全自动电容电流测试仪(PT开口三角)工作原理

产品简介

1.4工作原理

中试控股全自动电容电流测试仪(是从PT 开口三角侧来测量配网的电容电流的。其测量原理如图2所示。

图2 测量原理图

在图2中，中试控股从PT开口三角注入一个异频的电流（非50Hz的交流电流，目的为了消除工频电压的干扰），这样在PT高压侧就感应出一个按变比减小的电流，此电流为零序电流，即其在三相的大小和方向相同，因此它在电源和负荷侧均不能流通，只能通过PT和对地电容形成回路，所以图2又可简化为图3。

图3  简化物理模型

根据图3的物理模型就可建立相应的数学模型，通过检测测量信号就可以测量出三相对地电容值3C0，再根据公式I=3ωC0 Uφ（Uφ为被测系统的相电压）计算出配网系统的电容电流。

1.7配电网中PT接线方式及PT的变比

配电网中的PT接线方式和PT的变比会对测试仪的测量结果产生很大的影响，如果PT的接线方式和变比选择不正确，测量结果将不是系统的真实电容电流值，而是真实值乘以两变比之商的平方倍。因此为了测得正确的数据，在测试前必须对配电网中PT的接线方式及PT变比有一个清晰的了解。目前，我国配电网的PT接线方式有以下几种：

1. 3PT接线方式

这种接线方式分“N接地”、“B相接地”两种，分别如图 4和图 5所示。对于这两种方式，均从N-L两端注入测试信号。根据所用PT的不同，组成开口三角的二次绕组

第（1）种是100/3（V）时变比设置为

第（2）种是100（V）时变比设置为

第（3）种是      （V ）时变比设置为

其中UL的配电网系统的线电压，如6kV、10kV或35kV。

图 4  N接地方式

图 5  B相接地方式

图 4、图 5所示的系统运行方式是从开口三角测量系统容流时所必须的运行方式，而对于一般的配网系统，并不都是处于这样的运行方式下，例如在系统中还接在消弧线圈、PT高压侧中性点接有高阻消谐器、PT开口三角接有二次消谐装置等。这时，为了使用CI-H型配网电容电流测试仪进行容性电流的测量，中试控股必须将运行方式转换为图 4或图 5所示的运行方式。

常见的采用3PT接线方式的配网其运行方式如图 6所示：

图 6 常见的采用3PT接线方式的配网运行方式

这时，使用“电容电流测试仪”测量配网电容电流前必须完成以下操作：

⑴ 检查测量用的PT高压侧中性点是否安装高阻消谐器，如有，将其短接。从测量原理可知，选用哪组PT进行测量，我们就只考虑这组PT的接线情况。而无需关心系统内的其他PT的情况。

⑵ 如果系统中有些PT安装高阻消谐器，有些没安装，则完全可以从没有安装高阻消谐器的PT进行测量，这样可以省去短接消谐器的工作。

⑶ 检查消弧线圈是否全部退出运行。在有电气联系的被测电压等级系统中所有消弧线圈均要退出运行，并非只退出该变电站的消弧线圈。同时只考虑被测电压等级的情况，无需考虑其他电压等级的情况。例如，被测变电站A为10kV系统，并通过联络线与变电站B的10kV系统相连，变电站A有2台消弧线圈，变电站B有1台消弧线圈，则测量时有电气联系的这3台消弧线圈均要退出运行；而35kV系统有无消弧线圈则无需考虑。

⑷ 退出PT 开口三角的消谐装置。如果经过实测证明，开口三角所接的某些厂家某些型号的二次消谐装置对测量结果没有影响，则消谐装置可以不退出运行。一般对于微电脑控制的消谐器，其只有在系统有谐振发生时才动作，该类消谐器一般对测量无影响。

⑸ 如果PT二次侧并列运行（很少见），则将其改为单独运行。

⑹ 确保将“电容电流测试仪”的电流输出端正确接到图 4的开口三角N-L上。一般在二次的端子编号为N600和L630。为了确保连接正确，可以按下列方法进行检查：

①用万用表分别测量PT二次侧三相电压和开口三角电压；

②将三相电压中的最大值减去最小值得到的差和开口三角电压比较，如果两者差不多，就说明找到的开口三角端是正确的；如果两者差别很大，则说明没有正确找到开口三角端。

⑺ 例如，测量得到三相电压分别为61V、60V、59.5V，则正确的开口三角电压应为1.5V左右，如果测量得到的开口三角电压仅为0.2V，说明找到的开口三角端不正确或PT开口三角连线已经断开（在现场实测中发现有多个变电站的PT 开口三角连线断开情况）。

⑻ 设置正确的PT变比，PT一般是采用100/3V的二次绕组连接成开口三角，但也有特殊的情况，有些变电站的PT采用100V二次绕组组成开口三角。为了确保选择变比的正确，可以通过测量组成开口三角的各绕组的电压来确定。

完成以上操作后，就可以运用CI-H型配网电容电流测试仪进行准确测量电容电流了。

2. 4PT接线方式

在测量中，如系统有3PT的接线PT，尽量从3PT中测量，尽量避免采用4PT接线方式。

大部分变电站中的4PT的接线方式有两种接法，分别如图 7和图 8所示。对于图 7中这种4PT的接线方式，组成星形的三个PT的开口三角侧被短接，系统零序电压由第四个PT的测量线圈来测量，各相电压分别从A－N、B－N、C－N端测量。这种接线方式下，系统单相接地时N－L端的电压为57.7V。

图 7   4PT接线方式一

图 8  4PT接线方式二

图 8中的接线和图 7中的接线唯一区别是在N－L端串接入第四个PT的33V二次线圈，这样当系统单相接地时，N－L两端电压为91V（即57.7V＋33.3V）。

在图 7和图 8中，测量信号都是从N-L端注入。

在图 7中，零序PT（即第4个PT）的二次零序绕组是ox-oa绕组，其电压通常100/为V，则测量时PT变比为             。

在图 8中，零序PT（即第4个PT）的二次零序绕组是由主绕组ox-oa绕组和副绕组oxo-oao串联组成，主绕组ox-oa的电压为100/（V），副绕组oxo-oao的电压为100/3V，则测量时PT变比为  

其中，为的配电网系统的线电压，如6kV、10kV或35kV。

第三种4PT接线方式如图 9所示。这种接线方式比较少见，但在系统中还是存在。在图 9中这种接线方式三相PT的三个二次辅助绕组即：1ao-1xo、2ao-2xo、3ao-3xo组成开口三角L601-L602，oa-ox和oao-oxo为零序PT的两个二次绕组，它们与开口三角L601-L602组成一个大的开口三角N600-L601。

对于这种接线方式，将L601和L602短接，并从N600和L601端注入测量电流。

图 9 4PT接线方式三

对于4PT的接线方式，当被测的三相对地电容小于10微法时（10KV电容电流约为20A），测量结果是准确的。但当被测电容太大时，测量结果就会随电容的增大而偏差较多。如果比较准确测量，可将4PT接线的运行方式转变为3PT的运行方式，然后按前面所述的3PT方式进行测量。

将4PT接线的运行方式转变为3PT的运行方式的方法如下：

(1)对于4PT的接线方式一和方式二， 将第四个PT高压侧短接，并将被短接的开口三角侧打开，从打开两侧注入电流测量即可。这时4PT接线的运行方式就完全变成了3PT的运行方式。

(2) 对于4PT的接线方式三，将零序PT即图 9中所示的PT4的高压绕组短接，将仪器的电流输出端接到图 9中所示的开口三角L601-L602，就可以开始测量了。其接线图如图 10所示。

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