谐振接地系统电容电流测量方法浅议

谐振接地系统电容电流测量方法浅议
发表时间：2018-04-16T16:41:29.173Z 来源：《电力设备》2017年第33期作者：金宁1 何敬元1 陈腾飞1 武金才1 解志新2 俞[导读] 摘要：谐振接地系统电容电流的大小是确定消弧线圈补偿档位的重要依据，由于理论计算值和实际测量值差别较大，所以必须实际测量系统电容电流的大小，所以根据不同的需要，在众多的测量方法中，现就电位偏移法、单相接地法、单相电流法三种测量方法进行探讨。

（1国网吴忠供电公司宁夏吴忠 751100；2国网宁夏电力公司宁夏银川 750001； 3国网宁夏电力公司培训中心宁夏银川 750001）摘要：谐振接地系统电容电流的大小是确定消弧线圈补偿档位的重要依据，由于理论计算值和实际测量值差别较大，所以必须实际测量系统电容电流的大小，所以根据不同的需要，在众多的测量方法中，现就电位偏移法、单相接地法、单相电流法三种测量方法进行探讨。

关键词：谐振接地；中性点；零序；电位偏移；消弧线圈；电容电流；单相接地通常变电站35kV系统是谐振接地系统，当接地的电容电流较大时，在接地处引起的电弧就很难自行熄灭。

在接地处还可能出现间隙电弧，间歇电弧将引起相对地的过电压，这种过电压会传输到与接地点有直接电连接的整个电网上，更容易引起另一相对地击穿，而形成两相接地短路。

电力行业标准GB/T50064-2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中明确规定：“3～10kV架空线路构成的系统和所有35kV、66kV电网，当单相接地故障电流大于10A时，中性点应装设消弧线圈”，以补偿单相接地时的电容电流。

为了确定消弧线圈的补偿电流，就要知道变电站出线总的对地电容电流范围。

本文从理论上分析了35kV系统电位偏移法、单相接地法、单相电流法三种测量方法，针对其特点，实际应用中可根据安全方面要求、对用户是否停电等，选择测量方法。

1、电位偏移法
通过改变消弧线圈档位，在不同档位下，测量出不同的参数值、解方程，从而得出电容电流值。

图1是系统测量接线图：
图1
1.1测量方法及步骤
1）拉开35kV主变中性点刀闸-1，测量开口三角电压U0值，以Ua为基准测量U• a与U• 0夹角θ， 2）把消弧线圈设在Ⅰ档，合上35kV主变中性点刀闸-1，测量Ij1的值及I• j1与U• a的相位角ψ1； 2）把消弧线圈设在Ⅸ档，合上35kV主变中性点刀闸-1，测量Ij2的值及I• j2与U• a的相位角ψ2；
1.2计算补偿电容电流
1）计算零序电压与零序电流的相位差，图2是相位关系图 φ1=ψ1-θ
φ2=ψ2-θ
图2
2）计算补偿电容电流的大小；以U• 0=U0∠0°（U0为参考向量） I• j1=I1∠-ψ1，I• j2=I2∠-ψ2，U• 0=U0∠0° 计及电导电流时的电容电流Ic
Y=1R+jωc
U• 0=I• j1jx1+I• ji Y
U• 0=I• j2jx2+I• j2 Y
Ue—系统额定线电压；Y—三相对地导纳；
Ie1(Ien)—消弧线圈Ⅰ档（n档）补偿电流
Y=I• j1-I• j2I• j2jx_x001F_2-I• j1jx1*I• 2-I• 1n2-n1
Ij表示三相对地导纳电流，电容电流的值为Ic(如果在某一相增加了接地电容应把这部分电容电流从Ic减去)。

不计及电导电流时的电容电流Ic
U• 0=I• 1j（x1-xc），U• 0=I• 2j（x2-xc）
1.3电位偏移法特点：
1）测量方法简单，无需对用户停电，一次设备操作少。

2）通过消弧线圈的电流小，零序电压低，间接测量计算多，准确度较差。

2、单相接地法
2.1测量步骤与计算
1）在35kV空间隔选择A相做人工接地；
2）测量I• j、U• j、U• ooˊ的值以及I• j与U• ooˊ的相位差，以U• ooˊ为电压量、I• j为电压量测量W上的有功功率，健全相电压U• B、U•C，其中，Ijc=Ijsinφ(电容电流)IjR=Ijcosφ(电导电流)
3）以B相和C相分别接地，重复2.1.1、2.1.2步骤得：
I• ja=I• b+I• c=(U• b-U• a)Yb+(U• c-U• a)Yc⑴
I• jb=I• c+I• a=(U• c-U• b)Yb+(U• a-U• b)Ya⑵
I• jc=I• a+I• b=(U• a-U• c)Ya+(U• b-U• c)Yb⑶
由于I• ja、I• jb、I• jc、U• a、U• b、U• c可以测量出，列以上方程可得： Ya=a1+jb1Ya=a+jb1
Yb=a2+jb2若：a1=a2=a3=a得Yb=a+jb2
Yc=a3+jb3Yc=a+jb3
电容电流（A、B、C三相）为：
Ica=b1Ue/，Icb=b2Ue/，Icc=b3Ue/
2.2单相接地法特点：
1）测量方法较简单，无需对用户停电。

2）测量直观、准确，间接测量计算少。

3）各相导纳计算复杂，不直观，误差较大。

3、单相电流法
3.1测量方法及步骤：
1）将主变35kV侧套管引线B、C相接线打开，只保留A相，在断路器线路侧引线板处将三相短接，接入电流表A1、A2、A3，有功表W1、W2、W3，将主变35kV侧中性点直接接地；
2）合上主变三侧开关，使35kV侧单相运行；
3）读取Ia、Ib、Ic以及Ua为电压量读取W1、W2、W3；
4）以U• a为参考量测量U• a与I• a、I• b、I• c的夹角φ1、φ2、φ3；
3.2、计算各相电导、导纳、电纳、电容电流
1）各相电导
2）各相导纳
ya= IaUa； yb= IbUa；yc= IcUa
3）各相电纳
ba=，A=ya2-ga2
bb= ，B=yb2-gb2
bc=，C=yc2-gc2
4）各相电容电流
或：
Iac=Iasinφ1Iag=Iccosφ1
Ibc=Ibsinφ2Ibg=Ibcosφ2
Icc=Icsinφ3Icg=Iccosφ3
3.3单相电流法特点：
1）测量方法简单、安全；
2）数据全面直观，可以了解中性点偏移原因；
3）计算比较简单；
4）需要对用户停电。

4、小结
上述方法中可以根据需要和可行性采取其中任意一种，如果测量准确度要求不是很高，对用户停电不具备条件，可以采用电位偏移法或单相接地法，若测量准确度要求较高，可以采用单相电流法。

参考文献：
[1]何仰赞,温增银.电力系统分析.上册[M].华中科技大学出版社,2002.
[2]电力工业部西北电力设计院.电力工程电气设备手册:电气一次部分(上下)[M].中国电力出版社,1998.。