[发明专利]一种基于改进信号注入法的配电网电容电流测量方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统测量领域，尤其是一种基于改进信号注入法的配电网电容电流测量方法。

背景技术

近年来，随着配电网的不断发展，电网中电缆线路所占的比例越来越高，配电网的对地电容电流大大增加。为了使电网单相接地故障时所产生的接地电弧自行熄灭，目前配电网多采用中性点经消弧线圈接地方式。在发生单相接地故障时，消弧线圈与配电网对地电容构成并联谐振回路，使电感电流与电网对地电容电流互相抵消。从而减小故障点电流，保证接地电弧可靠自熄，以提高电网运行的可靠性并保证供电的连续性。同时随着电缆线路比例的升高，电网不对称度进一步下降，致使以往测量电容电流的方法测量精度降低，甚至无法测量。

现在确保直接面向用户的配电系统不发生供电中断显得越来越重要。保证向用户稳定的供电，一个重要方面就是准确的测量配电网的对地电容电流，从而根据电容电流的大小装设容量适当的消弧线圈，避免因电弧重燃引起的过电压。在我国用电量比较大的地区经常出现因新装接地变压器和消弧线圈补偿容量太小而实际运行中电容电流过大需要逐一更换的现象。因此准确测量配电网对地电容电流是决定是否装设消弧线圈和选择消弧线圈容量的依据。准确及时的测量配电网对地电容电流，对调整消弧线圈的档位掌握其容量裕度，有效实施补偿都具有重大意义。

此外，配电网的对地电容(对应电容电流的大小)和电压互感器(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谐振以及发生什么性质的谐振，必须准确地测量配电网的对地电容值。通过测量配电网对地电容值后才会知道该配电系统是否在PT的谐振区域，从而采取相应的措施抑制PT谐振过电压的产生。

电容电流测量方法分为两种，即直接法和间接法。所谓直接法即将三相线路中的任意一相接地，测量其电容电流，这种方法虽然测量精确，但危险系数极高，容易造成相间短路，一般不推荐。间接法又分为人工中性点法、偏置电容法和信号注入法。其中人工中性点法和偏置电容法仍然与一次侧打交道，安全不能得到保证，一般不推荐。信号注入法是指从PT的二次侧注入频率不同的恒流信号，通过测量电压和电流的幅值和相位关系，得出线路的对地电容值。

在信号注入中，应用最为广泛的是三频法和分频法。所谓三频法，即从电压互感器开口三角侧注入三个频率不同的电流信号，测量开口三角侧电压幅值，利用标量计算得到三个方程，求解电网电容值。该方法计算复杂，受互感器漏阻抗影响较大，具有一定的局限性。所谓分频法，即向配电网母线电压互感器开口二次侧注入两个不同频率的恒流信号，测量三角开口侧电压幅值与相位，利用相量方法列写方程组得到系统对地电容值。但是该方法测量范围小，频率选取困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种在电网带负载运行的情况下，对电网电容电流进行准确测量的基于改进信号注入法的配电网电容电流测量方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于改进信号注入法的配电网电容电流测量方法，在传统分频法测量的基础上采用扫频加定频的方式测量电网电容电流，即改进后的测量方法综合了扫频法和分频法的特点，它从母线电压互感器二次侧开口三角端注入幅值相同、频率不同的恒流信号，同时测量开口三角端的零序电压，根据系统反映到电压互感器二次侧的信息，通过计算得到对地电容电流。

而且，所述对地电容电流的计算方法是：

当HC-1型电容电流测试仪从母线PT二次侧开口三角端注入恒流信号时，由开口三角端注入的电流有：

信号注入后，三个电流大小相等、相位相同的电流为零序电流通过线路对地电容形成回路，则有如下关系式：

在电压互感器开口三角端测量，使注入信号逐渐增大，当系统达到谐振时，U₀达到最小值并记下ω₁,U₀₁,I₀₁，则有：

再次改变信号频率至最大值，记下此时ω₂,U₀₂,I₀₂,则有：

利用上述三个方程即可得出电容C：

而且，在所述的配电网电容电流测量信号测量端加入自适应数字滤波器。