测量6/10kV中性点不接地系统单相对地电容值的一种方法

张 明 王勇焕 刘彦生

（河南石油勘探局水电厂，河南 南阳 473132）

在中性点经消弧线圈接地的系统中，常出现因为中性点位移电压超过 DL/T620-1097规定而不能正常投运或必须提高过补偿度来限制中性点位移电压过高的情况。为了能从根本上解决中性点位移电压过高的问题，往往需要通过准确测量A、B、C各相对地电容才能制定出准确有效的措施。本文将介绍一种测量A、B、C各相对地电容（以下简称为单相电容）的一种方法。

1 测量的基本原理

本文介绍的测量小电流接地系统单相对地电容的方法，是根据用“偏置电容法”测量系统对地总电容的原理，反向推算而来的。偏置电容法测量系统对地电容CΣ的计算公式为

式中，CΣ为系统三相对地电容之和；Cnd为偏置电容；Uφ、Uφ＇为增加偏置电容前后的相电压。

根据电网所加的偏置电容Cnd及增加偏置电容前后的相电压Uφ、Uφ＇即可求出系统对地电容CΣ。由上式可知，加装偏置电容Cnd后该相电压会降低，即电网三相电压取决于对地电容值的大小，若将上式推广到单相应用，即将每相电容视为在三相完全对称情况下增加一偏置电容Cnd，则在系统对地电容CΣ求出后，可将系统额定电压Ued视作Uφ、A相电压视作Uφ＇，根据式（1）即可求出A相对地电容差值Cnd，同理也可以计算出B相、C相对地电容差值。

2 电网单相对地电容的测量、计算

图1为小电流接地系统偏置电容测试原理图，图中CA、CB、CC分别为线路A相、B相、C相对地电容，测出三相电压UA、UB、UC的值。如把偏置电容Cnd分别接于A、B、C三相，可测得三相电压UA＇、UB＇、UC＇的值。

图1 小电流系统偏置电容测试原理图

偏置电容置于A相时,

根据式

计算出系统对地总电容。

同理偏置电容置于B相、C相时,依次求出系统对地总电容 CΣ(B)、CΣ(C)，根据式

求出系统总电容平均值。

根据所得系统总电容平均值CΣ、系统额定电压Ued及测得的各相电压，用以式（4）－式（6）计算各相对地电容差值△C

3 现场测试数据比较

2010年 5月 6日，在河南油田以恒山变电站10kVⅡ段母线为例，采用偏置电容法和金属接地法分别进行了电网单相对地电容的测试，测试结果如下。

3.1 偏置电容法

偏置电容加装前10kVII段母线各相二次侧电压

系统额定电压：Ued=(10500/1.732)/100=60.62V

偏置电容加装后 10kV II段母线各相二次侧电压，见表1。

表1 10kV II段母线各相二次侧电压值

由上述数据及公式可计算出

系统对地总电容

故单相电容及系统对地总电容为

3.2 金属接地法

将电网A、B、C三相分别做金属性接地，测得A、B、C三相接地电流分别为7.2A、7.32A、7.02A。根据A相接地电流是B、C相电压作用在B、C相电容上的结果，B、C相接地电流依次类推，列以下方程进行计算

4 结论

采用偏置电容法和金属接地法测得的总电容及单相对地电容值如表2所示。

表2 总电容及单相对地电容对比表

由表2可以看出：

1）采用偏置电容法及金属接地法计算的系统总电容分别为 3.7309μF、3.7397μF，两者相差 0.0088μF，误差为 0.24%，证明用偏置电容法测量系统对地总电容代替金属接地法测量系统电容CΣ是可行的。

2）采用偏置电容法及金属接地法计算的单相对地电容值与用金属接地法测量结果相差不大，A、B、C 三相误差分别为：0μF、0.03355μF（2.8%）、0.04237μF（3.2%），不影响工程使用，可以用于指导系统三相电压不平衡治理措施。

3）金属接地测量法由于具有操作危险性，且易引起短路跳闸故障，一般不再采用。经研究及实验发现，偏值电容法通过在三相上依次投入相同大小的偏值电容，可以准确测量系统电容电流，并可推广到相间应用，进行单相对地电容值的测量、计算。

4）偏值电容法测试方便、快捷、接线简单，测量时对电网电压影响小；并可带电作业，不需对电网进行倒闸操作；另外还不受电网谐波电流地影响。

[1]韩涛.一种现场测量系统电容电流的方法[J].河北电力技术,2007,26(1):5-7.

[2]连鸿波,杨以涵,谭伟璞等.偏置电容法测量中压电网电容电流的误差分析[J].电网技术,2005,29(14): 54-58.

[3]侯崇升.10～35kV中性点非直接接地系统分相接地电容测试方法[J].高压电器, 2008,44(1):81-83.