智能型電流不平衡測試儀設計探析

沈陽金凱瑞科技有限公司 孫以心

智能型電流不平衡測試儀設計探析

沈陽金凱瑞科技有限公司 孫以心

對于用電設備電流變化較大且快的情況往往無法準確測量，且不能反映電流不平衡的過程，針對此種情況，設計開發了一種智能型電流不平衡測試儀：簡要分析了大型串聯電容補償裝置不平衡電流的監測方法：計算電容量不平衡度法和模擬不平衡電流測試法。主要探討了停電狀態下不平衡電流的模擬測試方法，認為這種方法是對電容器組進行試驗之后的一種無法替代且有效的手段。并通過應用例說明了這種方法的實用性。

電流測試；測試分析；改善建議

一、不平衡電流檢測

串補裝置不平衡電流有多種檢測方法，各種測試方法有各自的優缺點。利用基于信號注入法選線裝置中現有變送裝置，可以實現暫態零序電流的檢測。仿真結果表明，采用較高精度的交流電壓和電流測量儀表，該組合方法不需要增加設備就可以有效提高選線的可靠性和準確性。

智能型電流不平衡測試儀原理是將被測電流的導線放入鉗口中閉合鐵芯，然后由單只的電容器串聯組成的電容器組串補裝置，由接在次級線圈兩端的電流表指示出電流大小。電流互感器和電流表體內的核心部件又是由若干無法替代的電容元件串聯組成。此時使次級線圈再次產生感應電流必須通過電流的導線產生旋轉磁場切割閉環鐵芯。如果引起整個電容器組電容量的改變，那么電容器內部幾個電容元件都必然造成損壞，但是智能型電流不平衡測試儀所不同的是，接在次級線圈兩端的不是整臺電流表，所以電容器電容量不會有太大的改變。

對于大型串補裝置來說，只有當電容器元件損壞數達到一定量時．才需要更換有較多損壞元件的電容器。而少量的電容器內部元件的損壞對整體電容量的整體影響不大，而串補裝置在高壓重載線路上并不妨礙串補裝置的繼續運行。但是必須在運行狀況下對其內部故障進行監測，對外保護裝置進行保護。每相串補裝置的電容器，由四部分組成西林電橋橋型電路。為每部分橋型電路檢驗流計位置，這樣就能保證整個裝置的安全運行，并且有效地監測電容器組中電容器單元的損壞數量。

目前檢測不平衡電流的方法有兩種：第一種計算電容量不平衡度法，第二種模擬不平衡電流測試法。如果在停電檢修的調試狀態下，特別是在對損壞電容器進行更換調整之后，必須對更換后的效果重新進行測試計算．它不但可以對運行后裝置的不平衡狀態有一個基本掌握，還可以檢查工作量。

二、測試結果分析及整改對策

智能型電流不平衡測試儀是一種便攜式測試儀器，該測試儀能顯示抽油機運行一周內電流的最大和最小值，可以根據測量電流的大小來實現配備不同的鉗型表頭滿足要求，通過油田現場測試，顯示簡單的展開曲線電流閉環，能儲存計算機通訊數據。

首先檢查接線并緊固電流接線兩端，盡量減小二次負荷，驗證第三只電流表是否符合標準。經過檢查發生故障原因是電流互感器故障。因為長時間運行電流較高，而且電容補償量太大，電流互感器長時間過熱電氣試驗保護整定校驗及倒電投切電容等原因，造成線圈絕緣及熱穩定性發生客觀變化，互感器電流瞬間變化可能使互感器產生剩磁，準確性、可靠性都受到一定的影響。投運后觀察三相電流平衡，用經校驗合格的電流互感器更換。保護電容器組安全穩定運行串補裝置的不平衡電流監測是在線監測電容器組運行狀態的重要手段。

在實際操作中出現故障，可采用以下這些方法。

(一)系統的運行方式改變，應當適當調整網絡的電容分布。調整網絡的電容分布通常有2種措施。

1.從載波通訊組織的情況看，應適當調整載波藕合電容器的安裝相位。

2.導線換位，線路導線換位是解決不平衡電容的最根本的方法之一。

(二)調整載波藕合電容器的安裝導線換位。如果網絡上運行的線路短，即它的不對稱程度小，對系統運行幾乎沒什么影響；但如果網絡上運行的線路長，不對稱程度大，那么它對系統的正常運行影響大，但是由于受很多因素的影響，相對地等效電容不對稱是客觀存在的，只是不對稱度的大小不同而已。

采用電纜換位是一種調整電容平衡的好方法，施工工期短、簡便、投資見效快都是顯而易見的。當線路的長度超過標準值時，電容流大、系統不對稱時，要設法調整電容分布，盡量使之達到平衡，而在原有的網絡線路上，中性點位移量大，電壓嚴重不對稱，將嚴重影響系統的正常運行。

三、電流檢測儀設計建議

(一)建議將電容接線方式由三角接線改為星形接線，保證三相電容補償電流平衡?？梢酝瑫r加設三相電流橫差保護，這樣電壓引起的電容器性能變化較小。

(二)從變電運行記錄分析該系統有功負荷平均率，對用電負荷進行測試，系統中使用的壓風機、扇風機等同步電機容性負載系統含量過大。無功集中補償電容的無功損耗特別在低壓末梢損耗較大，補償效果不佳，設備運行效率低，而且集中補償運行費用高。建議推行無功就地補償集中運行費用，以此減少集中補償量。同時杜絕輕載及空載運行，大馬拉小車等現象。

(三)變電所開關柜的電流互感器，別對長期滿載的開關柜電流互感器，可以引入每年一次的電氣預防性試驗內容。因為長時間過熱絕緣性能以及熱穩定性能會增大誤差，甚至會出現匝間短路，將影響繼電保護安全可靠性及計量指示的準確性。

(四)在應用這項技術時，通常需要預先確定一個流動電流值作為假定實驗值，假定實驗值的合理性和可靠性將直接影響到控制效果的好壞，所以控制系統需要根據檢測值與設定值之間的偏差進行調節。

四、結束語

系統地分析了常規條件下不平衡電流在檢測時出現的故障以及導致流動電流設定值有所改變的因素，并研究出解決方法。在此基礎上，提出了流動電流設定值選取時的建議，響應速度較慢的固有缺點，但能夠檢測瞬時變化的電流。為更好地應用流動電流技術提供了依據瞬間變化電流的檢測儀克服了指針式和光標式檢流計在電路中的損耗。

[1]郝亮亮,孫宇光,邱阿瑞等.基于主保護不平衡電流有效值的轉子匝間短路故障監測[J].電力系統自動化,2011,35(13):83-87,107.

[2]劉奇,任建文.基于Prony算法的小電流接地系統不平衡電流分析[J].電力系統保護與控制,2011,39(13):14-19.

[3]周波,蘇弘.弱電流測試儀的研制[J].核電子學與探測技術,2003,23(1):94-96.

[4]葉品元.新型接觸電流測試儀校準方法研究[D].廣東工業大學,2009.

[5]古建平.接觸電流測試儀校準方法探討[J].現代測量與實驗室管理,2010,18(4):11-12.