HD-900A配網手持式電容電流測試儀的詳細的操作

一、 使用概述

目前，我國電力系統(tǒng)的電源中性點一般是不直接接地的，所以當線路單相接地時流過故障點的電流實際是線路對地電容產生的電容電流。據統(tǒng)計，電力系統(tǒng)的故障很大程度是由于線路單相接地時電容電流過大導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10kV和35kV系統(tǒng)電容電流分別大于30A和10A時，應裝設消弧線圈以補償電容電流，這就要求對其電容電流進行測量以做決定。另外，電力系統(tǒng)的對地電容和PT的參數配合會產生PT鐵磁諧振過電壓，為了驗證該配電系統(tǒng)是否會發(fā)生PT諧振及發(fā)生什么性質的諧振，也必須準確測量電力系統(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備，因而存在試驗危險、操作繁雜，工作效率低等缺點。進而出現了在PT二次側注入信號法測量電網電容電流；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直接相連，因而試驗不存在危險性，無需做繁雜的安全工作和等待冗長的調度命令，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據。從PT開口三角處注入的是微弱的異頻測試信號，所以既不會對繼電保護和PT本身產生任何影響，又避開了50Hz的工頻干擾信號。

但是，現有的基于PT二次側注入信號法的測試儀體積及重量較大，便攜性較差不利于測試量較大的工況。

為解決這些問題，華頂電力在上一代基于PT二次側注入信號法測試儀的基礎上，經過重新研發(fā)設計，開發(fā)出新一代手持式電容電流測試儀。采用全新硬件結構和速度更快的ARM處理器及AD轉換器，內置全新的全數字變頻逆變電源，將連個頻率的注入信號整合為一個波形，采樣后再通過傅里葉變換提取各個頻率的角度與幅值，因此一次測試就可得出測量數據。提高了測試效率。與前一代相比，新一代體積和重量都大大減小，更加便于攜帶和現場測試。加入新的測量方法，以解決4PT連接方式電網電容電流測試精度不高的問題。

該測試儀采用工業(yè)彩色液晶屏（強光下可讀）、中文菜單、人機交互更加友好，并且具備U盤存儲功能。接線簡單、測試速度快、測試穩(wěn)定性和數據準確性高，大大減輕了試驗人員的勞動強度，提高了工作效率。

二、 手持式操作的特點

為便攜式設備，體積小、重量輕。具有操作簡便、精度高、抗干擾、防震、攜帶方便等特點；采用大容量鋰電池,一次充電可連續(xù)使用6小時以上，并且電池可隨時更換，為用戶連續(xù)試驗提供保障； 軟件功能齊全，內置使用說明、按鍵說明、接線示意圖、注意事項等各種介紹，方便用戶現場試用時查閱。 不掉電時鐘和日期顯示，具有本機存儲和U盤存儲功能，可以存儲更多數據，帶有R232和USB接口方便與計數機數據對接。

測量范圍：0.3μF～200μF 1A～400A準 確 度：±(讀數×5%+2字)

工作電源：AC100-240VAC 0.8A, 50/60Hz體積：200mm(長)×100mm(寬)×60mm(高)

使用溫度：-10℃～50℃相對濕度：＜90%，不結露

四、變壓器中性點異頻信號注入法

電容電流測試儀是從PT開口三角側來測量系統(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（頻率非50Hz，目的是為了消除工頻信號的干擾），在PT高壓側A、B、C三相感應出3個電流方向相同的電流信號，此電流為零序電流，因此它在電源和負荷側均不能流通，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。

根據圖2的物理模型就可建立相應的數學模型，通過檢測測量信號就可以測量出三相對地電容值3C0，再根據公式I=3ωCOUφ（Uφ為被測系統(tǒng)的相電壓）計算出系統(tǒng)的電容電流。

五、配電網中PT接線方式及PT的變比

配電網中的PT接線方式和PT的變比會對測試儀的測量結果產生很大的影響，如果PT的接線方式和變比選擇不正確，測量結果將不是系統(tǒng)的真實電容電流值，而是真實值乘以兩變比之商的平方倍。因此為了測得正確的數據，在測試前必須對配電網中PT的接線方式及PT變比有一個清晰的了解。目前，我國配電網的PT接線方式有以下幾種：

1、3PT接線方式

這種接線方式分“N接地”、“B相接地”兩種，分別如圖 4和圖 5所示。對于這兩種方式，均從N-L兩端注入測試信號。根據所用PT的不同，分成三種類型

圖 4、圖 5所示的系統(tǒng)運行方式是從開口三角測量系統(tǒng)容流時所必須的運行方式，而對于一般的配網系統(tǒng)，并不都是處于這樣的運行方式下，例如在系統(tǒng)中還接在消弧線圈、PT高壓側中性點接有高阻消諧器、PT開口三角接有二次消諧裝置等。這時，必須將運行方式轉換為圖 4或圖 5所示的運行方式。

常見的采用3PT接線方式的配網其運行方式如圖 6所示

測試步驟：

（1）檢查測量用的PT高壓側中性點是否安裝有高阻消諧器，如有，將其短接。從測量原理可知，選用哪組PT進行測量，我們就只考慮這組PT的接線情況。而無需關心系統(tǒng)內的其他PT的情況。如果系統(tǒng)中有些PT安裝高阻消諧器，有些沒安裝，則完全可以從沒有安裝高阻消諧器的PT進行測量，這樣可以省去短接消諧器的工作。

（2）檢查消弧線圈是否全部退出運行。在有電氣聯(lián)系的被測電壓等級系統(tǒng)中所有消弧線圈均要退出運行，并非只退出該變電站的消弧線圈。同時只考慮被測電壓等級的情況，無需考慮其他電壓等級的情況。例如，被測變電站A為10kV系統(tǒng)，并通過聯(lián)絡線與變電站B的10kV系統(tǒng)相連，變電站A有2臺消弧線圈，變電站B有1臺消弧線圈，則測量時有電氣聯(lián)系的這3臺消弧線圈均要退出運行；而35kV系統(tǒng)有無消弧線圈則無需考慮。

（3）退出PT 開口三角的消諧裝置。如果經過實測證明，開口三角所接的某些廠家某些型號的二次消諧裝置對測量結果沒有影響，則消諧裝置可以不退出運行。一般對于微電腦控制的消諧器，其只有在系統(tǒng)有諧振發(fā)生時才動作，該類消諧器一般對測量無影響。

（4）如果PT二次側并列運行（很少見），則將其改為單獨運行。

（5）確保將華頂電力測試儀的電流輸出端正確接到圖7的開口三角N-L上。一般在二次的端子編號為N600和 L630。為了確保連接正確，可以按下列方法進行檢查：用萬用表分別測量PT二次側三相電壓和開口三角電壓；將三相電壓中的最大值減去最小值得到的差和開口三角電壓比較，如果兩者差不多，就說明找到的開口三角端是正確的；如果兩者差別很大，則說明沒有正確找到開口三角端。例如，測量得到三相電壓分別為61V、60V、59.5V，則正確的開口三角電壓應為1.5V左右，如果測量得到的開口三角電壓僅為0.2V，說明所找的開口三角端不正確或PT開口三角連線已經斷開（在現場實測中發(fā)現有多個變電站的PT 開口三角連線斷開情況）。

（6）選擇正確的PT變比，也就是選擇正確的PT接線方式。電容電流測試儀是通過選擇PT連接方式和設定系統(tǒng)額定高壓來確定PT變比的，這樣對于試驗人員會更方便、快捷。PT一般是采用100/3V的二次繞組連接成開口三角，但也有特殊的情況，有些變電站的PT采用100V二次繞組組成開口三角。為了確保選擇變比的正確，可以通過測量組成開口三角的各繞組的電壓來確定。

（7）完成以上操作后，就可以使用電容電流測試儀進行電容電流的準確測量。

2、4PT連接方式

大部分變電站中的4PT的連接方式有兩種接法，分別如圖9和圖10所示。對于圖9中這種4PT的接線方式，組成星形的三個PT的開口三角側被短接，系統(tǒng)零序電壓由第四個PT的測量線圈來測量，各相電壓分別從A－N、B－N、C－N端測量。這種接線方式下，系統(tǒng)單相接地時N－L端的電壓為57.7V。

圖10和圖9中的接線唯一區(qū)別是在N－L端串接入第四個PT的33V二次線圈，這樣當系統(tǒng)單相接地時，N－L兩端電壓為91V（即57.7V＋33.3V）。

在圖9和圖10中,測量信號都是從N-L端注入。

在圖9中，零序PT（即第4個PT）的二次零序繞組是ox-oa繞組，其電壓通常為（V），則測量時PT變比為。這種接線方式和變比下，對應于測試儀的“PT方式”中的“4PT”方式。也就是說，如果接線方式如圖9所示，則在測量電容電流前必須將“參數設置”屏幕中的“PT方式”設置為“4PT”。

在圖10中，零序PT（即第4個PT）的二次零序繞組是由主繞組ox-oa繞組和副繞組oxo-oao串聯(lián)組成，主繞組ox-oa的電壓為（V），副繞組oxo-oao的電壓為100/3V，則測量時PT變比為（其中為電力系統(tǒng)的線電壓，如6kV、10kV或35kV）。這種接線方式下，對應于測試儀的“4PT1”連接方式。

第三種4PT接線方式如圖11所示。這種接線方式比較少見，但在系統(tǒng)中還是存在。在圖11中這種接線方式三相PT的三個二次輔助繞組即：1ao-1xo、2ao-2xo、3ao-3xo組成開口三角L601-L602，oa-ox和oao-oxo為零序PT的兩個二次繞組，它們與開口三角L601-L602組成一個大的開口三角N600-L601。相電壓也是從a、b、c與N600中測量。

對于這種接線方式，將L601和L602短接，并從N600和L601端注入測量電流，“PT方式”選擇“4PT1”即可。

注意：在測量前還應將與PT二次繞組并聯(lián)的其它PT二次繞組斷開；退出系統(tǒng)中消弧線圈。

3、測量注意事項

對于4PT的接線方式，當被測的三相對地電容小于30微法時（10kV電容電流約為55A），測量結果是準確的。但當被測系統(tǒng)對地電容容量太大時，測量結果就會隨電容的增大而偏差較多。如果想要進行準確測量，可采用以下幾種方法：

1）如果系統(tǒng)中變壓器有中性點或者有接地變壓器，也可采用下面介紹的變壓器中性點異頻信號注入法進行測量。

2）將4PT連接方式轉變?yōu)?PT連接方式，然后按前面所述的3PT方式進行測量。

將4PT連接方式轉變?yōu)?PT連接方式的方法如下：

對于4PT連接方式1和方式2， 將第四個PT高壓側短接，并將被短接的開口三角側打開，從打開兩側注入電流測量即可。這時4PT連接運行方式就完全變成了3PT連接運行方式。

對于4PT連接方式3，將零序PT即圖11中所示的PT4的高壓繞組短接，將儀器的電流輸出端接到圖11中所示的開口三角L601-L602，就可以開始測量了。其接線圖如圖12所示。

六、從變壓器中性點測量配網電容電流的方法

1、測量方法說明及測量特點

變壓器中性點異頻信號注入法與補償電容器組中性點異頻信號注入法類似，具備補償電容組中性點異頻信號注入法的所有特點。

注：變壓器中性點異頻信號注入法，需要一個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）；測試儀的參數設置中“PT方式”應選擇“1PT”。

2、測量原理

變壓器中性點異頻信號注入法測量原理如見圖5

圖5中：

PT：外接單相電磁式電壓互感器

Tr：變壓器35kV側繞組，或是10kV系統(tǒng)的接地變，O為變壓器中性點

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）

3、測量步驟

1 查看不接地系統(tǒng)的接線方式和運行方式，系統(tǒng)所有線路均已投入。

2 現場已配置消弧線圈的，根據接線方式和運行方式，退出與被測系統(tǒng)有電氣聯(lián)系的所有消弧線圈。

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接地。

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可靠接地。

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。在變壓器中性點隔離開關處，利用絕緣操作桿將電纜的另一端與該變壓器中性點相連。無中性點隔離開關的變壓器可在其它操作方便處將電纜與中性點相連。連接部位需可靠接觸。

6 單相電壓互感器周圍設置安全圍欄，安全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”標示牌。

7 測試人員位于絕緣墊上開始測試。

七、操作使用說明

所有測試線接好以后，打開電源開關，儀器初始化后進入“開機界面”屏（見圖13）。

1、參數設置

接線方式可以設置為1PT、3PT、3PT1、3PT2、4PT、4PT1六個中的一個。

電壓等級設置位線路的電壓等級如 10KV、35KV等。

試品編號設置實驗標記，方便以后將歷史數據對應到相應的變電站。

按上下左右鍵選擇相應的選項，按“確認”鍵進入所選功能。 設置完成按“啟動/停止”，進行測試。

2、數據測試

上圖中，黑框中顯示的測試電容為配網線路三相對地電容的總和，電容電流為此對地電容值折算到額定電壓下的電容電流值。下面顯示的開口三角電壓，為實際上開口三角處的工頻電壓值，這個電壓值過高會影響測量精度。U1,U2,I1,I2,A1,A2這些值為測試過程數據。

3、歷史數據

按“記錄”切換到“歷史記錄”屏幕見圖16。按上下鍵切換顯示的歷史數據，按存儲建將數據保存到U盤

圖16 測量記錄查詢

4 實時時鐘設置

按“設置”按鍵均可打開如下圖所示參數設置界面。

用戶可以通過此界面設置背光亮度，電量顯示方式（電壓值/百分比）還可以進行時間設置。時間設置完畢需要確認才能保存。

“語言選擇”可以改變界面顯示語言，有中文和英文兩個選擇項，改變語言需要重啟設備才能完全生效。見圖17

八、使用注意事項

1 使用儀器時請按本說明書接線和操作。

2 接地端子應就近可靠接地。

3 測試開始前請輸入正確的參數設置。

4 測量過程中如果電流輸出端子無電流輸出，請檢查接線。

5 當零序3U0電壓過高時，如果正在進行電容電流測量過程，則自動停止測量過程；如果未啟動測量，則不能啟動測量過程，直至零序3U0電壓降低至安全范圍。

6為了確認電容電流測試儀是否正常，可以在PT不帶電的情況下對測試儀進行檢驗和校準。檢驗方法如下：取一個10kV（其他電壓等級亦可）的PT，在高壓端接入一個已知電容量的電容（耐壓大于100V即可），將二次側主繞組a-x端（電壓為）與測試儀的電流輸出端連接，即從a-x端進行測量。設置儀器的“額定高壓”為“10kV”（其它電壓等級PT，按照PT電壓等級設置）、“PT方式”設置為“1PT”，開始測量過程。如果測量結果和已知電容的電容量一致，說明該儀器工作正常、測量準確，可以用于現場測量。