一种中性点不接地配电网电容电流测量系统的制作方法

本实用新型属于电气技术测量领域，特别涉及一种中性点不接地配电网电容电流测量系统。

背景技术：

为了提高供电的可靠性和连续性，我国早期的中低压配电网多采用中性点不接地方式，发生单相接地故障时，在电网电容电流不大的情况下，接地电弧能够自熄，配电网可带故障继续供电1～2小时。随着我国配电网的不断发展，特别是城市电网中电缆线路的比例越来越高，对地电容不断增多，导致线路在发生单相接地故障时，流过故障点的电容电流大大增加。为了确保电网中出现的各种接地电弧能可靠熄灭，当系统电容电流大于规程要求的限值时，须安装消弧线圈以补偿接地电容电流。配电网的电容电流准确测量是决定是否安装消弧线圈以及确定消弧线圈合理补偿容量的前提。

中性点不接地系统线路电容电流的测量主要有直接测量法、人工中性点法、注入信号法和偏置电容法。

直接测量法的测量结果较为准确，但操作及接线复杂，而且有可能导致非接地相绝缘薄弱处损伤从而造成两相短路，威胁到操作人员与配电系统的安全。人工中性点法需要在10kV侧接入一组模拟中性点的电容器，该方法不仅操作上涉及到一次侧，带有安全隐患，而且在测量对地电容较大的电网时会有较大的误差，甚至会出现无法计算的情况。注入信号法往往采用谐振法或向量法，虽然不需要在一次侧进行操作，但受电网不平衡度影响较大，都需要设计工频陷波器来滤除工频信号的干扰，需要专业的测量仪器。偏置电容法受电网不平衡度影响较小，测量原理及操作简单，但仍需要在一次侧线路上接一个偏置电容， 存在安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种利用电网上的无功补偿装置和母线上电压互感器即可完成测量工作，不需要准备其它电气设备和测量工具，操作简单安全，且具有较高的精确度的测量系统。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种中性点不接地配电网电容电流测量系统，包括母线，还包括分别连接在所述母线上的无功补偿装置和电压互感器；所述无功补偿装置包括多个采用星形连接的电力电容器组。

上述的中性点不接地配电网电容电流测量系统，利用母线上的无功补偿装置和电压互感器即可获得配电网对地电容和电容电流。

本实用新型的工作原理：采用偏置电容法来测量配电网的电容电流，将连接在母线上的无功补偿装置作为偏置电容，直接从母线电压互感器读出相电压数值，通过测量在某一相上加偏置电容前后该相电压的大小，得出电网的零序电容，从而获得配电网的对地电容电流。

本实用新型的有益效果是：上述的中性点不接地配电网电容电流测量系统将并联在母线上的无功补偿装置作为偏置电容，直接从母线电压互感器读出相电压数值，不需要其他附加的仪器设备，避免了在母线上加偏置电容时带来的安全隐患，操作安全、便捷。该测量系统具有较高的精度，受配电网不平衡度影响较小。

附图说明

图1为本实用新型的一个具体实施方式的测量系统示意图；

图2为本实用新型的一个具体实施方式的测量原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细描述。

以下为具体实施方式采用的技术方案，如图1所示，一种中性点不接地配电网电容电流测量系统，包括母线，还包括分别连接在所述母线上的无功补偿装置和电压互感器；所述无功补偿装置包括多个采用星形连接的电力电容器组。

上述的中性点不接地配电网电容电流测量系统，主要是利用母线上无功补偿装置的分相投切，以及电压互感器的读数来计算配电网的对地电容，从而算出电容电流。

如图1所示，10kV母线上有线路1和线路2及线路1、线路2对地电容，10kV母线上连接电压互感器和无功补偿装置。

为了使用本实施方式中性点不接地配电网电容电流测量系统参考起见，提供以下具体实施测量的步骤：

1)将无功补偿装置的中性点接地，根据补偿容量算得无功补偿装置已接入电网的补偿电容C，从母线电压互感器读出A相电压U_A；

2)将无功补偿装置接入A相的补偿电容增加ΔC_A，待电压稳定后，从电压互感器读出A相电压U_A’；

3)根据下述公式可以算出配电网对地电容C_SUMA：

$C_{SUMA}=\frac{U_A^{\′}}{U_A-U_A^{\′}}\×{\mathrm{\ΔC}}_A-C$

4)将步骤1)、2)、3)中所述的操作在B、C两相重复一次，算出C_SUMB和C_SUMC，取平均值C_SUM＝(C_SUMA+C_SUMB+C_SUMC)/3；

5)根据公式I_C＝ωC_SUMU_φ，可以算出配电网对地电容电流I_C。

上式中ω为配电网工频角频率，为电网额定相电压。

上述步骤1)中，无功补偿装置由多组采用星形连接的电力电容器组构成，每组电容器可以实现分相投切，可以根据补偿容量的大小或电容器组的投切状况，算出已接入电网的电容值。

上述步骤2)中，通过单独向A相投入一个电容器来增加A相的补偿电容，并且应尽量选择容值较小的电容(电容最小值取1μF)。

上述步骤3)的原理如下：

测量原理图如图2所示，其为偏置电容ΔC_A两端的戴维宁等值电路。偏置电容接入前两端的开路电压为该相的母线电压U_A，等效内阻为电网的零序对地电容C₀(配电网的对地电容C_SUMA和无功补偿装置接地后增加的对地电容C之和)，在接入偏置电容后，偏置电容两端的电压变为U_A’，根据分压原理有：

$U_A^{\′}=\frac{{\mathrm{\ΔC}}_A}{C_{SUMA}+C+{\mathrm{\ΔC}}_A}\×U_A$

由此可以求得：

$C_{SUMA}=\frac{U_A^{\′}}{U_A-U_A^{\′}}\×{\mathrm{\ΔC}}_A-C$

从以上分析可以看出，所采用的模型在原理上是精确的，计算结果有较高的精度。

上述步骤4)中，为了减小配电网不平衡度对测量结果的影响以及其它的测量误差，在A、B、C三相进行相同的测量操作，对求得的配电网对地电容取平均值。

本具体实施方式在原理上采用偏置电容法来测量配电网的电容电流，直接利用母线上的无功补偿装置和电压互感器来实现相关测量，避免了在母线上加偏置电容时带来的安全隐患，操作安全、便捷，且具有较高的精度。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

虽然以上结合附图描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域普通技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变形或修改，而不背离本实用新型的原理和实质。本实用新型的范围仅由所附权利要求书限定。