一种电网电容电流在线测试装置及测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电网设备领域，尤其是一种电网电容电流在线测试装置及测试方法。
【背景技术】
[0002] 随着配网系统的高速发展，配网电容量增大较快，当出现单相接地时，电容电流引 起的燃弧不能自熄，容易引起过电压损坏电力设备的事故。目前监测配网系统电容电流采 用停电短接消谐器后再送电测试的方式进行电容电流测试，此方法需母线TV停送电三次， 一个变电站大约需3人10小时才能完成，费时费力，且影响人们正常用电。
【发明内容】
[0003] 为此，本发明提出了一种可以解决上述问题的至少一部分的新电网电容电流在线 测试装置及测试方法。
[0004] 根据本发明的一个方面，提供了一种电网电容电流在线测试装置，包括，过压保护 单元，与信号激励单元及信号采集单元连接，用于检测开口三角形电压是否过压，并发出相 应信号，保护在线测试装置;信号激励单元，与上位机连接，用于给PT(电压互感器)开口三 角形提供激励信号;信号采集单元，用于采集所述激励信号和PT开口三角形的电压信号，并 将所述激励信号和所述电压信号传输到上位机;上位机，与所述信号采集单元连接，用于对 信号采集单元采集的信号进行处理运算，输出处理预算结果。
[0005] 可选地，电网电容电流在线测试装置还包括，无线信号发射单元，与上位机连接， 用于将处理预算结果通过无线的方式发送到远端服务器，便于人们查看。
[0006] 可选地，电网电容电流在线测试装置还包括，程控电源，用于通过上位机控制，给 各单元供电。
[0007] 根据本发明的另一个方面，还提供了一种电网电容电流在线测试方法，包括，步骤 1，检测PT开口三角形的电压是否过压，若PT开口三角形的电压过压，则发出报警信息;若PT 开口三角形的电压未过压，则继续进行测试步骤;步骤2,短接消谐器，给PT开口三角形发出 频率不同的3个恒定电流信号，并采集3个恒定电流信号和3个PT开口三角形的电压信号，并 将采集的信号传输到上位机;步骤3,根据三频法计算电容电流值，并判断能否计算出电容 电流值，若能计算出电容电流值，贝显示电容电流值;若不能计算出电容电流值，则继续进 行测试步骤;步骤4,短接消谐器，给PT开口三角形发出频率不同的2个恒定电流信号;并采 集2个恒定电流信号和2个PT开口三角形的电压信号，并将采集的信号传输到上位机;步骤 5,根据向量法计算电容电流值，并显示电容电流值。
[0008] 可选地，在所述步骤2中，所述给PT开口三角发出频率不同的3个恒定电流信号之 后还包括将消谐器解除短接。
[0009] 可选地，在所述步骤4中，所述给PT开口三角发出频率不同的2个恒定电流信号之 后还包括将消谐器解除短接。
[0010] 使用本发明提供的电网电容电流在线测试装置监测配网系统电容电流，不需要停 电测试，检测方便，省时省力，且不影响人们正常用电。
【附图说明】
[0011]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通 技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明 的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中在附图中，参考数字 之后的字母标记指示多个相同的部件，当泛指这些部件时，将省略其最后的字母标记。在附 图中：
[0012] 图1为本发明提供的一种电网电容电流在线测试装置的结构示意图；
[0013] 图2为三频法测量原理图；
[0014]图3为三频法测量的PT的等效电路图；
[0015]图4为向量法测量原理图；
[0016] 图5为向量法测量的PT的等效电路图；
[0017] 图6为本发明提供的一种电网电容电流在线测试方法得流程图；
[0018] 其中，101、电网电容电流在线测试装置；102、过压保护单元；103、信号激励单元； 104、信号采集单元;105、上位机。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。
[0020] 根据本发明的一个方面，如图1所示，提供了一种电网电容电流在线测试装置101， 包括，过压保护单元102,与信号激励单元及信号采集单元连接，用于检测开口三角形电压 是否过压，并发出相应信号，保护在线测试装置;此处所述的过压，指的是电网出现故障时 在开口三角形处产生的电压，该电压一般设置为28V-32V，此处所述的相应信号指的是与输 入电压是否过压相对应的信号，具体的可以是:若输入电压过压，发出报警信号，最好使用 声光报警信号，以便人们发现，报警信号可以由过压保护单元提供，也可以将保护单元与上 位机连接，通过上位机提供报警信号，此处不做具体限定;若输入电压未过压，发出安全信 号，此处的安全信号一般是3.3V高电平信号，触发其它单元开始工作。信号激励单元103,与 上位机连接，用于给PT开口三角形提供激励信号;信号采集单元104，用于采集所述激励信 号和PT开口三角形的电压信号，并将所述激励信号和所述电压信号传输到上位机;上位机 105，与所述信号采集单元连接，用于对信号采集单元采集的信号进行处理运算，输出处理 预算结果。本申请使用的过压保护单元、信号激励单元、信号采集单元和上位机可以使用现 有的成品，也可以根据现有技术的原理自己生产，此处不做具体限制。
[0021] 在实际应用中，为了方便人们查看测试结果，电网电容电流在线测试装置还包括 无线信号发射单元，无线信号发射单元与上位机连接，能够将处理预算结果通过无线的方 式发送到远端服务器，便于人们查看。
[0022] 在实际生产中，为了方便供电，电网电容电流在线测试装置安装有程控电源，程控 电源也称为程控测试电源，能够提供稳压、恒流、可移相、可变频大功率工频正弦信号。采用 微机控制，能够进行电压、电流、相位、频率、功率表的试验和检定，微机控制，程控实现软启 动，软停止，从而避免了对仪表的冲击和损坏，技术先进，全程控、全按键操作，体积小、重量 轻、携带方便，既可用于实验室，也可以现场使用，本申请中通过上位机控制程控电源，给各 单元供电。
[0023] 本发明提供的电网电容电流在线测试装置，使用的时候将该装置与PT连接，监测 配网系统电容电流，不需要停电测试，检测方便，省时省力，且不影响人们正常用电。
[0024] 根据本发明的另一个方面，还提供了一种电网电容电流在线测试方法，使用上述 的电网电容电流在线测试装置，参见图6,该方法包括，步骤1，检测开口三角形的电压是否 过压，若PT-次线圈的电压过压，则发出报警信息；若PT开口三角形的电压未过压，则继续 进行测试步骤，具体的可以通过发出安全信号触发测试装置继续进行测试步骤;步骤2,短 接消谐器，给PT开口三角形发出频率不同的3个恒定电流信号;并采集3个恒定电流信号和3 个PT开口三角形的电压信号，并将采集的信号传输到上位机，本申请所述的短接消谐器及 下述解除短接一般是采用自动控制短接或解除，具体的，可将消谐器并联一个固态继电器， 将固态继电器与在线测试装置连接，通过在线测试装置给固态继电器发送触发信号来控制 固态继电器动作完成消谐器的短接和解除短接，当然也可以用按钮开关控制，此处不做具 体限定;步骤3，根据三频法计算电容电流值，并判断能否计算出电容电流值，若能计算出电 容电流值，则显示电容电流值;若不能计算出电容电流值，则继续进行测试步骤;此处所述 的三频法原理如下：
[0025] 三频法测量：
[0026]从PT开口三角侧分别注入频率不同的恒定电流，并同时从开口三角侧测量反馈回 的电压值，根据PT的等值模型及电压和电流的关系，便可计算出系统对地的电容值，
[0027] 进而可以得到系统容性电流值。测量原理图如图2所示，等效电路图如图3所示， [0028] 其中La，Lb，Lc分别为电压互感器三相的高压绕组，二次绕组La，Lb，Lc组成了开口 三角形若从开口三角形端注入一恒定电流i〇,则在PT的一次侧绕组A，B，C三相分别会产生 感应电流11山4 3，设?1'的高，低压侧绕组匝数分别为111，112，三相?1'的励磁感应电流分别为 1&413 4〇，则有如下关系： ~~ hi) ?
[0029] ~~ ih) = η2?? =、Μο
[0030] 一般励磁阻抗为Zm为几兆欧而线路的漏抗XL大约为几千欧，Zm要比绕组电阻R和 漏抗Xl大很多，线路单相对地电容一般在0.1-30UF之间，对应的阻抗为几百欧到几十兆欧， 因此上述公式中的PT的励磁电流ia，ib，ic几乎为0,故可以忽略不计。因此PT高压侧三相流 出的电流是相等的，即^山山相等，它的大小取决于i 〇;
[0031] 由母线PT的开口三角形侧注入一个恒定电流io,就会在PT的高压侧产生三个幅值 相等、相位相同的电流i 、i 2、i 3，且它们会在PT三相绕组的电阻R、漏抗XL和导线对地电容中 产生压降