小電流接地系統對地電容電流測量方法

摘 要：我國10-35kV系統以中性點不接地或經消弧線圈接地的方式為主。該方式的顯著優點是，眾所周知電力系統發生單相接地故障的幾率在60%以上，當系統發生的單相接地故障時，允許繼續運行不超過2小時。但是由于系統對地電容的存在，就有可能引發起間歇性弧光接地、鐵磁諧振等中性點位移過電壓等情況。那么安裝消弧線圈可以有效地補償系統的對地電容電流。及時、準確地測量電網對地電容電流的大小，對于系統消弧裝置的選型，實現對系統對地電容電流的科學補償顯得十分必要。

關鍵詞：電力；電容； 測量系統

中圖分類號： TD612 文獻標識碼：A

1估算法測量系統的電容電流：

1.1架空電力線路

1）中性點非有效接地系統對地電容電流近似計算公式為：

無避雷線時：（A）

有避雷線時：（A）

式中Ue—額定線電壓（kV）

L—線路長度（km）

2）、系數，因水泥桿，鐵塔線路增10%。

說明：①一般實測表明，夏季比冬季電容電流值大10%左右。

1.2電力電纜線路

三芯電纜線路在同樣電壓下，每公里的電容電流約為架空線的25倍，單芯電纜線路則達50倍。對油浸紙電力電纜近似公式如下：

6kV系統： （A/km）

10kV系統： （A/km）

其中：S—電纜截面積（mm2）

Ue—額定線電壓（kV）

2中性點外加電容法

中性點外加電容測量系統的容性電流，是在系統無補償的情況下，在系統中性點，對地接入一個適當容量的電容器，測量前后中性點的不對稱電壓和位移電壓，通過計算公式間接得到系統單相接地容性電流值，其測量原理圖如下圖所示。根據系統電容電流的形成原因，我們采用在系統中性點處外加電容Cad，視中性點電壓Uo為一個恒壓源，則所加電容Cad和系統總電容Cx串聯，測量Cad兩端電壓Un及中性點電壓Uo（不加電容），不難得出計算公式：

Un/（Uo-Un）=Cx/Cad

Cx=CadUn/（Uo-Un）

Ic=UωCx

有時，還會遇到系統三相很對稱，這時，中性點不對稱電壓和位移電壓很低，無法準確測量和計算，需考慮在某一相上添加偏移電容。人為地加大中性點電壓，便于測試，計算時，電容值再減去偏置電容量，如下式：

中性點外加電容測量系統的容性電流，是在系統無補償的情況下，在系統中性點，對地接入一個適當容量的電容器，測量前后中性點的不對稱電壓和位移電壓，通過計算公式間接得到系統單相接地容性電流值，其測量原理圖如下圖所示。根據系統電容電流的形成原因，我們采用在系統中性點處外加電容Cad，視中性點電壓Uo為一個恒壓源，則所加電容Cad和系統總電容Cx串聯，測量Cad兩端電壓Un及中性點電壓Uo（不加電容），不難得出計算公式：

Un/（Uo-Un）=Cx/Cad

Cx=CadUn/（Uo-Un）

Ic=UωCx

有時，還會遇到系統三相很對稱，這時，中性點不對稱電壓和位移電壓很低，無法準確測量和計算，需考慮在某一相上添加偏移電容。人為地加大中性點電壓，便于測試，計算時，電容值再減去偏置電容量，如下式：

由上述計算式知：Cx與系統頻率無關，中性點高次諧波電壓不會影響測量過程及結果，中性點外加電容法是現場常用地較簡捷地一種方法。

3母線外掛電容法

母線外掛電容法測量系統對地電容電流，是在系統無補償的情況下，在系統的某一相線上對地接入一個適當容量的電容器，根據相電壓的變化值，通過公式計算間接得到電流值，其原理圖如下圖所示：

C=Cad*Ua/（Uo-Ua）

IC=ωCUφ

Ua：掛電容后相電壓

U0：掛電容前相電壓

4儀器測量接地電容電流法

在系統的PT二次輔助線圈注入小電流的變頻測量信號，采用高性能A/D采樣回路和數字信號處理器，對注入的測量信號進行計算分析，可直接讀出被測系統的對地電容電流值。為了使測量數據準確，測量時應拆除待測系統中的消協裝置。測量接線示意圖如下：

參考文獻

[1] 孫凌云. 小電流接地系統單相接地故障選線和測距的研究 2008.

[2] 潘永剛 .小電流接地選線模擬實驗系統的研制 2002.