CN103995189A - 三相电容器组不平衡电压回路检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供三相电容器组不平衡电压回路检查方法，有效减少对线的工作量。同时还可以通过试验的手段来验证放电PT的极性、变比，提高检测的效率。为达到所述效果，本发明三相电容器组不平衡电压回路检查方法，在电容器组处，先将中性线N与屏蔽回流线短接在一起，然后进行测量和比较。由于采用了所述技术方案，本发明首先改变了原电路的结构，即将中性线N临时与电缆的屏蔽回流线相连接。采用一次加电压，二次返回电压的方法来检验不平衡电压回路，杜绝了一、二次电缆始点、终点不完全一致的情况。

Description

三相电容器组不平衡电压回路检查方法

技术领域

本发明涉及电力系统自动化领域，尤其涉及一种三相电容器组不平衡电压回路检查方法。

背景技术

三相电容器组不平衡电压回路检查是电力系统中检测的一个难点，如图1所示，其中C_AB-DL、C_BC-DL、C_CA-DL为开关柜至电容器组的连接电缆的相间电容，通常此电容值相比较C_A、C_B、C_C而言很小，它的分流作用可被忽略。FD_A、FD_B、FD_C为并接在C_A、C_B、C_C上的放电线圈，其阻抗值相对于C_A、C_B、C_C而言很大，它的分流作用可被忽略。因此，通常在分析电容器的工作状态时，电缆的线电容及放电线圈的阻抗，都是被忽略不计的，即相当于他们不存在一样。L_A、L_B、L_C的阻抗值相比较C_A、C_B、C_C的容抗而言，也是不大的，不会超过10％，但不能被忽略。

图1中未标明电缆的屏蔽回流线，实际上它必须是有的，且在开关柜与电容器组两侧都接地。图1中的中性线N是不外引的，也不接地，处于悬浮状态，与地之间用用绝缘子绝缘。

图1中，三个放电线圈是完全相同的，即它们的变比与极性是一致的，特性也是一致的。三个放电线圈的二次绕组用电缆芯线同极性串联起来，首尾两端用电缆芯线引出至电容器组接线盒或端子箱，再用二次屏蔽控制电缆转接至电容器保护装置，该装置通常在该电容开关柜上。电容器保护装置采样此二芯线之间的电压，称为不平衡电压。

在各相电容器完好无缺的条件下，通常C_A、C_B、C_C的容抗值是完全相等的，L_A、L_B、L_C的阻抗值也是完全相等的，三个放电线圈也是完全一致的。总之，只要保证三相电气参数完全对称，则不论母线电压如何变化，不平衡电压始终为0。当三相电气参数不对称后，会产生不平衡电压。在运行中，三相电气参数变为不对称的情况大多发生在组成某相总电容器的某一个单元电容因故障退出工作——如该单元电容被击穿，从而造成短路，其串头或串尾的熔丝也可能同时熔断。不对称后，一定会产生不平衡电压，此不平衡电压可被计算出来。通过灵活的整定，保护装置采样到此不平衡电压后，可采取相对应的措施，即报警或跳电容器开关。

二次试验人员一个很重要的工作就是检查并核对FD_A、FD_B、FD_C的电气参数是完全一致的，并且还要保证三个二次线圈同极性串联，同时还要检查此电容器组产生的不平衡电压，被正确引至与一次电缆开关柜侧接入柜完全相同的开关柜上的保护装置。

现有的做法是这样的。采用核对铭牌及端子标记的方法来核对FD_A、FD_B、FD_C的电气参数及二次线圈的极性。采用芯线核对(俗称对线)的方法来检查形成不平衡电压回路的二次接线，同样采用对线的方法来检查此不平衡电压被正确接至相应的保护装置。

用对线方法检查电容器的不平衡电压回路时，必须将原接于二次线圈的一头拆下，对好后又接回。仅用对线的方法是不能检查放电PT的变比及极性的。而且由于要拆放电PT二次接线盒的盖子，继而拆原接于二次线圈的至少一端引线，线对好后，拆下的线要接回，打开的盖子也要盖回。再加上现在的电容器组安装的越来越紧凑，二次试验人员要登高并同时钻入电容器组内去完成开盖子、关盖子、拆线、接回线等操作，很费事、很辛苦、效率低下。

发明内容

本发明的目的是提供三相电容器组不平衡电压回路检查方法，有效减少对线的工作量。同时还可以通过试验的手段来验证放电PT的极性、变比，提高检测的效率。

为达到所述效果，本发明三相电容器组不平衡电压回路检查方法，在电容器组处，先将中性线N与屏蔽回流线短接在一起，还包括：

步骤1：电容器开关柜侧，一次电缆三相接头与屏蔽回流线之间加低电压，

其中所加的电压相位相同，但幅值不同；

步骤2：万用表实测电缆A、B、C相对屏蔽回流线的电压；

步骤3：在电容器组现场接线盒或端子箱处实测A、B、C相的二次电压；

步骤4：将步骤2处的电压值和步骤3所计算出的电压值比较。

本发明还包括一种三相电容器组不平衡电压回路检查方法的简易检测方式，即在电容器组处，先将中性线N与屏蔽回流线短接在一起，还包括：

步骤1：电容器开关柜侧，一次电缆三相接头与屏蔽回流线之间加低电

压，其中仅加零序电压，不加正序电压和负序电压；

步骤2：检测保护装置处不平衡电压值；

步骤3：通过电容器(C_A、C_B、C_C)的容抗值与电抗器(L_A、L_B、L_C)的电抗

值的比值，以及电容器组参数和所加的零序电压计算出不平衡电压值；

步骤4：将步骤2处的电压值和步骤3所计算出的电压值比较。

因为只要知道电容器组的相关参数和所加的零序电压，不平衡电压值是可以被计算出来的。如果保护装置中所采样到的不平衡电压值与计算值相符，就说明至少放电PT的三个二次线圈是同极性串联的，而且放电PT的变比也是符合设计要求的。

优选的，步骤3中所述不平衡电压值的计算方法为：

$K_{\mathrm{LM}}=\frac{3\mathrm{nm}(K_V-1)}{K_V(3n-2)};U_{\mathrm{CH}}=\frac{3K{U}_{\mathrm{EX}}}{3n(m-K)+2K};U_{\mathrm{DZ}}=\frac{U_{\mathrm{CH}}}{K_{\mathrm{LM}}}$

其中m为单台密集型电容器内部各串联段并联的电容器小元件数；

n为单台密集型电容器内部的串联段数；

UEX为电容器组的额定相电压；

KV为过电压系数，

KLM为灵敏系数，

K为因故障切除的同一并联段中的电容器数，

UCH为开口三角零序电压，

最终计算出不平衡电压值UDZ。

优选的，K＝1～m的整数，KV＝1.1～1.15。

优选的，所述步骤1中所述低电压为3V‐20V。此低电压可以低至3V，如果再低的话，在检测端难以检测到，而且检测误差会变大。低电压最高不能高于20V是为了防止人员触电。

优选的，将中性线N与屏蔽回流线短接在一起的具体方法为：在电容器组处，用试验线及夹子将电容器组的中性线N与一次电缆的屏蔽回流线短接在一起，若电容器组处的一次电缆屏蔽回流线已接地，则也可将中性线N接地，这时，接地网作为导体将中性线N与一次电缆的屏蔽回流线短接在一起。总之，在电容器组处，中性线N必须与屏蔽回流线直接短接在一起或通过接地网等良导体连接在一起。

由于采用了所述技术方案，本发明首先改变了原电路的结构，即将中性线N临时与电缆的屏蔽回流线相连接。这是本发明得以应用的最关键之处和前提条件，这根短接线不加，就无法运用此方法。因电容器组的阻抗很小，加稍高的试验电压，就容易导致试验仪因输出过载而拒绝输出。所以，现有技术中一般觉得没办法通过加电压的方法来检查不平衡电压回路。他们不知或根本没意识到，放电PT在一次电压远低于额定电压时，仍有足够的精度。所以可利用加低电压的方法来检查不平衡电压回路。加低电压有三个好处：一是不会危害人身安全，二是放电PT的变比得到了校验，三是不会使试验仪过载。由于试验是采用一次加电压，二次返回电压的方法来检验不平衡电压回路，所以，可从根本上杜绝了一、二次电缆始点、终点不完全一致的情况。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为三相电容器组运行示意图。

具体实施方式

如图1所示为三相电容器组运行示意图。和现有技术相比，本发明最大的区别在于检测时先改变原电路的结构，即将中性线N临时与电缆的屏蔽回流线相连接。这是此方法得以应用的最关键之处，是值得保护的地方。这根短接线不加，就无法运用此方法。

因电容器组的阻抗很小，加稍高的试验电压，就容易导致试验仪因输出过载而拒绝输出。所以，人们一般觉得没办法通过加电压的方法来检查不平衡电压回路。他们不知或根本没意识到，放电PT在一次电压远低于额定电压时，仍有足够的精度。所以可利用加低电压的方法来检查不平衡电压回路。加低电压有三个好处：一是不会危害人身安全，二是放电PT的变比得到了校验，三是不会使试验仪过载。

由于试验是采用一次加电压，二次返回电压的方法来检验不平衡电压回路，所以，可从根本上杜绝了一、二次电缆始点、终点不完全一致的情况。本发明三相电容器组不平衡电压回路检查方法，工作负责人派一工作班成员至电容器组处，用试验线(细的导线)及夹子将电容器组的中性线N与一次电缆的屏蔽回流线短接在一起，若电容器组处的一次电缆屏蔽回流线已接地，则也可将中性线N接地，这时，接地网作为导体将中性线N与一次电缆的屏蔽回流线短接在一起。总之，在电容器组处，中性线N必须与屏蔽回流线直接短接在一起或通过接地网等良导体连接在一起。

实施例：

我们以一次加电压11.00kV，二次返回电压100.0V为例，通过公式计算：单台密集型电容器内部各串联段并联的电容器小元件数，m＝8；将n设为1

U_EX＝5.77kV；K_k＝1.5，K_V＝1.1

计算出灵敏系数K_LM

K为因故障切除的同一并联段中的电容器小元件数，K＝1～m的整数，按公式计算时取接近计算结果的整数，本次K＝2

最终计算出整定值U_DZ＝20.66V，用于比较。

电容器开关柜侧，一次电缆三相接头与屏蔽回流线之间加低电压，此低电压可以低至3V，但不能高于20V(防止人员触电)。理论上，三相电压可随意加，实际中，为了不同的试验目的，通常有不同的试验方法，如下：

1.仅加零序电压，不加正序电压和负序电压。这种情况对试验仪的要求最低，试验仪可以不是微机型，只要能输出单相电压即可，因为此时，可以将三相电压并起来，一起加电压即可。如果两根电缆的始点与终点都接正确，而且放电PT的变比相等、二次线圈同极性串联，头尾两端正确引出，且与二次电缆在电容器端子箱或接线盒处正确对接的话，保护装置应该得到一个不平衡电压。此电压的大小与所加的零序电压值有关，也跟电容器(C_A、C_B、C_C)的容抗值与电抗器(L_A、L_B、L_C)的电抗值的比值有关。只要知道电容器组的相关参数和所加的零序电压，不平衡电压值是可以被计算出来的。如果保护装置中所采样到的不平衡电压值与计算值相符，就说明至少放电PT的三个二次线圈是同极性串联的，而且放电PT的变比也是符合设计要求的。

2.用以上方法，不能区分一次电缆的相别，也不知放电线圈至接线盒或接线端子之间的芯线是否能与一次相别对应。为了区分一次电缆的相别，可以做一个补充试验：所加的电压相位相同，但幅值不同，比如，A相加电压3∠0°V、B相加电压4∠0°V、C相加电压5∠0°V。再令在电容器组现场的工作班成员用万用表实测电缆A、B、C相对屏蔽回流线的电压，应与源端所加的电压完全一致。检查完一次电压后，还要在电容器组现场接线盒或端子箱处实测A、B、C相的二次电压，应与相对应的一次电压完全对应。若试验仪为单相的试验仪，则可在源端一次侧逐相加电压，每加一相，同时检查现场同名相的一次电压与二次电压。两电压之比应符合变比关系。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (6)

1.三相电容器组不平衡电压回路检查方法，其特征在于：在电容器组处，先将中性线N与屏蔽回流线短接在一起，还包括：

步骤1：电容器开关柜侧，一次电缆三相接头与屏蔽回流线之间加低电压，其中所加的电压相位相同，但幅值不同；

步骤2：万用表实测电缆A、B、C相对屏蔽回流线的电压；

步骤3：在电容器组现场接线盒或端子箱处实测A、B、C相的二次电压；

步骤4：将步骤2处的电压值和步骤3所计算出的电压值比较。

2.三相电容器组不平衡电压回路检查方法，其特征在于：在电容器组处，先将中性线N与屏蔽回流线短接在一起，还包括：

步骤1：电容器开关柜侧，一次电缆三相接头与屏蔽回流线之间加低电压，其中仅加零序电压，不加正序电压和负序电压；

步骤2：检测保护装置处不平衡电压值；

步骤3：通过电容器(C_A、C_B、C_C)的容抗值与电抗器(L_A、L_B、L_C)的电抗值的比值，以及电容器组参数和所加的零序电压计算出不平衡电压值；

步骤4：将步骤2处的电压值和步骤3所计算出的电压值比较。

3.如权利要求2所述的三相电容器组不平衡电压回路检查方法，其特征在于：步骤3中所述不平衡电压值的计算方法为：；

$K_{\mathrm{LM}}=\frac{3\mathrm{nm}(K_V-1)}{K_V(3n-2)};U_{\mathrm{CH}}=\frac{3K{U}_{\mathrm{EX}}}{3n(m-K)+2K};U_{\mathrm{DZ}}=\frac{U_{\mathrm{CH}}}{K_{\mathrm{LM}}}$

其中m为单台密集型电容器内部各串联段并联的电容器小元件数；

n为单台密集型电容器内部的串联段数；

U_EX为电容器组的额定相电压；

K_V为过电压系数，

K_LM为灵敏系数，

K为因故障切除的同一并联段中的电容器数，

U_CH为开口三角零序电压，

最终计算出不平衡电压值U_DZ。

4.如权利要求3所述的三相电容器组不平衡电压回路检查方法，其特征在于：K＝1～m的整数，K_V＝1.1～1.15。

5.如权利要求1或2所述的三相电容器组不平衡电压回路检查方法，其特征在于：步骤1中所述低电压为3V‐20V。

6.如权利要求1或2所述的三相电容器组不平衡电压回路检查方法，其特征在于：将中性线N与屏蔽回流线短接在一起的具体方法为：在电容器组处，用试验线及夹子将电容器组的中性线N与一次电缆的屏蔽回流线短接在一起，若电容器组处的一次电缆屏蔽回流线已接地，则也可将中性线N接地，这时，接地网作为导体将中性线N与一次电缆的屏蔽回流线短接在一起。