目前，我國配電系統(tǒng)的電源中性點一般是不直接接地的，所以當(dāng)線路單相接地時流過故障點的電流實際是線路對地電容產(chǎn)生的電容電流。據(jù)統(tǒng)計，配電網(wǎng)的故障很大程度是由于線路單相接地時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，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，因而存在試驗危險、操作繁雜，工作效率低等缺點。
為解決這些問題，我公司與大專院校及試驗研究院共同潛心研制，開發(fā)出配網(wǎng)電容電流測試儀。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，因而試驗不存在危險性，無需做繁雜的**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，同時測試儀的輸出端可以耐受100V的交流電壓，若測量時系統(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**措施，使這項工作變得**、簡單、快捷，且測試結(jié)果準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠。
該測試儀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，大大減輕了試驗人員的勞動強(qiáng)度，提高了工作效率。
配網(wǎng)電容電流測試儀是從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。
圖二 測量原理圖
在圖二中，從PT開口三角注入一個異頻的電流（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。
圖三 簡化物理模型
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）計算出配網(wǎng)系統(tǒng)的電容電流。
五、SZDRC-III配電網(wǎng)電容電流測試儀配電網(wǎng)中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)的真實電容電流值，而是真實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PT的變比分別為：
（其中
為配
電網(wǎng)系統(tǒng)的線電壓，如6kV、10kV或35kV）。這三個變比就分別對應(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 N接地方式
圖五 B相接地方式
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)中性點接有高阻消諧器、PT開口三角接有二次消諧裝置等。這時，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。
圖六 常見的采用3PT接線方式的配網(wǎng)運(yùn)行方式
這時，使用測試儀測量配網(wǎng)電容電流前必須完成以下操作：
檢查測量用的PT高壓側(cè)中性點是否安裝高阻消諧器，如有，將其短接。從測量原理可知，選哪組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，則完全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。
檢查消弧線圈是否全部退出運(yùn)行。在有電氣聯(lián)系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，則測量時有電氣聯(lián)系的這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。
退出PT 開口三角的消諧裝置。如果經(jīng)過實測證明，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)生時才動作，該類消諧器一般對測量無影響。
如果PT二次側(cè)并列運(yùn)行（很少見），則將其改為單獨運(yùn)行。
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)場實測中發(fā)現(xiàn)有多個變電站的PT 開口三角連線斷開情況）。
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PT的開口三角側(cè)被短接，系統(tǒng)零序電壓由第四個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N－L端的電壓為57.7V。
圖七 4PT接線方式一
圖八 4PT接線方式二
圖八中的接線和圖七中的接線唯壹區(qū)別是在N－L端串接入第四個PT的33V二次線圈，這樣當(dāng)系統(tǒng)單相接地時，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PT）的二次零序繞組是ox-oa繞組，其電壓通常為
V，則測量
時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的兩個二次繞組，它們與開口三角L601-L602組成一個大的開口三角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。
圖九 4PT接線方式三
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（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，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)?PT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)?PT的運(yùn)行方式的方法如下：
對于4PT的接線方式一和方式二， 將第四個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4PT接線的運(yùn)行方式就完全變成了3PT的運(yùn)行方式。
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。
圖十
4PT接線方式轉(zhuǎn)變?yōu)?PT接線方式測量示意圖