[发明专利]一种中性点不接地配电网电容电流测量系统及方法

摘要

本发明涉及配电网电容电流测量技术，具体涉及一种中性点不接地配电网电容电流测量系统及方法，测量系统包括母线电压互感器、可调电阻、变频电压源和电压测量仪；可调电阻与变频电压源串联后接入母线电压互感器第三绕组两端，电压测量仪也接入母线电压互感器第三绕组两端。利用测量系统进行测量的方法解决母线电压互感器的短路阻抗影响测量精度的问题，并且考虑到由于电网不平衡度而引起的零序电压对信号注入法测量电容电流的影响，提高配电网电容电流测量的准确性，采用精确的戴维南等效电路模型，对系统的对地电容进行求解。测量过程在互感器的第三绕组侧进行，不需要变更一次设备接线，测量方法安全便捷，结果准确可靠。

主权项

1.一种中性点不接地配电网电容电流测量方法，包括母线电压互感器、可调电阻、变频电压源和电压测量仪；所述可调电阻与变频电压源串联后接入所述母线电压互感器第三绕组两端，所述电压测量仪也接入所述母线电压互感器第三绕组两端；所述母线电压互感器第三绕组为开口三角形接法；所述电压测量仪采用电磁式仪表，且连接在所述母线电压互感器的开口三角端；其特征在于，包括以下步骤：S1.将变频电压源和可调电阻支路断开，测量开路电压U₀；S2.将变频电压源输出置零，可调电阻阻值调至最大，接上变频电压源和可调电阻支路，调节可调电阻阻值至R₁，记录电压测量仪读数U₀₁；S3.再调节可调电阻阻值至R₂，记录电压测量仪读数U₀₂；S4.保持可调电阻阻值为R₂不变，设置变频电压源输出电压频率为25Hz，输出电压有效值为E₁，记录电压测量仪读数U₁；S5.保持可调电阻阻值为R₂不变，设置变频电压源输出电压频率为75Hz，输出电压有效值为E₂，记录电压测量仪读数U₂；S6.依据步骤S1、S2、S3、S4、S5所测量数据，求解电网对地电容，经计算得到电网的电容电流值；所述步骤S2中的变频电压源为输出电压范围0～5V、频率范围10Hz～100Hz的变频电压源；所述可调电阻为高精确阻值可读，调节范围在0～5Ω的可调电阻；所述步骤S2、S3中若开路电压大，则可调电阻阻值相应调大，且可调电阻调节范围1～3Ω；所述步骤S4、S5中变频电压源的输出电压设置在5V左右，原则是不影响电网的正常运行；所述步骤S6中求解电网对地电容以及电网的电容电流值包括以下步骤：S61.求出R和|X₅₀|；根据所述步骤S1、S2、S3，得以下方程组：其中，U₀为开路电压；C₀为折算到母线电压互感器第三绕组的电网对地电容；R和L为母线电压互感器折算到第三绕组的漏阻和漏感；X₅₀为电容C₀和漏感L在工频50Hz下的电抗；解(1)得到R和|X₅₀|；S62.求出U_E1和U_E2；根据所述步骤S4、S5得：其中，U_E1为变频电压源输出频率为25Hz时输出电压有效值，U_E2为变频电压源输出频率为75Hz时输出电压有效值；解(2)得到U_E1和U_E2；S63.求出|X₂₅|和|X₇₅|；由分压原理，可得：其中，X₂₅为电容C₀和漏感L在25Hz下的电抗，X₇₅为电容C₀和漏感L在75Hz下的电抗；解(3)得到|X₂₅|和|X₇₅|；S64.计算电容C₀；比较所述步骤S61、S63所得|X₅₀|、|X₂₅|和|X₇₅|的大小；a.若|X₇₅|为最小，则有b.若|X₅₀|为最小，则有c.若|X₂₅|为最小，则有其中，ω₇₅、ω₅₀和ω₂₅分别为与频率75Hz、50Hz和25Hz相对应的角频率；解(4)、(5)、(6)得到电容C₀；S65.将步骤S64得到的电容C₀换算成电网的对地电容C′₀；换算公式为：其中，k₁₃为母线电压互感器第一绕组到第三绕组的变比；S66.最后求出电网的电容电流：其中，I_C为电网的电容电流，为电网运行相电压。