目前，我國(guó)配電系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)一般是不直接接地的，所以當(dāng)線路單相接地時(shí)流過(guò)故障點(diǎn)的電流實(shí)際是線路對(duì)地電容產(chǎn)生的電容電流。據(jù)統(tǒng)計(jì)，配電網(wǎng)的故障很大程度是由于線路單相接地時(shí)電容過(guò)大而無(wú)法自行熄弧引起的。因此，我國(guó)的電力規(guī)程規(guī)定當(dāng)10kV和35kV系統(tǒng)電容電流分別大于30A和10A時(shí)，應(yīng)裝設(shè)消弧線圈以補(bǔ)償電容電流，這就要求對(duì)配網(wǎng)的電容電流進(jìn)行測(cè)量以做決定。另外，配電網(wǎng)的對(duì)地電容和PT的參數(shù)配合會(huì)產(chǎn)生PT鐵磁諧振過(guò)電壓，為了驗(yàn)證該配電系統(tǒng)是否會(huì)發(fā)生PT諧振及發(fā)生什么性質(zhì)的諧振，也必須準(zhǔn)確測(cè)量配電網(wǎng)的對(duì)地電容值。傳統(tǒng)的測(cè)量配網(wǎng)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(cè)量法等，這些方法都要接觸到一次設(shè)備，因而存在試驗(yàn)危險(xiǎn)、操作繁雜，工作效率低等缺點(diǎn)。
為解決這些問(wèn)題，我公司與大專院校及試驗(yàn)研究院共同潛心研制，開(kāi)發(fā)出配網(wǎng)電容電流測(cè)試儀。該新型智能化測(cè)試儀直接從PT的二次側(cè)測(cè)量配電網(wǎng)的電容電流，與傳統(tǒng)的測(cè)試方法相比，該儀器無(wú)需和一次側(cè)直接相連，因而試驗(yàn)不存在危險(xiǎn)性，無(wú)需做繁雜的**工作和等待冗長(zhǎng)的調(diào)度命令，只需將測(cè)量線接于PT的開(kāi)口三角端就可以測(cè)量出電容電流的數(shù)據(jù)。由于從PT開(kāi)口三角處注入的是微弱的異頻測(cè)試信號(hào)，所以既不會(huì)對(duì)繼電保護(hù)和PT本身產(chǎn)生任何影響，又避開(kāi)了50Hz的工頻干擾信號(hào)，同時(shí)測(cè)試儀的輸出端可以耐受100V的交流電壓，若測(cè)量時(shí)系統(tǒng)有單相接地故障發(fā)生，亦不會(huì)損壞PT和測(cè)試儀，因而無(wú)需做特別的**措施，使這項(xiàng)工作變得**、簡(jiǎn)單、快捷，且測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠。
該測(cè)試儀采用大屏幕液晶顯示，中文菜單，操作非常簡(jiǎn)便，且體積小、重量輕，便于攜帶進(jìn)行戶外作業(yè)，接線簡(jiǎn)單，測(cè)試速度快，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高，大大減輕了試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。
方式/測(cè)量鍵：多功能鍵，短按（即按下后立刻松開(kāi)）時(shí)，用于循環(huán)選擇系統(tǒng)PT的接線方式； 長(zhǎng)按（即按下2秒后才松開(kāi)）時(shí)，用于啟動(dòng)測(cè)量。
配網(wǎng)電容電流測(cè)試儀是從PT 開(kāi)口三角側(cè)來(lái)測(cè)量系統(tǒng)的電容電流的。其測(cè)量原理如圖二所示。
圖二 測(cè)量原理圖
在圖二中，從PT開(kāi)口三角注入一個(gè)異頻的電流（非50Hz的交流電流，目的是為了消除工頻電壓的干擾），這樣在PT高壓側(cè)就感應(yīng)出一個(gè)按變比減小的電流，此電流為零序電流，即其在三相的大小和方向相同，因此它在電源和負(fù)荷側(cè)均不能流通，只能通過(guò)PT和對(duì)地電容形成回路，所以圖二又可簡(jiǎn)化為圖三。
圖三 簡(jiǎn)化物理模型
根據(jù)圖三的物理模型就可建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)檢測(cè)測(cè)量信號(hào)就可以測(cè)量出三相對(duì)地電容值3C0，再根據(jù)公式I=3ωCOUφ（Uφ為被測(cè)系統(tǒng)的相電壓）計(jì)算出配網(wǎng)系統(tǒng)的電容電流。
五、SZDRC-III配網(wǎng)電容電流測(cè)試儀配電網(wǎng)中PT接線方式及PT的變比
配電網(wǎng)中的PT接線方式和PT的變比會(huì)對(duì)測(cè)試儀的測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生很大的影響，如果PT的接線方式和變比選擇不正確，測(cè)量結(jié)果將不是系統(tǒng)的真實(shí)電容電流值，而是真實(shí)值乘以兩變比之商的平方倍。因此為了測(cè)得正確的數(shù)據(jù)，在測(cè)試前必須對(duì)配電網(wǎng)中PT的接線方式及PT變比有一個(gè)清晰的了解。本測(cè)試儀采用循環(huán)選擇的方式來(lái)選擇系統(tǒng)PT的各種接線方式及變比，這樣用戶無(wú)需繁瑣地輸入各種PT接線方式下的變比，使測(cè)量工作更簡(jiǎn)便、更快捷。本儀器提供五種“方式”的選擇，即3PT、3PT1、4PT，4PT1、1PT，每種方式代表一種PT的接線方式和不同的變比，這五種方式基本上包括配電系統(tǒng)中各種常用的PT接線方式。
目前，我國(guó)配電網(wǎng)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，分別如圖四和圖五所示。
對(duì)于這兩種方式，均從N-L兩端注入測(cè)試信號(hào)。根據(jù)所用PT的不同，組成開(kāi)口三角的二次繞組可能
是100/3（V）或100（V）繞組，這樣，測(cè)量時(shí)PT的變比分別為：
（其中
為配
電網(wǎng)系統(tǒng)的線電壓，如6kV、10kV或35kV）。這三個(gè)變比就分別對(duì)應(yīng)于測(cè)試儀中“方式”選擇中的3PT、3PT1三種方式，通過(guò)短按“方式/測(cè)量”鍵來(lái)進(jìn)行方式選擇。
圖四 N接地方式
圖五 B相接地方式
圖四、圖五所示的系統(tǒng)運(yùn)行方式是從開(kāi)口三角測(cè)量系統(tǒng)電容電流時(shí)所必須的運(yùn)行方式，而對(duì)于一般的配網(wǎng)系統(tǒng)，并不都是處于這樣的運(yùn)行方式下，例如在系統(tǒng)中還接有消弧線圈、PT高壓側(cè)中性點(diǎn)接有高阻消諧器、PT開(kāi)口三角接有二次消諧裝置等。這時(shí)，為了使用測(cè)試儀進(jìn)行容性電流的測(cè)量，必須將運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換為圖四或圖五所示的運(yùn)行方式。
常見(jiàn)的采用3PT接線方式的配網(wǎng)其運(yùn)行方式如圖六所示。
圖六 SZDRC-III配網(wǎng)電容電流測(cè)試儀常見(jiàn)的采用3PT接線方式的配網(wǎng)運(yùn)行方式
這時(shí)，使用測(cè)試儀測(cè)量配網(wǎng)電容電流前必須完成以下操作：
檢查測(cè)量用的PT高壓側(cè)中性點(diǎn)是否安裝高阻消諧器，如有，將其短接。從測(cè)量原理可知，選用哪組PT進(jìn)行測(cè)量，我們就只考慮這組PT的接線情況。而無(wú)需關(guān)心系統(tǒng)內(nèi)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(méi)安裝，則完全可以從沒(méi)有安裝高阻消諧器的PT進(jìn)行測(cè)量，這樣可以省去短接消諧器的工作。
檢查消弧線圈是否全部退出運(yùn)行。在有電氣聯(lián)系的被測(cè)電壓等級(jí)系統(tǒng)中所有消弧線圈均要退出運(yùn)行，并非只退出該變電站的消弧線圈。同時(shí)只考慮被測(cè)電壓等級(jí)的情況，無(wú)需考慮其他電壓等級(jí)的情況。例如，被測(cè)變電站A為10kV系統(tǒng)，并通過(guò)聯(lián)絡(luò)線與變電站B的10kV系統(tǒng)相連，變電站A有2臺(tái)消弧線圈，變電站B有1臺(tái)消弧線圈，則測(cè)量時(shí)有電氣聯(lián)系的這3臺(tái)消弧線圈均要退出運(yùn)行；而35kV系統(tǒng)有無(wú)消弧線圈則無(wú)需考慮。
退出PT 開(kāi)口三角的消諧裝置。如果經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)證明，開(kāi)口三角所接的某些廠家某些型號(hào)的二次消諧裝置對(duì)測(cè)量結(jié)果沒(méi)有影響，則消諧裝置可以不退出運(yùn)行。一般對(duì)于微電腦控制的消諧器，其只有在系統(tǒng)有諧振發(fā)生時(shí)才動(dòng)作，該類消諧器一般對(duì)測(cè)量無(wú)影響。
如果PT二次側(cè)并列運(yùn)行（很少見(jiàn)），則將其改為單獨(dú)運(yùn)行。
確保將測(cè)試儀的電流輸出端正確接到圖四的開(kāi)口三角N-L上。一般在二次的端子編號(hào)為N600和 L630。為了確保連接正確，可以按下列方法進(jìn)行檢查：（1）用萬(wàn)用表分別測(cè)量PT二次側(cè)三相電壓和開(kāi)口三角電壓；將三相電壓中的*大值減去*小值得到的差和開(kāi)口三角電壓比較，如果兩者差不多，就說(shuō)明找到的開(kāi)口三角端是正確的；如果兩者差別很大，則說(shuō)明沒(méi)有正確找到開(kāi)口三角端。例如，測(cè)量得到三相電壓分別為61V、60V、59.5V，則正確的開(kāi)口三角電壓應(yīng)為1.5V左右，如果測(cè)量得到的開(kāi)口三角電壓僅為0.2V，說(shuō)明所找的開(kāi)口三角端不正確或PT開(kāi)口三角連線已經(jīng)斷開(kāi)（在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)中發(fā)現(xiàn)有多個(gè)變電站的PT 開(kāi)口三角連線斷開(kāi)情況）。
選擇正確的PT變比，也就是選擇正確的PT接線方式。配網(wǎng)電容電流測(cè)試儀是通過(guò)選擇PT接線方式和系統(tǒng)電壓來(lái)達(dá)到選擇PT變比的作用，這樣對(duì)于試驗(yàn)人員會(huì)更方便、快捷。PT一般是采用100/3V的二次繞組連接成開(kāi)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(kāi)口三角。為了確保選擇變比的正確，可以通過(guò)測(cè)量組成開(kāi)口三角的各繞組的電壓來(lái)確定。
完成以上操作后，就可以運(yùn)用配網(wǎng)電容電流測(cè)試儀進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量電容電流了。
2、4PT接線方式
在測(cè)量中，如系統(tǒng)有3PT的接線PT，盡量從3PT中測(cè)量，盡量避免采用4PT接線方式。
大部分變電站中的4PT的接線方式有兩種接法，分別如圖七和圖八所示。對(duì)于圖七中這種4PT的接線方式，組成星形的三個(gè)PT的開(kāi)口三角側(cè)被短接，系統(tǒng)零序電壓由第四個(gè)PT的測(cè)量線圈來(lái)測(cè)量，各相電壓分別從A－N、B－N、C－N端測(cè)量。這種接線方式下，系統(tǒng)單相接地時(shí)N－L端的電壓為57.7V。
圖七 4PT接線方式一
圖八 4PT接線方式二
圖八中的接線和圖七中的接線唯壹區(qū)別是在N－L端串接入第四個(gè)PT的33V二次線圈，這樣當(dāng)系統(tǒng)單相接地時(shí)，N－L兩端電壓為91V（即57.7V＋33.3V）。
在圖七和圖八中,測(cè)量信號(hào)都是從N-L端注入。
在圖七中，零序PT（即第4個(gè)PT）的二次零序繞組是ox-oa繞組，其電壓通常為
V，則測(cè)量
時(shí)PT變比為
。這種接線方式和變比下，對(duì)應(yīng)于測(cè)試儀的“4PT”方式。也就是說(shuō)，如果接線方式如圖七所示，則在測(cè)量電容電流前必須通過(guò)短按“方式/測(cè)量”按鈕來(lái)選擇 “4PT”方式。
在圖八中，零序PT（即第4個(gè)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100/√3（V），副繞組oxo-oao的電壓為100/3V，則測(cè)量時(shí)PT變比為：
。這種接線方式下，對(duì)應(yīng)于測(cè)試儀的“4PT1”接線方式。
其中，
為配電網(wǎng)系統(tǒng)的線電壓，如6kV、10kV或35kV。
第三種4PT接線方式如圖九所示。這種接線方式比較少見(jiàn)，但在系統(tǒng)中還是存在。在圖九中這種接線方式三相PT的三個(gè)二次輔助繞組即：1ao-1xo、2ao-2xo、3ao-3xo組成開(kāi)口三角L601-L602，oa-ox和oao-oxo為零序PT的兩個(gè)二次繞組，它們與開(kāi)口三角L601-L602組成一個(gè)大的開(kāi)口三角N600-L601。相電壓也是從a、b、c與N600中測(cè)量。
對(duì)于這種接線方式，將L601和L602短接，并從N600和L601端注入測(cè)量電流，接線方式選擇“4PT1”即可。
圖九 4PT接線方式三
對(duì)于4PT的接線方式，當(dāng)被測(cè)的三相對(duì)地電容小于30微法時(shí)（10kV電容電流約為55A），測(cè)量結(jié)果是準(zhǔn)確的。但當(dāng)被測(cè)電容太大時(shí)，測(cè)量結(jié)果就會(huì)隨電容的增大而偏差較多。如果比較準(zhǔn)確測(cè)量，可將4PT接線的運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變?yōu)?PT的運(yùn)行方式，然后按前面所述的3PT方式進(jìn)行測(cè)量。
將4PT接線的運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變?yōu)?PT的運(yùn)行方式的方法如下：
對(duì)于4PT的接線方式一和方式二， 將第四個(gè)PT高壓側(cè)短接，并將被短接的開(kāi)口三角側(cè)打開(kāi)，從打開(kāi)兩側(cè)注入電流測(cè)量即可。這時(shí)4PT接線的運(yùn)行方式就完全變成了3PT的運(yùn)行方式。
對(duì)于4PT的接線方式三，將零序PT即圖九中所示的PT4的高壓繞組短接，將儀器的電流輸出端接到圖九中所示的開(kāi)口三角L601-L602，就可以開(kāi)始測(cè)量了。其接線圖如圖十所示。
圖十
4PT接線方式轉(zhuǎn)變?yōu)?PT接線方式測(cè)量示意圖