(柳州供电局 广西 柳州 545005)
摘 要：研究6kV-35kV系统电容电流的对地电容和电容电流数据与运行方式以及城市中位置的地理信息的关系。本文采用直接从VT的二次侧测量的方法，与传统的测试方法相比，该方法无需和一次侧打交道，减少试验的危险性。对辖区内48个变电站的系统电容电流尽量选择在系统运行最大化方式下进行测试，积累了一定的数据。文章从逻辑上对测试数据进行了了分析，并结合变电站在城市中的位置地理信息的进行分析，得出了该地区基于地理位置信息的电容电流分布图，从而对供电局未来变电站接地方式的选择提供一定的参考。
关键词:电容电流；地理信息；单相接地；电压互感器
引言
目前，我国6kV-35kV电力系统的变压器中性点一般是不直接接地的，因此当线路发生单相接地故障流过故障点的电流实际上就是线路对地电容产生的电容电流[1]。但是随着城市经济的发展，对于供电能力的需求，城市区域中6kV-35kV电力系统中的电缆出线日渐增多，系统对地电容电流急剧增加，接地弧光不易自动熄灭，容易产生间隙弧光过电压，进而造成相间短路，使事故扩大[2]。为了防止这种事故，电力行业标准DL/T 620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定：3-10 kV架空线路构成的系统和所有35 kV、66 kV电网，当单相接地故障电流大于10 A时，中性点应装设消弧线圈，3-10 kV电缆线路构成的系统，当单相接地故障电流大于30 A时，中性点应装设消弧线圈[3]。但是当系统电容电流大于30A，采用零序电流原理、零序功率方向原理的接地选线装置的选线正确率会明显下降[4]，需要采用小电阻接地选线方法。因此对本供电局辖区范围内的6kV-35kV电力系统的电容电流情况地测量对系统运行部门进行中性点接地方式和选线装置和改变具有重要参考价值。
1 系统电容测试方法
本文采取直接从VT的二次侧测量系统的电容电流，与传统的测试方法如单相金属接地的直接法、外加电容间接测量法相比[5,6]，该仪器无需和一次侧打交道，因而不存在试验的危险性，无需做繁杂的安全措施和等待冗长的调度命令，只需将测量线接于PT的开口三角端就可以测量出电容电流的数据[7]。
图2 简化物理模型
Fig.2 Simplified physical model
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=3ωC0 Uφ（Uφ为被测系统的相电压）计算出配网系统的电容电流。本文采用该方法对本供电局辖区内的48个变电站的6kV-35kV电力系统的电容电流进行了测量。
2 电容电流测量
系统电容电流的测量的准确性受到很多因素的影响[8]，诸如VT接线方式和VT的变比，线路负荷情况，VT开口的消谐装置，人员操作等等。因此要保证系统电容电流数据的可靠性和有效性，需要在测量前边编制试验方案，严格执行测量要求。
1）测量前须配合系统部调整运行方式，测试工作应尽量在被试电网最大运行方式下进行，即该站该电压等级（6kV-35kV）各路出线均带电运行；母联合上测出该站该电压等级系统的最大单相接地电容电流。
图 3 常见的采用3VT接线方式的配网运行方式
Fig.3 The normal operation mode of distribution network with 3VT connecting mode
2）测量中检查测量用的VT高压侧中性点是否安装高阻消谐器，如有，将其短接。
3）测量中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。
4）测量中退出VT 开口三角的消谐装置。如果VT二次侧并列运行（很少见），则将其改为单独运行。
5）测量中需要正确的判断和寻找出开口三角形。
6）测量中设置正确的VT变比。
Fig.4 The operation mode of distribution network with 4VT connecting mode in our grid
在测量中，如系统有3VT的接线VT，尽量从3VT中测量，尽量避免采用4VT接线方式。
大部分变电站中的4VT的接线方式有两种接法，本局内采用4VT接线方式的配网运行方式如图4 所示。对于图 4中这种4VT的接线方式，组成星形的三个VT的开口三角侧被短接，系统零序电压由第四个VT的测量线圈来测量，各相电压分别从A－N、B－N、C－N端测量。仪器的测量信号从N-L端注入。
3 数据分析
文采用直接从VT二次侧测量系统电容电流的方法对本供电局辖区内的48个使用经消弧线圈接地方式的变电站的6kV-35kV电力系统的电容电流进行了测量。对于其中八个变电站分别在系统并列运行和分段运行两种运行方式下进行该电压等级（10kV或35kV）的系统电容电流测试，用以判断数据之间的逻辑关系。每组测量数据分别进行三次独立性测量，将其平均值作为最终测量值。
3.1 基本分析
在进行数据分析前，需要对数据有效性进行基本判断，如下表1所示为电力电缆电容电流常用经验数据表，剔除错误数据4组。
图5和图6为分别在系统并列运行和分段运行两种运行方式下测量的四个变电站的系统对地电容和接地电流对比数据，其中断开的数据为两端母线上的数据的加和，可以明显的看出分段下的两端母线的电容电流值与并列运行下整段母线的电容电流值为逻辑和关系。
3.2基于地理信息的数据分析
本文在测量变电站电容电流数据的同时，定义MAZ为该市地理原点，南方为纵向正，西方为横向正，利用高德地图，收集了所有所测量变电站相对于MAZ的地理纵向距离和横向距离。根据收集到的地理信息，同时将测量的电容电流依据表1的数据换算成电缆地理覆盖距离，生成图7。从图中可以看出该市的容性电流较重的区域，颜色越深则容性负荷越重。同时也可以看出城市的发展方向为城市的东向，该市在北方的县镇有工业集中区域。因此可以依据电容电流分析图得出的信息，在容性负荷较重和城市发展的方向选择小电阻接地方式或直接接地方式。
4 结论
本文通过对测试数据逻辑上的分析以及基于地理信息的分析方法，可以获得变电站电容电流的重要信息，推测出本局辖区内容性负荷的分布和城市的发展方向，从而对供电局进行系统运动方式的选择提供一定的参考。
参考文献
[1]孙恒锋,王京萍. 35kV中性点不直接接地系统分相接地电容测试[J]. 电网技术. 1997(09)：20-22
[2]吴静. 城市配电网中性点电阻接地方式的特点及应用[J]. 电力安全技术. 2008(02)：39:41
[3]李明贵,邓雨荣. 广西10 kV配电网单相对地电容电流的测量结果分析及建议[J]. 广西电力技术. 1999(02)：15-18
[4]潘贞存,张慧芬,张帆,桑在中. 信号注入式接地选线定位保护的分析与改进[J]. 电力系统自动化. 2007(04)：48-52
[5]欧阳旭东,孙岩洲,邱毓昌. 配电网对地电容电流的注入信号测量法[J]. 电力电容器. 2004(01)：37-41
[6]李京民,李毅,王静爽. 电网电容电流外加信号测量法[J]. 电力系统自动化. 2001(20):33-35
[7]李毅敏,蔡旭. 基于信号注入法的对地电容检测系统[J]. 电工技术. 2007(03)：31-34
[8]李景禄,周羽生,唐跃进. 偏置电容法电容电流测量的应用经验[J]. 电力自动化设备. 2004(02)：99-100
[9]陈楚见. 配电网自动化与地理信息系统初探[J]. 中国科技信息. 2007(20)：19-21
[10]张宇翔. 基于GIS的配电生产管理与决策支持系统[J]. 广东科技. 2010(02)：153-154
[11]刘永生,孙珂,金超. 基于GIS的配电网可视化管理信息系统的开发[J]. 电气应用. 2011(01)：10-13
作者简介
张鑫（1982—），男，陕西宝鸡，工程师，硕士研究生，主要从事高压试验方面工作。
葛灿（1986—），女，工程师，硕士研究生，主要从事高压试验方面工作。
陈韦强（1985—），男，广西南宁，助理工程师，本科，主要从事高压试验方面工作。
论文作者:张鑫,葛灿,陈韦强
论文发表刊物:《电力设备》2015年第12期供稿
论文发表时间:2016/4/27
标签：电容论文; 电流论文; 测量论文; 系统论文; 方式论文; 变电站论文; 数据论文; 《电力设备》2015年第12期供稿论文;