HD-900A配网手持式电容电流测试仪的详细的操作

一、 使用概述

目前，我国电力系统的电源中性点一般是不直接接地的，所以当线路单相接地时流过故障点的电流实际是线路对地电容产生的电容电流。据统计，电力系统的故障很大程度是由于线路单相接地时电容电流过大导致起弧且电弧无法自行熄弧引起的。因此，我国的电力规程规定当10kV和35kV系统电容电流分别大于30A和10A时，应装设消弧线圈以补偿电容电流，这就要求对其电容电流进行测量以做决定。另外，电力系统的对地电容和PT的参数配合会产生PT铁磁谐振过电压，为了验证该配电系统是否会发生PT谐振及发生什么性质的谐振，也必须准确测量电力系统的对地电容值。

传统的测量电容电流的方法有单相金属接地的直接法、外加电容间接测量法等，这些方法都要接触到一次设备，因而存在试验危险、操作繁杂，工作效率低等缺点。进而出现了在PT二次侧注入信号法测量电网电容电流；与传统测量方法相比，该方法测量过程中，测试仪无需和一次侧直接相连，因而试验不存在危险性，无需做繁杂的安全工作和等待冗长的调度命令，只需将测量线接于PT的开口三角端子就可以测量出电容电流的数据。从PT开口三角处注入的是微弱的异频测试信号，所以既不会对继电保护和PT本身产生任何影响，又避开了50Hz的工频干扰信号。

但是，现有的基于PT二次侧注入信号法的测试仪体积及重量较大，便携性较差不利于测试量较大的工况。

为解决这些问题，华顶电力在上一代基于PT二次侧注入信号法测试仪的基础上，经过重新研发设计，开发出新一代手持式电容电流测试仪。采用全新硬件结构和速度更快的ARM处理器及AD转换器，内置全新的全数字变频逆变电源，将连个频率的注入信号整合为一个波形，采样后再通过傅里叶变换提取各个频率的角度与幅值，因此一次测试就可得出测量数据。提高了测试效率。与前一代相比，新一代体积和重量都大大减小，更加便于携带和现场测试。加入新的测量方法，以解决4PT连接方式电网电容电流测试精度不高的问题。

该测试仪采用工业彩色液晶屏（强光下可读）、中文菜单、人机交互更加友好，并且具备U盘存储功能。接线简单、测试速度快、测试稳定性和数据准确性高，大大减轻了试验人员的劳动强度，提高了工作效率。

二、 手持式操作的特点

为便携式设备，体积小、重量轻。具有操作简便、精度高、抗干扰、防震、携带方便等特点；采用大容量锂电池,一次充电可连续使用6小时以上，并且电池可随时更换，为用户连续试验提供保障； 软件功能齐全，内置使用说明、按键说明、接线示意图、注意事项等各种介绍，方便用户现场试用时查阅。 不掉电时钟和日期显示，具有本机存储和U盘存储功能，可以存储更多数据，带有R232和USB接口方便与计数机数据对接。

测量范围：0.3μF～200μF 1A～400A准 确 度：±(读数×5%+2字)

工作电源：AC100-240VAC 0.8A, 50/60Hz体积：200mm(长)×100mm(宽)×60mm(高)

使用温度：-10℃～50℃相对湿度：＜90%，不结露

四、变压器中性点异频信号注入法

电容电流测试仪是从PT开口三角侧来测量系统的电容电流的。其测量原理如图1所示。.

在图1中，从PT二次开口三角处注入不同频率的电流信号（频率非50Hz，目的是为了消除工频信号的干扰），在PT高压侧A、B、C三相感应出3个电流方向相同的电流信号，此电流为零序电流，因此它在电源和负荷侧均不能流通，只能通过PT和对地电容形成回路，所以图1又可简化为图2。

根据图2的物理模型就可建立相应的数学模型，通过检测测量信号就可以测量出三相对地电容值3C0，再根据公式I=3ωCOUφ（Uφ为被测系统的相电压）计算出系统的电容电流。

五、配电网中PT接线方式及PT的变比

配电网中的PT接线方式和PT的变比会对测试仪的测量结果产生很大的影响，如果PT的接线方式和变比选择不正确，测量结果将不是系统的真实电容电流值，而是真实值乘以两变比之商的平方倍。因此为了测得正确的数据，在测试前必须对配电网中PT的接线方式及PT变比有一个清晰的了解。目前，我国配电网的PT接线方式有以下几种：

1、3PT接线方式

这种接线方式分“N接地”、“B相接地”两种，分别如图 4和图 5所示。对于这两种方式，均从N-L两端注入测试信号。根据所用PT的不同，分成三种类型

图 4、图 5所示的系统运行方式是从开口三角测量系统容流时所必须的运行方式，而对于一般的配网系统，并不都是处于这样的运行方式下，例如在系统中还接在消弧线圈、PT高压侧中性点接有高阻消谐器、PT开口三角接有二次消谐装置等。这时，必须将运行方式转换为图 4或图 5所示的运行方式。

常见的采用3PT接线方式的配网其运行方式如图 6所示

测试步骤：

（1）检查测量用的PT高压侧中性点是否安装有高阻消谐器，如有，将其短接。从测量原理可知，选用哪组PT进行测量，我们就只考虑这组PT的接线情况。而无需关心系统内的其他PT的情况。如果系统中有些PT安装高阻消谐器，有些没安装，则完全可以从没有安装高阻消谐器的PT进行测量，这样可以省去短接消谐器的工作。

（2）检查消弧线圈是否全部退出运行。在有电气联系的被测电压等级系统中所有消弧线圈均要退出运行，并非只退出该变电站的消弧线圈。同时只考虑被测电压等级的情况，无需考虑其他电压等级的情况。例如，被测变电站A为10kV系统，并通过联络线与变电站B的10kV系统相连，变电站A有2台消弧线圈，变电站B有1台消弧线圈，则测量时有电气联系的这3台消弧线圈均要退出运行；而35kV系统有无消弧线圈则无需考虑。

（3）退出PT 开口三角的消谐装置。如果经过实测证明，开口三角所接的某些厂家某些型号的二次消谐装置对测量结果没有影响，则消谐装置可以不退出运行。一般对于微电脑控制的消谐器，其只有在系统有谐振发生时才动作，该类消谐器一般对测量无影响。

（4）如果PT二次侧并列运行（很少见），则将其改为单独运行。

（5）确保将华顶电力测试仪的电流输出端正确接到图7的开口三角N-L上。一般在二次的端子编号为N600和 L630。为了确保连接正确，可以按下列方法进行检查：用万用表分别测量PT二次侧三相电压和开口三角电压；将三相电压中的最大值减去最小值得到的差和开口三角电压比较，如果两者差不多，就说明找到的开口三角端是正确的；如果两者差别很大，则说明没有正确找到开口三角端。例如，测量得到三相电压分别为61V、60V、59.5V，则正确的开口三角电压应为1.5V左右，如果测量得到的开口三角电压仅为0.2V，说明所找的开口三角端不正确或PT开口三角连线已经断开（在现场实测中发现有多个变电站的PT 开口三角连线断开情况）。

（6）选择正确的PT变比，也就是选择正确的PT接线方式。电容电流测试仪是通过选择PT连接方式和设定系统额定高压来确定PT变比的，这样对于试验人员会更方便、快捷。PT一般是采用100/3V的二次绕组连接成开口三角，但也有特殊的情况，有些变电站的PT采用100V二次绕组组成开口三角。为了确保选择变比的正确，可以通过测量组成开口三角的各绕组的电压来确定。

（7）完成以上操作后，就可以使用电容电流测试仪进行电容电流的准确测量。

2、4PT连接方式

大部分变电站中的4PT的连接方式有两种接法，分别如图9和图10所示。对于图9中这种4PT的接线方式，组成星形的三个PT的开口三角侧被短接，系统零序电压由第四个PT的测量线圈来测量，各相电压分别从A－N、B－N、C－N端测量。这种接线方式下，系统单相接地时N－L端的电压为57.7V。

图10和图9中的接线唯一区别是在N－L端串接入第四个PT的33V二次线圈，这样当系统单相接地时，N－L两端电压为91V（即57.7V＋33.3V）。

在图9和图10中,测量信号都是从N-L端注入。

在图9中，零序PT（即第4个PT）的二次零序绕组是ox-oa绕组，其电压通常为（V），则测量时PT变比为。这种接线方式和变比下，对应于测试仪的“PT方式”中的“4PT”方式。也就是说，如果接线方式如图9所示，则在测量电容电流前必须将“参数设置”屏幕中的“PT方式”设置为“4PT”。

在图10中，零序PT（即第4个PT）的二次零序绕组是由主绕组ox-oa绕组和副绕组oxo-oao串联组成，主绕组ox-oa的电压为（V），副绕组oxo-oao的电压为100/3V，则测量时PT变比为（其中为电力系统的线电压，如6kV、10kV或35kV）。这种接线方式下，对应于测试仪的“4PT1”连接方式。

第三种4PT接线方式如图11所示。这种接线方式比较少见，但在系统中还是存在。在图11中这种接线方式三相PT的三个二次辅助绕组即：1ao-1xo、2ao-2xo、3ao-3xo组成开口三角L601-L602，oa-ox和oao-oxo为零序PT的两个二次绕组，它们与开口三角L601-L602组成一个大的开口三角N600-L601。相电压也是从a、b、c与N600中测量。

对于这种接线方式，将L601和L602短接，并从N600和L601端注入测量电流，“PT方式”选择“4PT1”即可。

注意：在测量前还应将与PT二次绕组并联的其它PT二次绕组断开；退出系统中消弧线圈。

3、测量注意事项

对于4PT的接线方式，当被测的三相对地电容小于30微法时（10kV电容电流约为55A），测量结果是准确的。但当被测系统对地电容容量太大时，测量结果就会随电容的增大而偏差较多。如果想要进行准确测量，可采用以下几种方法：

1）如果系统中变压器有中性点或者有接地变压器，也可采用下面介绍的变压器中性点异频信号注入法进行测量。

2）将4PT连接方式转变为3PT连接方式，然后按前面所述的3PT方式进行测量。

将4PT连接方式转变为3PT连接方式的方法如下：

对于4PT连接方式1和方式2， 将第四个PT高压侧短接，并将被短接的开口三角侧打开，从打开两侧注入电流测量即可。这时4PT连接运行方式就完全变成了3PT连接运行方式。

对于4PT连接方式3，将零序PT即图11中所示的PT4的高压绕组短接，将仪器的电流输出端接到图11中所示的开口三角L601-L602，就可以开始测量了。其接线图如图12所示。

六、从变压器中性点测量配网电容电流的方法

1、测量方法说明及测量特点

变压器中性点异频信号注入法与补偿电容器组中性点异频信号注入法类似，具备补偿电容组中性点异频信号注入法的所有特点。

注：变压器中性点异频信号注入法，需要一个外置单相电磁式电压互感器，为了提高测量精度，可选用精度较高的电压互感器，电压互感器变比为（UL电压互感器额定高压）；测试仪的参数设置中“PT方式”应选择“1PT”。

2、测量原理

变压器中性点异频信号注入法测量原理如见图5

图5中：

PT：外接单相电磁式电压互感器

Tr：变压器35kV侧绕组，或是10kV系统的接地变，O为变压器中性点

Ca、Cb、Cc：系统三相对地电容

AX、ax： PT的一、二次绕组，电压互感器变比为（UL电压互感器额定高压）

3、测量步骤

1 查看不接地系统的接线方式和运行方式，系统所有线路均已投入。

2 现场已配置消弧线圈的，根据接线方式和运行方式，退出与被测系统有电气联系的所有消弧线圈。

3 外置单相电压互感器置于绝缘垫上，高压尾端、低压尾端和外壳分别一点接地。

4 将电容电流测试仪的电流输出端与单相电压互感器二次绕组相连。仪器置于绝缘垫上，且与互感器的距离不小于2m（10kV）和3m（35kV），电容电流测试仪外壳应可靠接地。

5将单根耐压电缆一端与外置的单相电压互感器高压端相连。在变压器中性点隔离开关处，利用绝缘操作杆将电缆的另一端与该变压器中性点相连。无中性点隔离开关的变压器可在其它操作方便处将电缆与中性点相连。连接部位需可靠接触。

6 单相电压互感器周围设置安全围栏，安全围栏与互感器的距离不小于0.7m（10kV）、1m（35kV），向外悬挂“止步、高压危险”标示牌。

7 测试人员位于绝缘垫上开始测试。

七、操作使用说明

所有测试线接好以后，打开电源开关，仪器初始化后进入“开机界面”屏（见图13）。

1、参数设置

接线方式可以设置为1PT、3PT、3PT1、3PT2、4PT、4PT1六个中的一个。

电压等级设置位线路的电压等级如 10KV、35KV等。

试品编号设置实验标记，方便以后将历史数据对应到相应的变电站。

按上下左右键选择相应的选项，按“确认”键进入所选功能。 设置完成按“启动/停止”，进行测试。

2、数据测试

上图中，黑框中显示的测试电容为配网线路三相对地电容的总和，电容电流为此对地电容值折算到额定电压下的电容电流值。下面显示的开口三角电压，为实际上开口三角处的工频电压值，这个电压值过高会影响测量精度。U1,U2,I1,I2,A1,A2这些值为测试过程数据。

3、历史数据

按“记录”切换到“历史记录”屏幕见图16。按上下键切换显示的历史数据，按存储建将数据保存到U盘

图16 测量记录查询

4 实时时钟设置

按“设置”按键均可打开如下图所示参数设置界面。

用户可以通过此界面设置背光亮度，电量显示方式（电压值/百分比）还可以进行时间设置。时间设置完毕需要确认才能保存。

“语言选择”可以改变界面显示语言，有中文和英文两个选择项，改变语言需要重启设备才能完全生效。见图17

八、使用注意事项

1 使用仪器时请按本说明书接线和操作。

2 接地端子应就近可靠接地。

3 测试开始前请输入正确的参数设置。

4 测量过程中如果电流输出端子无电流输出，请检查接线。

5 当零序3U0电压过高时，如果正在进行电容电流测量过程，则自动停止测量过程；如果未启动测量，则不能启动测量过程，直至零序3U0电压降低至安全范围。

6为了确认电容电流测试仪是否正常，可以在PT不带电的情况下对测试仪进行检验和校准。检验方法如下：取一个10kV（其他电压等级亦可）的PT，在高压端接入一个已知电容量的电容（耐压大于100V即可），将二次侧主绕组a-x端（电压为）与测试仪的电流输出端连接，即从a-x端进行测量。设置仪器的“额定高压”为“10kV”（其它电压等级PT，按照PT电压等级设置）、“PT方式”设置为“1PT”，开始测量过程。如果测量结果和已知电容的电容量一致，说明该仪器工作正常、测量准确，可以用于现场测量。