接線方式三，將零序PT即圖 9中所示的PT4的高壓繞組短接，將儀器的電流輸出端接到圖 9中所示的開(kāi)口三角L601-L602，就可以開(kāi)始測(cè)量了。其接線圖如圖 10所示。