專利名稱:一種電網(wǎng)電容電流間接測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種電力電網(wǎng)、特別是10KV電網(wǎng)電容電流的測(cè)量方法,屬測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
發(fā)電廠和變電站10Kv電網(wǎng)系統(tǒng)是連至最終用戶的最后一級(jí)高壓系統(tǒng),系統(tǒng)的工作可靠性將直接影響電力系統(tǒng)的安全。隨著電力系統(tǒng)的擴(kuò)大,單相接地故障的增多,越來越多的10Kv電網(wǎng)系統(tǒng)也在逐漸變?yōu)榻?jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)。消弧線圈容量的選擇也就成了一個(gè)非常重要的課題,但對(duì)老的10Kv系統(tǒng)來說,由于網(wǎng)路支路眾多且接線復(fù)雜,使得計(jì)算電容電流相當(dāng)困難,或者說幾乎成為不可能的課題。因此電網(wǎng)電容電流測(cè)定技術(shù)也就顯得相當(dāng)重要,其關(guān)鍵的要求是準(zhǔn)確。如果能夠準(zhǔn)確測(cè)出電網(wǎng)的電容電流,也就可以正確地選擇合適容量的消弧線圈,從而為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供了保證。測(cè)量分直接測(cè)量和間接測(cè)量,直接測(cè)量雖然能夠得到正確的電容電流,但它對(duì)電器設(shè)備帶來非常大的危害,且對(duì)安全供電極為不利,因此很少采用。比較多采用的是間接測(cè)量的方法。間接測(cè)量雖沒有直接測(cè)量的弊病,但測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性又難以保證,且操作起來繁瑣、計(jì)算復(fù)雜。這些矛盾長(zhǎng)期困擾著電力行業(yè)的設(shè)計(jì)人員,人們迫切需要一種精度更高、更為方便實(shí)用的測(cè)量技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于克服一般間接測(cè)量準(zhǔn)確性低的缺陷而提供一種精度高、安全實(shí)用的電網(wǎng)電容電流間接測(cè)定方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種電網(wǎng)電容電流間接測(cè)定方法,它按如下步驟進(jìn)行a.估算電網(wǎng)電容電流IdId=IL+Ik+Idc其中電纜網(wǎng)絡(luò)電容電流IL=1.732L1;架空線網(wǎng)絡(luò)電容電流Ik=1.732L2/35;
電容電流Idc=314∑CΦ*UΦ×10-6;式中∑CΦ-----三相電容值之和(即將各相電容數(shù)值相加);UΦ---電網(wǎng)額定相電壓;L1---電纜線路的長(zhǎng)度;L2---架空線網(wǎng)絡(luò)總長(zhǎng)度;b.測(cè)量電網(wǎng)不平衡電壓U0;c.選擇附加電容ΔC的數(shù)值當(dāng)U0≤1V時(shí),0.045Id≤ΔC≤0.1Id;當(dāng)U0>1V時(shí),0.092Id≤ΔC≤0.13Id。
d.測(cè)量各相連接附加電容ΔC后的對(duì)地電流及線間電壓將選定的附加電容ΔC同電流表串聯(lián)后分別測(cè)得A、B、C三相的對(duì)地電流Ic1、Ic2、Ic3,用電壓表分別測(cè)得各次接地時(shí)的中性點(diǎn)電壓Va、Vb、Vc。用表筆從電壓互感器的二次側(cè)分別測(cè)得ab,bc,ca線間電壓,取其平均值U1作為系統(tǒng)線電壓,則 求得相電壓算術(shù)平均值UΦ。
e.求各相電容接地電流當(dāng)U0≤0.4V時(shí)可按對(duì)稱電網(wǎng)處理;由下式求得電容接地電流ID=(3UΦ·Ic1)/Va;]]>當(dāng)U0>0.4V時(shí)可按不對(duì)稱電網(wǎng)處理,所述各相對(duì)地電容電流需用系數(shù)δ修正,A相接地時(shí)的電容電流等于(1+δ)乘以A相附加電容ΔC流過的電流讀數(shù)值,Ida=(1+δ)Ic1,所述修正系數(shù)δ按下式求得b2=(Va2+Vb2+Vc2)/3δ=[-b2+b2(3UΦ2+U02)-3UΦ2·U02]/(b2-U02)]]>電網(wǎng)單相接地電容電流ID為各相接地電容電流的平均值ID=(Ida+Idb+Idc)/3,式中Ida、Idb、Idc分別為A、B、C三相接地時(shí)的電容電流。
本發(fā)明利用一個(gè)附加電容器作媒介,通過對(duì)中性點(diǎn)電壓和附加電容器電流的測(cè)量,間接測(cè)得10Kv電網(wǎng)的電容電流。該方法測(cè)量精度高,應(yīng)用安全、簡(jiǎn)便實(shí)用。它的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量過程中全部使用常規(guī)儀器和設(shè)備,投資少、容易實(shí)施。本發(fā)明還給出了如何正確估算電網(wǎng)電容電流的方法、附加電容及電流量程的選取方法、以及各種提高精度、增加安全的措施。由于結(jié)果準(zhǔn)確,這就為正確選擇合適容量的消弧線圈提供了依據(jù),也為電網(wǎng)的安全輸電提供了可靠保證。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述
圖1是本發(fā)明的測(cè)量原理圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是一種間接測(cè)量方法,測(cè)量中需使用高壓附加電容器ΔC、隔離開關(guān)GK、斷路器DL、精度0.5級(jí)或高于0.5級(jí)的電壓表、電流表各一塊、電壓互感器、搭接導(dǎo)線一段、高壓試電筆等。隔離開關(guān)或斷路器也可用一開關(guān)柜或帶有下隔離開關(guān)的停送電柜代替。按圖1所示,將選定的電容器或電容器組同電流表串聯(lián)后可靠接地,電容器應(yīng)放在絕緣墊上,外殼可靠地接到電流表上,將電流表兩端用一導(dǎo)線搭接,達(dá)到既接觸良好、又可方便挑開的地步。
測(cè)定附加電容的支路電流時(shí),為了提高測(cè)量精度,應(yīng)正確選取附加電容ΔC的數(shù)值,ΔC選取過大會(huì)造成電網(wǎng)中性點(diǎn)嚴(yán)重偏移,危及電網(wǎng)的安全運(yùn)行;ΔC選取過小則電網(wǎng)中性點(diǎn)電壓偏移太小,無法保證測(cè)量精度。所以對(duì)系統(tǒng)電容電流進(jìn)行合理估算是正確選取ΔC的前提。估算主要考慮兩點(diǎn),一是方便,二是精度高。
影響10Kv電網(wǎng)電容電流的主要因素有三個(gè),即電纜網(wǎng)絡(luò)、架空線網(wǎng)絡(luò)及電容器,其中,電容器產(chǎn)生的電容電流Idc可按下式計(jì)算Idc=314∑CΦ*UΦ×10-6(1)式中∑CΦ-----三相電容值之和,單位μF;UΦ---電網(wǎng)額定相電壓,V。
按下面的公式估算電纜網(wǎng)絡(luò)電容電流ILIL=1.732L1注L1為電纜線路的長(zhǎng)度,單位公里。
按下面的公式估算架空線網(wǎng)絡(luò)電容電流IkIk=1.732L2/35 注L2為架空線路的長(zhǎng)度,單位公里。
為簡(jiǎn)化起見,電網(wǎng)電容電流Id可按下述估算公式求得Id=IL+Ik+Idc(2)10Kv電網(wǎng)自然不平衡電壓U0都較小,為簡(jiǎn)化起見,可按以下兩種情況選定ΔC當(dāng)U0≤1V時(shí),0.045Id≤ΔC≤0.1Id;當(dāng)U0≤0.4V時(shí)可按對(duì)稱電網(wǎng)處理;當(dāng)U0>1V時(shí),0.092Id≤ΔC≤0.13Id。
測(cè)量附加電容ΔC支路電流,應(yīng)正確選取電流表量程,這將關(guān)系到操作安全及測(cè)量準(zhǔn)確。量程太小易損壞電表,產(chǎn)生高壓,危及人身安全。量程選取太大,將嚴(yán)重影響測(cè)量精度。測(cè)量過程中將大小合適的ΔC接于某相和地之間,將使該相對(duì)地電壓略有減小,由于其變化不大,仍可按ΔC兩端施加相電壓來估算其流過的電流,ΔIc=314ΔC*UΦ×10-6=1.812ΔC(ΔC的單位為μF,該式由計(jì)算公式I=U*C*ω求得)。(3)綜合考慮電流表的最佳讀表范圍,電流表量程取為2.078ΔC左右為佳。另外,為防止瞬間大電流損壞電流表,在ΔC接入瞬間電流表兩端應(yīng)短接。
具體步驟為1.估算系統(tǒng)電容電流Id,選擇附加電容ΔCId=IL+Ik+Idc=1.732L1+1.732L2/35+314∑CΦ*UΦ×10-6估算出Id后按以下條件選取附加電容當(dāng)U0≤1V時(shí),0.045Id≤ΔC≤0.1Id,當(dāng)U0>1V時(shí),0.092Id≤ΔC≤0.13Id。式中ΔC單位μF,確定ΔC值后,可按銘牌選定電容。
2.測(cè)量電網(wǎng)自然不平衡電壓U0(對(duì)中性點(diǎn))。在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)去掉電壓互感器二次開口三角上的負(fù)載,接上電壓表,這時(shí)電壓表的讀數(shù)即為U0。
3.選擇電流表量程。電流表量程取為2.078ΔC左右為佳。
4.如圖連接測(cè)量?jī)x器,將選定的電容器同電流表串聯(lián)后可靠接地。
5.再次檢查接線及電表量程等,確保正確無誤。
6.觀察電壓表讀數(shù),如有變化,U0改為現(xiàn)時(shí)讀數(shù)。
7.將電容器接入A相,用試電筆挑開電流表兩端搭線,記錄電流表讀數(shù)Ic1及電壓表讀數(shù)Va。
8.退出電容器,放電后搭接電流表,將電容器接入B相,用試電筆挑開電流表兩端搭線,記錄電流表讀數(shù)Ic2及電壓表讀數(shù)Vb。依此再測(cè)定C相電流表讀數(shù)Ic3及電壓表讀數(shù)Vc。
9.快速取下電壓表,用表筆從電壓互感器的二次側(cè)分別測(cè)得ab,bc,ca間線電壓,取其平均值U1作為系統(tǒng)線電壓,則 為系統(tǒng)相電壓UΦ,記錄這些數(shù)據(jù)。
10.測(cè)試完畢,利用實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)計(jì)算單相接地電容電流。
注如U0≤0.4V可省略8、9兩步。
當(dāng)U0≤0.4V時(shí),可以認(rèn)為電網(wǎng)絕對(duì)對(duì)稱,各相接地電流相等。這樣處理給計(jì)算結(jié)果帶來的誤差很小。
ID=(3UΦ·Ic1)/Va;]]>當(dāng)U0>0.4V時(shí),由于電網(wǎng)的不對(duì)稱性,其各項(xiàng)接地電容電流也是不相等的,可按下式計(jì)算Ida=(1+δ)Ic1Idb=(1+δ)Ic2Idc=(1+δ)Ic3式中Ida------A相接地時(shí)的電容電流;Idb------B相接地時(shí)的電容電流;Idc------C相接地時(shí)的電容電流;δ求法同上。
一般可取一平均數(shù)作為電網(wǎng)單相接地電容電流。
ID=(Ida+Idb+Idc)/3也可以通過下式測(cè)量出電網(wǎng)三相對(duì)地的總電容∑C,這時(shí)必需測(cè)準(zhǔn)ΔC(不可用銘牌上所標(biāo)數(shù)值)。
∑C=δ·ΔC。
權(quán)利要求
1.一種電網(wǎng)電容電流間接測(cè)定方法,其特征在于,它按如下步驟進(jìn)行a.估算電網(wǎng)電容電流IdId=IL+Ik+Idc其中電纜網(wǎng)絡(luò)電容電流IL=1.732L1;架空線網(wǎng)絡(luò)電容電流Ik=1.732L2/35;電容電流Idc=314∑CΦ*UΦ×10-6;式中∑CΦ-----三相電容值之和;UΦ---電網(wǎng)額定相電壓;L1---電纜線路的長(zhǎng)度;L2---架空線網(wǎng)絡(luò)總長(zhǎng)度;b.測(cè)量電網(wǎng)不平衡電壓U0;c.選擇附加電容ΔC的數(shù)值當(dāng)U0≤1V時(shí),0.045Id≤ΔC≤0.1Id;當(dāng)U0>1V時(shí),0.092Id≤ΔC≤0.13Id。d.測(cè)量各相連接附加電容ΔC后的對(duì)地電流及開口三角電壓將選定的附加電容ΔC同電流表串聯(lián)后分別測(cè)得A、B、C三相的對(duì)地電流Ic1、Ic2、Ic3,用電壓表測(cè)量開口三角電壓Va、Vb、Vc,求得線電壓算術(shù)平均值U1。e.求各相電容接地電流電容接地電流ID=(3Uφ·Ic1)/Va;]]>
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)電容電流間接測(cè)定方法,其特征在于,所述各相對(duì)地電容電流需用系數(shù)δ修正,各相接地時(shí)的電容電流等于(1+δ)乘以該相附加電容ΔC流過的電流讀數(shù)值,Ida=(1+δ)Ic1,所述修正系數(shù)δ按下式求得δ=[-b2+b2(3Uφ2+U02)-3Uφ2·U02]/(b2-U02);b2=(Va2+Vb2+Vc2)/3;]]>電網(wǎng)單相接地電容電流ID為各相接地電容電流的平均值ID=(Ida+Idb+Idc)/3,式中Ida、Idb、Idc分別為A、B、C三相接地時(shí)的電容電流。
全文摘要
一種電網(wǎng)電容電流間接測(cè)定方法,屬測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域,用于克服一般間接測(cè)量準(zhǔn)確性低、操作繁瑣的問題。其測(cè)量步驟為,a.估算電網(wǎng)電容電流Id;b.測(cè)量電網(wǎng)不平衡電壓U
文檔編號(hào)G01R19/00GK1560640SQ20041000615
公開日2005年1月5日 申請(qǐng)日期2004年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月4日
發(fā)明者許勇權(quán) 申請(qǐng)人:保定浪拜迪電氣股份有限公司