測量6/10kV中性點不接地系統單相對地電容值的一種方法

張 明 王勇煥 劉彥生

（河南石油勘探局水電廠，河南 南陽 473132）

在中性點經消弧線圈接地的系統中，常出現因為中性點位移電壓超過 DL/T620-1097規定而不能正常投運或必須提高過補償度來限制中性點位移電壓過高的情況。為了能從根本上解決中性點位移電壓過高的問題，往往需要通過準確測量A、B、C各相對地電容才能制定出準確有效的措施。本文將介紹一種測量A、B、C各相對地電容（以下簡稱為單相電容）的一種方法。

1 測量的基本原理

本文介紹的測量小電流接地系統單相對地電容的方法，是根據用“偏置電容法”測量系統對地總電容的原理，反向推算而來的。偏置電容法測量系統對地電容CΣ的計算公式為

式中，CΣ為系統三相對地電容之和；Cnd為偏置電容；Uφ、Uφ＇為增加偏置電容前后的相電壓。

根據電網所加的偏置電容Cnd及增加偏置電容前后的相電壓Uφ、Uφ＇即可求出系統對地電容CΣ。由上式可知，加裝偏置電容Cnd后該相電壓會降低，即電網三相電壓取決于對地電容值的大小，若將上式推廣到單相應用，即將每相電容視為在三相完全對稱情況下增加一偏置電容Cnd，則在系統對地電容CΣ求出后，可將系統額定電壓Ued視作Uφ、A相電壓視作Uφ＇，根據式（1）即可求出A相對地電容差值Cnd，同理也可以計算出B相、C相對地電容差值。

2 電網單相對地電容的測量、計算

圖1為小電流接地系統偏置電容測試原理圖，圖中CA、CB、CC分別為線路A相、B相、C相對地電容，測出三相電壓UA、UB、UC的值。如把偏置電容Cnd分別接于A、B、C三相，可測得三相電壓UA＇、UB＇、UC＇的值。

圖1 小電流系統偏置電容測試原理圖

偏置電容置于A相時,

根據式

計算出系統對地總電容。

同理偏置電容置于B相、C相時,依次求出系統對地總電容 CΣ(B)、CΣ(C)，根據式

求出系統總電容平均值。

根據所得系統總電容平均值CΣ、系統額定電壓Ued及測得的各相電壓，用以式（4）－式（6）計算各相對地電容差值△C

3 現場測試數據比較

2010年 5月 6日，在河南油田以恒山變電站10kVⅡ段母線為例，采用偏置電容法和金屬接地法分別進行了電網單相對地電容的測試，測試結果如下。

3.1 偏置電容法

偏置電容加裝前10kVII段母線各相二次側電壓

系統額定電壓：Ued=(10500/1.732)/100=60.62V

偏置電容加裝后 10kV II段母線各相二次側電壓，見表1。

表1 10kV II段母線各相二次側電壓值

由上述數據及公式可計算出

系統對地總電容

故單相電容及系統對地總電容為

3.2 金屬接地法

將電網A、B、C三相分別做金屬性接地，測得A、B、C三相接地電流分別為7.2A、7.32A、7.02A。根據A相接地電流是B、C相電壓作用在B、C相電容上的結果，B、C相接地電流依次類推，列以下方程進行計算

4 結論

采用偏置電容法和金屬接地法測得的總電容及單相對地電容值如表2所示。

表2 總電容及單相對地電容對比表

由表2可以看出：

1）采用偏置電容法及金屬接地法計算的系統總電容分別為 3.7309μF、3.7397μF，兩者相差 0.0088μF，誤差為 0.24%，證明用偏置電容法測量系統對地總電容代替金屬接地法測量系統電容CΣ是可行的。

2）采用偏置電容法及金屬接地法計算的單相對地電容值與用金屬接地法測量結果相差不大，A、B、C 三相誤差分別為：0μF、0.03355μF（2.8%）、0.04237μF（3.2%），不影響工程使用，可以用于指導系統三相電壓不平衡治理措施。

3）金屬接地測量法由于具有操作危險性，且易引起短路跳閘故障，一般不再采用。經研究及實驗發現，偏值電容法通過在三相上依次投入相同大小的偏值電容，可以準確測量系統電容電流，并可推廣到相間應用，進行單相對地電容值的測量、計算。

4）偏值電容法測試方便、快捷、接線簡單，測量時對電網電壓影響小；并可帶電作業，不需對電網進行倒閘操作；另外還不受電網諧波電流地影響。

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