揚(yáng)州市蘇中電力設(shè)備有限公司1 SZPW-2000配電網(wǎng)電容電流儀概述
目前,我國電力系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)一般是不直接接地的,所以當(dāng)線路單相接地時(shí)流過故障點(diǎn)的電流實(shí)際是線路對地電容產(chǎn)生的電容電流。據(jù)統(tǒng)計(jì),電力系統(tǒng)的故障很大程度是由于線路單相接地時(shí)電容電流過大導(dǎo)致起弧且電弧無法自行熄弧引起的。因此,我國的電力規(guī)程規(guī)定當(dāng)10kV和35kV系統(tǒng)電容電流分別大于30A和10A時(shí),應(yīng)裝設(shè)消弧線圈以補(bǔ)償電容電流,這就要求對的電容電流進(jìn)行測量以做決定。另外,電力系統(tǒng)的對地電容和PT的參數(shù)配合會(huì)產(chǎn)生PT鐵磁諧振過電壓,為了驗(yàn)證該配電系統(tǒng)是否會(huì)發(fā)生PT諧振及發(fā)生什么性質(zhì)的諧振,也必須準(zhǔn)確測量電力系統(tǒng)的對地電容值。
傳統(tǒng)的測量電容電流的方法有單相金屬接地的直接法、外加電容間接測量法等,這些方法都要接觸到一次設(shè)備,因而存在試驗(yàn)危險(xiǎn)、操作繁雜,工作效率低等缺點(diǎn)。進(jìn)而出現(xiàn)了在PT二次側(cè)注入信號(hào)法測量電網(wǎng)電容電流;與傳統(tǒng)測量方法相比,該方法測量過程中,測試儀無需和一次側(cè)直接相連,因而試驗(yàn)不存在危險(xiǎn)性,無需做繁雜的**工作和等待冗長的調(diào)度命令,只需將測量線接于PT的開口三角端子就可以測量出電容電流的數(shù)據(jù)。從PT開口三角處注入的是微弱的異頻測試信號(hào),所以既不會(huì)對繼電保護(hù)和PT本身產(chǎn)生任何影響,又避開了50Hz的工頻干擾信號(hào)。
我公司在上一代基于PT二次側(cè)注入信號(hào)法測試儀的基礎(chǔ)上,經(jīng)過重新研發(fā)設(shè)計(jì),開發(fā)出電容電流測試儀。采用全新硬件結(jié)構(gòu)和速度更快的ARM處理器及AD轉(zhuǎn)換器,內(nèi)置全新的全數(shù)字變頻逆變電源,效率高、發(fā)熱量小、體積小、重量輕,更加便于攜帶和現(xiàn)場測試。在任何時(shí)刻(包括測量過程中)都可準(zhǔn)確測量零序3U0電壓,從而便于用戶判斷系統(tǒng)工作狀態(tài);并且在測試過程中,如果零序3U0電壓過高可自動(dòng)停止測量過程。
該測試儀采用工業(yè)彩色液晶屏(強(qiáng)光下可讀)、中文菜單、人機(jī)交互更加友好,并且具備U盤存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)打印等功能。接線簡單、測試速度快、測試穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高,大大減輕了試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了工作效率。
揚(yáng)州市蘇中電力設(shè)備有限公司2 SZPW-2000配電網(wǎng)電容電流儀測量原理
電容電流測試儀是從PT 開口三角側(cè)來測量系統(tǒng)的電容電流的。其測量原理如圖1所示。
在圖1中,從PT二次開口三角處注入不同頻率的電流信號(hào)(頻率非50Hz,目的是為了消除工頻信號(hào)的干擾),在PT高壓側(cè)A、B、C三相感應(yīng)出3個(gè)電流方向相同的電流信號(hào),此電流為零序電流,因此它在電源和負(fù)荷側(cè)均不能流通,只能通過PT和對地電容形成回路,所以圖1又可簡化為圖2。
根據(jù)圖2的物理模型就可建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,通過檢測測量信號(hào)就可以測量出三相對地電容值3C0,再根據(jù)公式I=3ωCOUφ(Uφ為被測系統(tǒng)的相電壓)計(jì)算出系統(tǒng)的電容電流。
揚(yáng)州市蘇中電力設(shè)備有限公司3 SZPW-2000配電網(wǎng)電容電流儀功能及特點(diǎn)
3.1 測量范圍更寬,測試速度更快。
3.2 支持3PT連接方式、兩種4PT連接方式、1PT連接方式現(xiàn)場電容電流測量。
3.3 工業(yè)級(jí)彩色液晶顯示屏,分辨率320×240點(diǎn)陣,強(qiáng)光下可讀。
3.4 人機(jī)交互界面更加友好:
(1)對于一些重要的操作及參數(shù)設(shè)置,顯示其提示信息和幫助說明。
(2)測量結(jié)果及相關(guān)參數(shù)顯示和打印更加詳細(xì),便于用戶日后分析。
(3)選擇PT連接方式時(shí),可顯示各種PT連接方式下的接線原理圖,便于用戶判別現(xiàn)場PT連接方式及測試線連接位置。
(4)屏幕頂部狀態(tài)欄實(shí)時(shí)顯示優(yōu)盤插入狀態(tài),對未連接的設(shè)備進(jìn)行操作時(shí),顯示相應(yīng)的未連接提示信息。
3.5 實(shí)時(shí)測量和顯示零序3U0電壓值,便于用戶判斷系統(tǒng)工作狀態(tài);并且,在測量工程中如果發(fā)現(xiàn)零序3U0電壓過高,可自動(dòng)停止測量過程。
3.6 具備多重零序3U0過壓保護(hù)電路,測試儀輸出端可耐受AC100V 50HZ電壓而不損壞。
3.7 內(nèi)置全數(shù)字變頻逆變電源,具有輸出頻率準(zhǔn)確、輸出電流可調(diào)、輸出效率高、發(fā)熱量小、體積小、重量輕、長時(shí)間工作穩(wěn)定等特點(diǎn)。
3.8 具備輸出短路保護(hù)功能。
3.9 具備實(shí)時(shí)時(shí)鐘,可實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前時(shí)間和日期;測量結(jié)果包括測量日期及時(shí)間。
3.10 測量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式分為本機(jī)存儲(chǔ)和優(yōu)盤存儲(chǔ),其中本機(jī)存儲(chǔ)可存儲(chǔ)測量數(shù)據(jù)150條,并且本機(jī)存儲(chǔ)可轉(zhuǎn)存至優(yōu)盤;優(yōu)盤存儲(chǔ)數(shù)據(jù)格式為Word格式,可直接在電腦上編輯打印。
3.11 熱敏打印機(jī)打印功能,快速、無聲。
3.12 體積小、重量輕,方便攜帶使用。
揚(yáng)州市蘇中電力設(shè)備有限公司4 SZPW-2000配電網(wǎng)電容電流儀技術(shù)指標(biāo)
4.1 電容電流測量
4.1.1 測量范圍:0.3μF~200μF 1A~400A
4.1.2 準(zhǔn)確度: ±(讀數(shù)×5%+2字)
4.1.3 分辨率: 0.3~9.999(0.001) 10~99.99(0.01) 100~999.9(0.1)
≥1000(1)
4.1.4 電壓等級(jí):0.1KV~99.9KV連續(xù)可調(diào)
4.2 零序3U0電壓測量
4.2.1 測量范圍:1V~100V AC 50HZ
4.2.2 準(zhǔn)確度: ±(讀數(shù)×1%+10字)
4.2.3 分辨率: 1~9.999(0.001) 10~99.99(0.01)
4.3 使用條件及外形
4.3.1 工作電源:AC100-240VAC 0.8A, 50/60Hz
4.3.2 儀器重量:4.5Kg
4.3.3 儀器體積:320mm(長)×270mm(寬)×150mm(高)
4.3.4 使用溫度:-10℃~50℃
4.3.5 相對濕度:<90%,不結(jié)露
揚(yáng)州市蘇中電力設(shè)備有限公司5 SZPW-2000配電網(wǎng)電容電流儀面板及各部件功能介紹
5.1 電流輸出:接測試線一端的彈棒,測試線另一端接PT二次側(cè)。
5.2 保險(xiǎn)管: 電流輸出保險(xiǎn)管,串聯(lián)在測試回路中,熔斷電流2A。
5.3 顯示屏: 工業(yè)級(jí)320×240點(diǎn)陣彩色液晶屏,帶LED背光,顯示操作菜單和測試結(jié)果。
5.4 按鍵: 操作儀器用。 “↑↓”為“上下”鍵,選擇移動(dòng)或修改數(shù)據(jù);“←→”為“左右”鍵,選擇移動(dòng)或修改數(shù)據(jù);“確認(rèn)”鍵,確認(rèn)當(dāng)前操作;“取消”鍵,放棄當(dāng)前操作。
5.5 優(yōu)盤接口:外接優(yōu)盤用,用來存儲(chǔ)測試數(shù)據(jù),請使用FAT或FAT32格式的U盤。在存儲(chǔ)過程中,嚴(yán)禁撥出優(yōu)盤。
5.6 打印機(jī): 打印測試結(jié)果。
5.7 接地端子:儀器必須可靠接地?,F(xiàn)場接地點(diǎn)可能有油漆或銹蝕,必須清理干凈。
5.8 電源開關(guān):整機(jī)電源開關(guān)。
5.9 電源輸入:交流AC220V電源輸入。
6.變壓器中性點(diǎn)異頻信號(hào)注入法
6.1 測量方法說明及測量特點(diǎn)
變壓器中性點(diǎn)異頻信號(hào)注入法與補(bǔ)償電容器組中性點(diǎn)異頻信號(hào)注入法類似,具備補(bǔ)償電容組中性點(diǎn)異頻信號(hào)注入法的所有特點(diǎn)。
注:變壓器中性點(diǎn)異頻信號(hào)注入法,需要一個(gè)外置單相電磁式電壓互感器,為了提高測量精度,可選用精度較高的電壓互感器,電壓互感器變比為(UL電壓互感器額定高壓);測試儀的參數(shù)設(shè)置中“PT方式”應(yīng)選擇“1PT”。
6.2 測量原理
變壓器中性點(diǎn)異頻信號(hào)注入法測量原理如見圖4。
圖4中:
PT:外接單相電磁式電壓互感器
Tr:變壓器35kV側(cè)繞組,或是10kV系統(tǒng)的接地變,O為變壓器中性點(diǎn)
Ca、Cb、Cc:系統(tǒng)三相對地電容
AX、ax: PT的一、二次繞組,電壓互感器變比為(UL電壓互感器額定高壓)
6.3 測量步驟
6.3.1 查看不接地系統(tǒng)的接線方式和運(yùn)行方式,系統(tǒng)所有線路均已投入。
6.3.2 現(xiàn)場已配置消弧線圈的,根據(jù)接線方式和運(yùn)行方式,退出與被測系統(tǒng)有電氣聯(lián)系的所有消弧線圈。
6.3.3 外置單相電壓互感器置于絕緣墊上,高壓尾端、低壓尾端和外殼分別一點(diǎn)接地。
6.3.4 將電容電流測試儀的電流輸出端與單相電壓互感器二次繞組相連。儀器置于絕緣墊上,且與互感器的距離不小于2m(10kV)和3m(35kV),電容電流測試儀外殼應(yīng)可靠接地。
6.3.5將單根耐壓電纜一端與外置的單相電壓互感器高壓端相連。在變壓器中性點(diǎn)隔離開關(guān)處,利用絕緣操作桿將電纜的另一端與該變壓器中性點(diǎn)相連。無中性點(diǎn)隔離開關(guān)的變壓器可在其它操作方便處將電纜與中性點(diǎn)相連。連接部位需可靠接觸。
6.3.6 單相電壓互感器周圍設(shè)置**圍欄,**圍欄與互感器的距離不小于0.7m(10kV)、1m(35kV),向外懸掛“止步、高壓危險(xiǎn)”標(biāo)示牌。
6.3.7 測試人員位于絕緣墊上開始測試。