一、LYDRC-III配電網(wǎng)電容電感測試儀產(chǎn)品描述

     目前,，我國配電系統(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)流過故障點(diǎn)的電流實(shí)際是線路對地電容產(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)電容過大而無法自行熄弧引起的,。因此，我國的電力規(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,，這就要求對配網(wǎng)的電容電流進(jìn)行測量以做決定。另外,，配電網(wǎng)的對地電容和PT的參數(shù)配合會產(chǎn)生PT鐵磁諧振過電壓,，為了驗(yàn)證該配電系統(tǒng)是否會發(fā)生PT諧振及發(fā)生什么性質(zhì)的諧振，也必須準(zhǔn)確測量配電網(wǎng)的對地電容值,。傳統(tǒng)的測量配網(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),。

     為解決這些問題,，我公司與大專院校及試驗(yàn)研究院共同潛心研制,，開發(fā)出LYDRC-III配電網(wǎng)電容電感測試儀。該新型智能化測試儀直接從PT的二次側(cè)測量配電網(wǎng)的電容電流,，與傳統(tǒng)的測試方法相比,，該儀器無需和一次側(cè)直接相連，因而試驗(yàn)不存在危險(xiǎn)性,，無需做繁雜的安全工作和等待冗長的調(diào)度命令,，只需將測量線接于PT的開口三角端就可以測量出電容電流的數(shù)據(jù),。由于從PT開口三角處注入的是微弱的異頻測試信號,，所以既不會對繼電保護(hù)和PT本身產(chǎn)生任何影響，又避開了50Hz的工頻干擾信號,，同時(shí)測試儀的輸出端可以耐受100V的交流電壓,，若測量時(shí)系統(tǒng)有單相接地故障發(fā)生，亦不會損壞PT和測試儀,，因而無需做特別的安全措施,，使這項(xiàng)工作變得安全、簡單,、快捷,，且測試結(jié)果準(zhǔn)確、穩(wěn)定,、可靠,。

     LYDRC-III采用大屏幕液晶顯示,，中文菜單,，操作非常簡便,，且體積小,、重量輕,，便于攜帶進(jìn)行戶外作業(yè),，接線簡單,，測試速度快,，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高,，大大減輕了試驗(yàn)人員的勞動強(qiáng)度,，提高了工作效率。
二,、技術(shù)參數(shù)
1)       電容電流測量范圍：1A～250A   0.3μF～125μF
2)       測量誤差：≤5% 
3)       工作溫度：-10℃～50℃
4)       工作濕度：0～80%
5)       工作電源：AC 220V±10%    50Hz±1Hz
6)        外行尺寸：350mm×200mm×150mm
7)        儀器重量：2.5kg
8)        電壓等級：1KV,、3KV、6KV,、6.3KV,、10KV、20KV,、35KV,、66KV,。
三、面板說明
1)       電流輸出端子：輸出測量信號,，接到PT開口三角端
2)       保險(xiǎn)管：配置220V/2A保險(xiǎn)管,，用于保護(hù)儀器過載或故障
3)       LYDRC-III的接地端子
4)       液晶屏：顯示測試狀態(tài)和測試數(shù)據(jù)
5)       對比度：調(diào)節(jié)液晶屏的顯示對比度
6)       AC220V：電源插座及開關(guān)
7)       復(fù)位鍵：用于儀器復(fù)位初始化或中斷測試
8)       電壓選擇鍵：按該鍵，可以在1kV,、3kV,、6kV、6.3KV,、10kV,、20KV、35kV,、66KV系統(tǒng)線電壓間　循環(huán)選擇
9)       方式/測量鍵：多功能鍵,，短按（即按下后立刻松開）時(shí)，用于循環(huán)選擇系統(tǒng)PT的接線方式,；長按（即按下2秒后才松開）時(shí),，用于啟動測量。

四,、測試原理

LYDRC-III是從PT 開口三角側(cè)來測量系統(tǒng)的電容電流的,。其測量原理如圖二所示。

在圖二中,，從PT開口三角注入一個(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PT和對地電容形成回路,，所以圖二又可簡化為圖三。

根據(jù)圖三的物理模型就可建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,，通過檢測測量信號就可以測量出三相對地電容值3C0,，再根據(jù)公式I=3ωCOUφ（Uφ為被測系統(tǒng)的相電壓）計(jì)算出配網(wǎng)系統(tǒng)的電容電流。
五,、PT接線方式及PT的變比

    配電網(wǎng)中的PT接線方式和PT的變比會對測試儀的測量結(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,。因此為了測得正確的數(shù)據(jù)，在測試前必須對配電網(wǎng)中PT的接線方式及PT變比有一個(gè)清晰的了解。本測試儀采用循環(huán)選擇的方式來選擇系統(tǒng)PT的各種接線方式及變比,，這樣用戶無需繁瑣地輸入各種PT接線方式下的變比,，使測量工作更簡便、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。

    對于這兩種方式,，均從N-L兩端注入測試信號,。根據(jù)所用PT的不同，組成開口三角的二次繞組可能是100/3（V）或100（V）繞組,，這樣,，測量時(shí)PT的變比分別為： 、

為配電網(wǎng)系統(tǒng)的線電壓,，如6kV,、10kV或35kV）。這三個(gè)變比就對應(yīng)于測試儀中“方式”選擇中的3PT,、3PT1三種方式,，通過短按“方式/測量”鍵來進(jìn)行方式選擇。

圖四,、圖五所示的系統(tǒng)運(yùn)行方式是從開口三角測量系統(tǒng)電容電流時(shí)所必須的運(yùn)行方式,，而對于一般的配網(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開口三角接有二次消諧裝置等,。這時(shí),，為了使用測試儀進(jìn)行容性電流的測量，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。

常見的采用3PT接線方式的配網(wǎng)其運(yùn)行方式如圖六所示,。

這時(shí),，使用測試儀測量配網(wǎng)電容電流前必須完成以下操作：
1.檢查測量用的PT高壓側(cè)中性點(diǎn)是否安裝高阻消諧器，如有,，將其短接,。從測量原理可知，選用哪組PT進(jìn)行測量,，我們就只考慮這組PT的接線情況,。而無需關(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,，有些沒安裝,，則*可以從沒有安裝高阻消諧器的PT進(jìn)行測量，這樣可以省去短接消諧器的工作,。
2.檢查消弧線圈是否全部退出運(yùn)行,。在有電氣的被測電壓等級系統(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)只考慮被測電壓等級的情況,，無需考慮其他電壓等級的情況。例如,，被測變電站A為10kV系統(tǒng),，并通過聯(lián)絡(luò)線與變電站B的10kV系統(tǒng)相連，變電站A有2臺消弧線圈,，變電站B有1臺消弧線圈,，則測量時(shí)有電氣的這3臺消弧線圈均要退出運(yùn)行；而35kV系統(tǒng)有無消弧線圈則無需考慮,。
3.退出PT 開口三角的消諧裝置,。如果經(jīng)過實(shí)測證明，開口三角所接的某些廠家某些型號的二次消諧裝置對測量結(jié)果沒有影響,，則消諧裝置可以不退出運(yùn)行,。一般對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)才動作,，該類消諧器一般對測量無影響,。
4.如果PT二次側(cè)并列運(yùn)行（很少見），則將其改為單獨(dú)運(yùn)行,。
5.確保將測試儀的電流輸出端正確接到圖四的開口三角N-L上,。一般在二次的端子編號為N600和 L630。為了確保連接正確,，可以按下列方法進(jìn)行檢查：（1）用萬用表分別測量PT二次側(cè)三相電壓和開口三角電壓,；將三相電壓中的大值減去小值得到的差和開口三角電壓比較，如果兩者差不多，就說明找到的開口三角端是正確的,；如果兩者差別很大,，則說明沒有正確找到開口三角端。例如,，測量得到三相電壓分別為61V,、60V、59.5V,，則正確的開口三角電壓應(yīng)為1.5V左右,，如果測量得到的開口三角電壓僅為0.2V，說明所找的開口三角端不正確或PT開口三角連線已經(jīng)斷開（在現(xiàn)場實(shí)測中發(fā)現(xiàn)有多個(gè)變電站的PT 開口三角連線斷開情況）,。
6.選擇正確的PT變比,，也就是選擇正確的PT接線方式。配網(wǎng)電容電流測試儀是通過選擇PT接線方式和系統(tǒng)電壓來達(dá)到選擇PT變比的作用,，這樣對于試驗(yàn)人員會更方便,、快捷。PT一般是采用100/3V的二次繞組連接成開口三角,，但也有特殊的情況,，有些變電站的PT采用100V二次繞組組成開口三角。為了確保選擇變比的正確,，可以通過測量組成開口三角的各繞組的電壓來確定,。

完成以上操作后，就可以運(yùn)用配網(wǎng)電容電流測試儀進(jìn)行準(zhǔn)確測量電容電流了,。

2、4PT接線方式

在測量中,，如系統(tǒng)有3PT的接線PT,，盡量從3PT中測量，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。對于圖七中這種4PT的接線方式,，組成星形的三個(gè)PT的開口三角側(cè)被短接,，系統(tǒng)零序電壓由第四個(gè)PT的測量線圈來測量，各相電壓分別從A－N,、B－N,、C－N端測量。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,。

圖八中的接線和圖七中的接線*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,測量信號都是從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,，則測量時(shí)PT變比為 .

這種接線方式和變比下，對應(yīng)于測試儀的“4PT”方式,。也就是說,，如果接線方式如圖七所示，則在測量電容電流前必須通過短按“方式/測量”按鈕來選擇 “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,，則測量時(shí)PT變比為 .這種接線方式下，對應(yīng)于測試儀的“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,，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，它們與開口三角L601-L602組成一個(gè)大的開口三角N600-L601,。相電壓也是從a,、b、c與N600中測量,。

對于這種接線方式,，將L601和L602短接，并從N600和L601端注入測量電流,，接線方式選擇“4PT1”即可,。

對于4PT的接線方式，當(dāng)被測的三相對地電容小于30微法時(shí)（10kV電容電流約為55A）,，測量結(jié)果是準(zhǔn)確的,。但當(dāng)被測電容太大時(shí),，測量結(jié)果就會隨電容的增大而偏差較多。如果比較準(zhǔn)確測量,，可將4PT接線的運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>3PT的運(yùn)行方式,，然后按前面所述的3PT方式進(jìn)行測量。

將4PT接線的運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>3PT的運(yùn)行方式的方法如下：
1.對于4PT的接線方式一和方式二,， 將第四個(gè)PT高壓側(cè)短接,，并將被短接的開口三角側(cè)打開，從打開兩側(cè)注入電流測量即可,。這時(shí)4PT接線的運(yùn)行方式就*變成了3PT的運(yùn)行方式,。
2.對于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口三角L601-L602,，就可以開始測量了。其接線圖如圖十所示,。

六,、從變壓器中性點(diǎn)測量配網(wǎng)電容電流的方法

“1PT”方式就是外加一個(gè)電壓互感器（PT）從變壓器中性點(diǎn)或接地變中性點(diǎn)測量電容電流的方法，是對3PT和4PT方式的補(bǔ)充,。這種測量方式的優(yōu)點(diǎn)就是測試人員不必考慮母線PT組的接線方式,，所以在測量過程中也無需二次班組人員配合。

1,、測量接線

LYDRC-III采用配網(wǎng)電容電流測試儀從變壓器中性點(diǎn)或接地變中性點(diǎn)測量配網(wǎng)電容電流的接線如圖十一所示：

圖十一中,，Tr為變壓器35kV側(cè)繞組，或是10kV系統(tǒng)的接地變,，O為變壓器中性點(diǎn),，Ca、Cb,、Cc分別為三相對地電容,， PT是外加的一個(gè)電壓互感器， AX,，ax分別為PT的一、二次繞組,，PT的變比為

LYDRC-III測量的操作步驟如下：
1）將儀器接地端子及PT一,、二次繞組的X端和x端接地。
2）將儀器的電流輸出端接到PT的二次側(cè)（即57V的端子）,，再將PT的高壓端A引一根導(dǎo)線,，用絕緣桿引到變壓器中性點(diǎn)O。
3）正確設(shè)置測試儀的測量方式：

a）將測試儀的“系統(tǒng)電壓”選為10kV（因?yàn)闇y量用的PT是10kV的,，選擇“系統(tǒng)電壓”和“PT接線方式”起到輸入PT變比的作用）,。

b）PT接線方式選1PT,。
4）開始測量，得到測量結(jié)果,。值得注意的是：如果被測系統(tǒng)是10kV系統(tǒng),，測量結(jié)果可以直接讀取,；對于其他電壓等級,，電容量是可以直接讀取的，但電容電流測量值要乘上一個(gè)該電壓和10kV的比值,，因?yàn)閷Φ仉娙萘恳欢?，電容電流與系統(tǒng)電壓成正比關(guān)系。如被測系統(tǒng)為35kV,，則真實(shí)的電容電流值為測試儀的“顯示值”乘以3.5（即35kV/10kV）,。
5）測量完畢，先取下絕緣桿,，再收拾試驗(yàn)現(xiàn)場,。
2、測量注意事項(xiàng)
1）PT的一,、二次繞組及測試儀要接好地,。
2）要使用合格的絕緣桿將引線引到變壓器中性點(diǎn)O。
3）引線與周圍的設(shè)備及試驗(yàn)人員保持安全距離,。
3,、 外加PT進(jìn)行測量的必要性

采用上述方法進(jìn)行電容電流測量時(shí)要外加一個(gè)PT，這是為了將高壓和低壓進(jìn)行安全隔離,，保證試驗(yàn)人員及測試儀器的安全,。

我們知道，配網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),，變壓器中性點(diǎn)或接地變中性點(diǎn)的對地電壓是比較低的,，一般只有幾十伏到幾百伏。但如果測量時(shí)系統(tǒng)發(fā)生單相接地,，變壓器中性點(diǎn)或接地變中性點(diǎn)的對地電壓就上升為相電壓,，對35kV和10kV系統(tǒng)而言，此時(shí)中性點(diǎn)的電壓分別為20.2kV和5.8kV,，如果不經(jīng)過PT而直接將儀器引線到中性點(diǎn)進(jìn)行測量,，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，就會有很高的電壓加在儀器上,，從而危及儀器和試驗(yàn)人員的安全,，后果不堪設(shè)想。有了PT的隔離,，PT的二次側(cè)電壓才200V或58V,，測試儀是能承受這樣的電壓的,，對試驗(yàn)人員也是安全的。

所以,，從安全性考慮,，從變壓器中性點(diǎn)或接地變中性點(diǎn)測量配網(wǎng)電容電流時(shí)采用PT隔離是十分必要的。

七,、使用方法
1.首先將測試儀可靠接地,。
2.對于3PT方式按圖十二接線，將測試儀的電流輸出端與PT開口三角端連接,，對于4PT接線方式的系統(tǒng),，則將儀器的電流輸出端與圖四或圖五中所示的N-L端相連即可；對于1PT方式應(yīng)按圖十一接線,。
3.接通電源,，開機(jī)后儀器自檢，顯示圖十三所示界面,，自檢通過后,，進(jìn)入圖十四所示界面。
4.在圖十四界面下,，按“電壓選擇”鍵,，可以循環(huán)選擇被測系統(tǒng)線電壓：

選擇系統(tǒng)線電壓后，根據(jù)系統(tǒng)的PT實(shí)際接線方式和變比,，短按“方式/測量”鍵循環(huán)選擇測量方式： 3PT->4PT->4PT1->3PT1->1PT->3PT.其中：

5.選擇接線方式后,，長按“方式/測量”鍵直到液晶屏顯示圖十五所示界面，這時(shí)儀器開始進(jìn)行測量,。測量完成后,，液晶屏顯示出所測系統(tǒng)的對地電容值和電容電流，如圖十六所示,。在測量過程中,，可隨時(shí)按下“復(fù)位”鍵中斷儀器的測試，此時(shí)儀器會顯示圖十三所示的自檢界面進(jìn)行自檢,，自檢完成后進(jìn)入選擇界面,。
注：測量過程中“請稍候”后的數(shù)字并非測量時(shí)間，出現(xiàn)短暫停留屬正?，F(xiàn)象,。

八、測量其他電壓等級電網(wǎng)的電容電流

由于該測試儀是從PT的二次側(cè)測量系統(tǒng)的對地電容值,，從而計(jì)算出系統(tǒng)的電容電流值，因此PT的變比和PT的接線方式直接影響測量結(jié)果,。為了便于使用,，本儀器不是直接輸入PT的變比,，而是通過選擇“系統(tǒng)電壓”和“PT的接線方式”來達(dá)到輸入變比的目的。例如,，選擇“10kV”和“3PT1”的方式,，則測試儀默認(rèn)PT的變比為，如果現(xiàn)場測量中PT的變比與測試儀的默認(rèn)值不同,，則必須經(jīng)過歸算才能得到正確的測量結(jié)果,。系統(tǒng)對地電容測量值的歸算公式為：

也就是說，真實(shí)的對地電容值等于測試儀顯示值乘以一個(gè)修正系數(shù),，這個(gè)修正系數(shù)等于測試儀默認(rèn)變比和PT真實(shí)變比商的平方,。得到電容值后就可以利用公式 計(jì)算出系統(tǒng)電容電流值。

使用LYDRC-III可以測量中性點(diǎn)不接地的任意電壓等級電網(wǎng)的電容電流,，考慮到儀器使用的方便性,，本測試儀僅提供了配電網(wǎng)常見的電壓等級（1kV, 3kV，6kV,，6.3KV,、10kV，20KV,、35kV,、66KV）以供選擇，但本測試儀同樣可以應(yīng)用于其他電壓等級的電網(wǎng),。這時(shí),，由于實(shí)際的PT變比與測試儀提供選擇的變比不同，就存在一個(gè)測量結(jié)果歸算的問題,，歸算就是將測量結(jié)果乘以一個(gè)歸算系數(shù),，具體的歸算方法如下：選擇一個(gè)與真實(shí)電網(wǎng)線電壓等級UZ相近的“系統(tǒng)線電壓”Un，測量方法和上述介紹的方法*相同,，根據(jù)上述的歸算公式就可以知道：將測量出的電容值乘以歸算系數(shù)（Un/UZ）2 就是所測系統(tǒng)真實(shí)的電容值,，而電容電流的真實(shí)值則是顯示值乘以（Un/UZ）。例如,，測量電壓等級為18.5kV的發(fā)電機(jī)系統(tǒng),，由于本測試儀沒有提供18.5kV系統(tǒng)線電壓供選擇，可以在測試儀中選擇“系統(tǒng)線電壓”為10kV進(jìn)行測量,，這時(shí)測試儀則以10kV為默認(rèn)值,，而系統(tǒng)實(shí)際的PT變比是以18.5kV為基準(zhǔn)的，因此必須將電容的測量結(jié)果乘以系數(shù)（10/18.5）2＝0.292后才是真實(shí)的電容測量結(jié)果,，電容電流的真實(shí)值則是顯示結(jié)果乘以（10/18.5）＝0.54,。同樣，也可以選擇“系統(tǒng)線電壓”為35kV,，但這時(shí)電容量的歸算系數(shù)是（35/18.5）2＝3.579,，電容電流的歸算系數(shù)是（35/18.5）＝1.892,。

九、儀器檢驗(yàn)和日常校準(zhǔn)

為了確認(rèn)配網(wǎng)電容電流測試儀是否正常,，可以在PT不帶電的情況下對測試儀進(jìn)行檢驗(yàn)和校準(zhǔn),。檢驗(yàn)方法如下：取一個(gè)10kV（其他電壓等級亦可）的PT，在高壓端接入一個(gè)已知電容量的電容（耐壓大于100V即可）,，將二次側(cè)主繞組a-x端（電壓為 ）與測試儀的電流輸出端連接,，即從a-x端進(jìn)行測量。選擇測試儀的系統(tǒng)線電壓為“10kV”（如果PT是其他電壓等級的,，則選擇相應(yīng)的系統(tǒng)線電壓）,、方式為“1PT”，長按“方式/測量”鍵進(jìn)行測量,，如果測量結(jié)果和已知電容的電容量*,，說明該測試儀是正常的，測量是準(zhǔn)確的,，可以用于現(xiàn)場測量,。

十、常見的故障及處理

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