智能型电流不平衡测试仪设计探析

沈阳金凯瑞科技有限公司 孙以心

智能型电流不平衡测试仪设计探析

沈阳金凯瑞科技有限公司 孙以心

对于用电设备电流变化较大且快的情况往往无法准确测量，且不能反映电流不平衡的过程，针对此种情况，设计开发了一种智能型电流不平衡测试仪：简要分析了大型串联电容补偿装置不平衡电流的监测方法：计算电容量不平衡度法和模拟不平衡电流测试法。主要探讨了停电状态下不平衡电流的模拟测试方法，认为这种方法是对电容器组进行试验之后的一种无法替代且有效的手段。并通过应用例说明了这种方法的实用性。

电流测试；测试分析；改善建议

一、不平衡电流检测

串补装置不平衡电流有多种检测方法，各种测试方法有各自的优缺点。利用基于信号注入法选线装置中现有变送装置，可以实现暂态零序电流的检测。仿真结果表明，采用较高精度的交流电压和电流测量仪表，该组合方法不需要增加设备就可以有效提高选线的可靠性和准确性。

智能型电流不平衡测试仪原理是将被测电流的导线放入钳口中闭合铁芯，然后由单只的电容器串联组成的电容器组串补装置，由接在次级线圈两端的电流表指示出电流大小。电流互感器和电流表体内的核心部件又是由若干无法替代的电容元件串联组成。此时使次级线圈再次产生感应电流必须通过电流的导线产生旋转磁场切割闭环铁芯。如果引起整个电容器组电容量的改变，那么电容器内部几个电容元件都必然造成损坏，但是智能型电流不平衡测试仪所不同的是，接在次级线圈两端的不是整台电流表，所以电容器电容量不会有太大的改变。

对于大型串补装置来说，只有当电容器元件损坏数达到一定量时．才需要更换有较多损坏元件的电容器。而少量的电容器内部元件的损坏对整体电容量的整体影响不大，而串补装置在高压重载线路上并不妨碍串补装置的继续运行。但是必须在运行状况下对其内部故障进行监测，对外保护装置进行保护。每相串补装置的电容器，由四部分组成西林电桥桥型电路。为每部分桥型电路检验流计位置，这样就能保证整个装置的安全运行，并且有效地监测电容器组中电容器单元的损坏数量。

目前检测不平衡电流的方法有两种：第一种计算电容量不平衡度法，第二种模拟不平衡电流测试法。如果在停电检修的调试状态下，特别是在对损坏电容器进行更换调整之后，必须对更换后的效果重新进行测试计算．它不但可以对运行后装置的不平衡状态有一个基本掌握，还可以检查工作量。

二、测试结果分析及整改对策

智能型电流不平衡测试仪是一种便携式测试仪器，该测试仪能显示抽油机运行一周内电流的最大和最小值，可以根据测量电流的大小来实现配备不同的钳型表头满足要求，通过油田现场测试，显示简单的展开曲线电流闭环，能储存计算机通讯数据。

首先检查接线并紧固电流接线两端，尽量减小二次负荷，验证第三只电流表是否符合标准。经过检查发生故障原因是电流互感器故障。因为长时间运行电流较高，而且电容补偿量太大，电流互感器长时间过热电气试验保护整定校验及倒电投切电容等原因，造成线圈绝缘及热稳定性发生客观变化，互感器电流瞬间变化可能使互感器产生剩磁，准确性、可靠性都受到一定的影响。投运后观察三相电流平衡，用经校验合格的电流互感器更换。保护电容器组安全稳定运行串补装置的不平衡电流监测是在线监测电容器组运行状态的重要手段。

在实际操作中出现故障，可采用以下这些方法。

(一)系统的运行方式改变，应当适当调整网络的电容分布。调整网络的电容分布通常有2种措施。

1.从载波通讯组织的情况看，应适当调整载波藕合电容器的安装相位。

2.导线换位，线路导线换位是解决不平衡电容的最根本的方法之一。

(二)调整载波藕合电容器的安装导线换位。如果网络上运行的线路短，即它的不对称程度小，对系统运行几乎没什么影响；但如果网络上运行的线路长，不对称程度大，那么它对系统的正常运行影响大，但是由于受很多因素的影响，相对地等效电容不对称是客观存在的，只是不对称度的大小不同而已。

采用电缆换位是一种调整电容平衡的好方法，施工工期短、简便、投资见效快都是显而易见的。当线路的长度超过标准值时，电容流大、系统不对称时，要设法调整电容分布，尽量使之达到平衡，而在原有的网络线路上，中性点位移量大，电压严重不对称，将严重影响系统的正常运行。

三、电流检测仪设计建议

(一)建议将电容接线方式由三角接线改为星形接线，保证三相电容补偿电流平衡。可以同时加设三相电流横差保护，这样电压引起的电容器性能变化较小。

(二)从变电运行记录分析该系统有功负荷平均率，对用电负荷进行测试，系统中使用的压风机、扇风机等同步电机容性负载系统含量过大。无功集中补偿电容的无功损耗特别在低压末梢损耗较大，补偿效果不佳，设备运行效率低，而且集中补偿运行费用高。建议推行无功就地补偿集中运行费用，以此减少集中补偿量。同时杜绝轻载及空载运行，大马拉小车等现象。

(三)变电所开关柜的电流互感器，别对长期满载的开关柜电流互感器，可以引入每年一次的电气预防性试验内容。因为长时间过热绝缘性能以及热稳定性能会增大误差，甚至会出现匝间短路，将影响继电保护安全可靠性及计量指示的准确性。

(四)在应用这项技术时，通常需要预先确定一个流动电流值作为假定实验值，假定实验值的合理性和可靠性将直接影响到控制效果的好坏，所以控制系统需要根据检测值与设定值之间的偏差进行调节。

四、结束语

系统地分析了常规条件下不平衡电流在检测时出现的故障以及导致流动电流设定值有所改变的因素，并研究出解决方法。在此基础上，提出了流动电流设定值选取时的建议，响应速度较慢的固有缺点，但能够检测瞬时变化的电流。为更好地应用流动电流技术提供了依据瞬间变化电流的检测仪克服了指针式和光标式检流计在电路中的损耗。

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