CN206096222U - 一种中性点不接地系统电容电流测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种中性点不接地系统电容电流测试装置，包括分压电容器组、位移电容器组和电压表，分压电容器组一端与被测系统的中性点串联；位移电容器组一端接地，另一端与分压电容器组串联；位移电容器组与电压表并联；位移电容器组包括串联的外加电容器和位移电容器开关。在被测系统的中性点设置接地的第一外加电容器，可以在位移电容器开关断开时得到被测网络的对地不平衡电压，在位移电容器开关闭合时得到位移电压，通过对地不平衡电压值与位移电压值计算得出被测网络的电容和电容电流值。本实用新型提供的测量过程只需对被测网络中性点进行一次接线，避免了现有技术中需进行多次接线及电路碰触，影响测量结果的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力安全技术领域，特别是涉及一种中性点不接地系统电容电流测试装置。
背景技术
电力系统中性点运行方式有不接地、经电阻接地、经消弧线圈接地或直接接地等多种。中国中压配电网中的中性点运行方法大多采用中性点不接地的运行方式。电力系统运行规程规定，当配电网电容电流大于规定值时，应在配电网中装设消弧线圈补偿电容电流，以预防单相接地故障的发生。在中性点不接地系统中，若发生单相接地故障，故障本身难以自动熄灭，易发生相间事故。为保证配电系统的连续不间断供电，需准确测量系统的电容电流，并根据系统电容电流的大小为中性点不接地的配电系统装设适当容量的消弧线圈，以避免电弧重燃产生过电压。因此，准确测量系统电容电流是决定装设消弧线圈与否和正确选择消弧线圈容量的依据。
现有的中性点不接地系统电容电流测试方法有直接法和间接法两种。直接法测量准确度相对间接测量法高，其在现场实际测量下更具可信度。但该方法也具备一定的风险，在单相人工金属性接地电流形成期间，如果系统的非测试相发生单相接地故障，就会使该不接地系统形成两相接地短路，从而造成安全隐患。间接法包括中性点外加电压法、中性点外加电容法、偏移电容法、人工星形电容器组中性点法、调谐法、相角法等方法。对于主变压器被测量侧中性点有套管引出网络的电容电流测量，特别是对35kV系统，采用间接测量法中中性点外加电容法相对安全可靠。现有的中性点外加电容法的测量步骤为，在变压器的中性点外接一定电容量的电容器。根据被测系统的中性点对地不对称电压值以及外接电容后测量的位移电压值，计算得出得被测网络的电容和电流值。
然而，现有技术中的中性点外加电容法中，对地不对称电压测量的方法需将电压表一端接地，另一端通过高压熔断器与绝缘棒的金属头连接，操作人员手持绝缘棒，将其金属头短时碰触中性点母线，待表计指示稳定后读数。此方法需要进行多次接线及电路碰触，测量过程不利于数据的稳定，也存在着一定的安全隐患。同时，在中性点不接地系统发生单项故障接地的工况下，多次接线及电路碰触会引起中性点电压的异常升高，而对测量仪器造成一定程度的损伤。
实用新型内容
本实用新型提供了一种中性点不接地系统电容电流测试装置，以解决现有技术中中性点外加电容法需要进行多次接线及电路碰触，测量过程数据不稳定，存在着一定安全隐患的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型公开了如下技术方案：
一种中性点不接地系统电容电流测试装置，包括分压电容器组、位移电容器组和电压表，其中，分压电容器组一端与被测系统的中性点串联；位移电容器组一端与分压电容器组串联，另一端接地；位移电容器组与电压表并联；分压电容器组包括第一外加电容器；位移电容器组包括串联的第二外加电容器和位移电容器开关。
优选的，第一外加电容器为电容值可调的电容器。
优选的，第二外加电容器为电容值可调的电容器。
优选的，第二外加电容器的电容量为被测网络电容量的l～4倍。
优选的，分压电容器组还包括分压电容器开关，分压电容器开关与第一外加电容器串联。
优选的，分压电容器开关为带熔断器的开关。
由以上技术方案可见，本实用新型提供的一种中性点不接地系统电容电流测试装置，包括分压电容器组、位移电容器组和电压表，分压电容器组一端与被测系统的中性点串联；位移电容器组一端接地，另一端与分压电容器组串联；位移电容器组与电压表并联；位移电容器组包括串联的外加电容器和位移电容器开关。在被测系统的中性点设置接地的第一外加电容器，可以在位移电容器开关断开时得到被测网络的对地不平衡电压，在位移电容器开关闭合时得到位移电压，通过对地不平衡电压值与位移电压值计算得出被测网络的电容和电容电流值。本实用新型提供的测量过程只需对被测网络中性点进行一次接线，避免了现有技术中需进行多次接线及电路碰触，影响测量结果的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种中性点不接地系统电容电流测试装置结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种中性点不接地系统电容电流测试装置位移电容器开关断开时的等效电路图；
图3为本实用新型实施例提供的一种中性点不接地系统电容电流测试装置位移电容器开关闭合时的等效电路图；
图4为本实用新型实施例提供的一种中性点不接地系统电容电流测试方法流程示意图；
图示说明：
1-分压电容器组，2-位移电容器组，3-电压表，4-被测系统，11-第一外加电容器，12-分压电容器开关，21-第二外加电容器，22-位移电容器开关。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
图1为本实用新型实施例提供的一种中性点不接地系统电容电流测试装置结构示意图，由图1可见，本实用新型提供的一种中性点不接地系统电容电流测试装置包括分压电容器组1、位移电容器组2和电压表3，其中，分压电容器组1一端与被测系统4的中性点串联；位移电容器组2一端与分压电容器串联，另一端接地；位移电容器组2与电压表3并联；分压电容器组1包括第一外加电容器；位移电容器组2包括串联的第一外加电容器11和位移电容器开关22。第二外加电容器21电容为C0，第一外加电容器电容为C1。
图1中，CA、CB、CC分别为被测系统4的三相对地电容，由于CA≠CB≠CC，故被测系统4的中性点对地必有一个不对称电压UHC存在。图2为本实用新型实施例提供的一种中性点不接地系统电容电流测试装置位移电容器开关断开时的等效电路图，当位移电容器开关22断开时，分压电容器组1的一端与电压表3串联后接地，另一端接于被测系统4的中性点，则按等效发电机原理可简化为如图2所示的等效电路。此时电压表3的读数即为中性点通过分压电容器组1的对地不平衡电压UH。图3为本实用新型实施例提供的一种中性点不接地系统电容电流测试装置位移电容器开关闭合时的等效电路图，当位移电容器开关22闭合时，分压电容器组1的一端与第一外加电容器11组串联后接地，另一端接于被测系统4的中性点，电压表3测量第一外加电容器11组两端电压，则按等效发电机原理可简化为如图2所示的等效电路。
对35kV的架空线网络，其不对称电压可达(0.5％～1.5％)UφkV（Uφ为电网额定相电压）以上，即100V～300V以上，此时，中性点通过分压电容器组1的对地不平衡电压UH亦为(0.5％～1.5％)UφkV以上。这时，可用6kV级的电压互感器，低压倒配用精确度为0.5级、量程范围为7.5V～60V的电压表3来测量。
分压电容器组1中的第一外加电容器电容值应与被测中性点不接地系统电容量相匹配的高压电容器。当位移电容器开关22断开时，分压电容器组1的一端与电压表3串联后接地，其等效于被测中性点不接地系统发生单相接地，接地相对地电压降低，非接地两相的相电压升高，但线电压却依然对称。因此，第一外加电容器的电容量应能够承受中性点不接地系统单相故障接地时中性点的电压值。测试前应估算被测中性点不接地系统的电容，合理选取第一外加电容器的电容量及耐受电压。第一外加电容器为电容值可调的电容器，可以用于根据不同被测系统4单相故障接地时中性点的电压值来调节第一外加电容器的电容值。
第一外加电容器11为电容值可调的电容器。对被测系统4电容电流计算时，为确保测量准确性，应多次调整第一外加电容器11的电容值后，分别测量并计算多组被测网络的电容和电容电流值，再将测量结果取多次被测网络的电容和电容电流值的算术平均值。具体测量时，外加电容选取3个电容量为等差数列关系的电容值C0，分别测量1次，测量结果取3次测量值的算术平均值。
第一外加电容器11用于测量中性点对地的位移电压U0，因U0的大小取决于C0的值，故为保证测量准确度，C0值一般取被测网络电容量的l～4倍，这样U0值为0.2％UH～0.5%UH。因此第一外加电容器11的电容量为被测网络电容量的l～4倍。
本实施例中，分压电容器组1还包括分压电容器开关12，分压电容器开关12与第一外加电容器串联。本实用新型实施例提供的一种中性点不接地系统电容电流测试装置在使用时，先将分压电容器组1、位移电容器组2和电压表3依次串联接地后，再将分压电容器组1与被测网络中性点相连。分压电容器组1与被测网络中性点相连之前，需将分压电容器开关12断开后才可将分压电容器组1与被测网络中性点连接，以防止接线时发生电压不平衡、电流过大损坏电容器以及意外漏电等事故。
分压电容器开关12为带熔断器的开关。熔断器可以对电容电流测试装置起到过电流保护的作用，其熔断电流必须大于被测中性点不接地系统发生单相故障接地时最大直流电流或电流有效值。
图4为本实用新型实施例提供的一种中性点不接地系统电容电流测试方法流程示意图，由图4可知，中性点不接地系统电容电流测试方法包括：断开位移电容器开关22，读取电压表3示数，得到第一外加电容器的对地不对称电压，闭合位移电容器开关22，读取电压表3示数，得到位移电压，根据对地不对称电压和位移电压计算被测网络的电容和电容电流。
当位移电容器开关22断开时，分压电容器组1的一端与电压表3串联后接地，另一端接于被测系统4的中性点，则按等效发电机原理可简化为如图2所示的等效电路。此时电压表3的读数即为中性点通过分压电容器组1的对地不平衡电压UH。图3为本实用新型实施例提供的一种中性点不接地系统电容电流测试装置位移电容器开关22闭合时的等效电路图，当位移电容器开关22闭合时，分压电容器组1的一端与第一外加电容器11组串联后接地，另一端接于被测系统4的中性点，电压表3测量第一外加电容器11组两端电压，则按等效发电机原理可简化为如图2所示的等效电路。此时电压表3的读数即为施加在第一外加电容器11两端的位移电压值U0。
根据对地不对称电压和位移电压计算被测网络的电容和电容电流的方法包括：
将对地不对称电压值UH、位移电压值U0、第一外加电容器电容值C0和第一外加电容器11电容值C1带入公式，
得到被测网络的电容值ΣCx和电容电流值Ic，其中，ΣCx为被测电容值；C0为第一外加电容器电容值；U0为位移电压值；C1为第一外加电容器11电容值；UH为对地不对称电压值；Ic为被测网络的电容电流值；ω为角频率；Uφ为电网额定相电压。
本实施例中，ω=314，Uφ=35kV。
本实施例中，读取电压表3示数，得到位移电压的方法包括，待电压表3计指示稳定后读数，如果表计指示不能稳定，则随机读数3次以上，取平均值。此步骤的设置可以使对地不对称电压值UH及位移电压值U0读数保持一定的稳定性，增强测量结果的准确度。
中性点不接地系统电容电流测试方法还包括：多次调整第一外加电容器11的电容值，分别测量并计算多组被测网络的电容和电容电流值，测量结果取多次被测网络的电容和电容电流值的算术平均值。对被测系统4电容电流计算时，为确保测量准确性，应多次调整第一外加电容器11的电容值后，分别测量并计算多组被测网络的电容和电容电流值，再将测量结果取多次被测网络的电容和电容电流值的算术平均值。具体测量时，外加电容选取3个电容量为等差数列关系的电容值C0，分别测量1次，测量结果取3次测量值的算术平均值。
本实用新型提供的实施例，在被测系统的中性点设置接地的第一外加电容器，可以在位移电容器开关22断开时得到被测网络的对地不平衡电压，在位移电容器开关22闭合时得到位移电压，通过对地不平衡电压值与位移电压值计算得出被测网络的电容和电容电流值。本实用新型提供的测量过程只需对被测网络中性点进行一次接线，避免了现有技术中需进行多次接线及电路碰触，影响测量结果的问题。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
以上仅是本实用新型的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.中性点不接地系统电容电流测试装置，其特征在于，包括分压电容器组(1)、位移电容器组(2)和电压表(3)，其中，
所述分压电容器组(1)一端与被测系统(4)的中性点串联；
所述位移电容器组(2)一端与所述分压电容器组(1)串联，另一端接地；
所述位移电容器组(2)与所述电压表(3)并联；
所述分压电容器组(1)包括第一外加电容器(11)；
所述位移电容器组(2)包括串联的第二外加电容器(21)和位移电容器开关(22)。
2.根据权利要求1所述的中性点不接地系统电容电流测试装置，其特征在于，所述第一外加电容器(11)为电容值可调的电容器。
3.根据权利要求1所述的中性点不接地系统电容电流测试装置，其特征在于，所述第二外加电容器(21)为电容值可调的电容器。
4.根据权利要求1所述的中性点不接地系统电容电流测试装置，其特征在于，所述第二外加电容器(21)的电容量为被测网络电容量的l～4倍。
5.根据权利要求1所述的中性点不接地系统电容电流测试装置，其特征在于，所述分压电容器组(1)还包括分压电容器开关(12)，所述分压电容器开关(12)与第一外加电容器(11)串联。
6.根据权利要求5所述的中性点不接地系统电容电流测试装置，其特征在于，所述分压电容器开关(12)为带熔断器的开关。
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| CN201621162857.4U CN206096222U (zh) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | 一种中性点不接地系统电容电流测试装置 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN106324314A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-01-11 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种中性点不接地系统电容电流测试装置及方法 |
| CN109298231A (zh) * | 2018-10-22 | 2019-02-01 | 许继变压器有限公司 | 一种消弧线圈谐振电容的电流检测方法和装置 |
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2016
- 2016-10-25 CN CN201621162857.4U patent/CN206096222U/zh active Active
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| CN109298231B (zh) * | 2018-10-22 | 2020-12-01 | 许继变压器有限公司 | 一种消弧线圈谐振电容的电流检测方法和装置 |
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