HD300A三相电容电流测试仪测量原理介绍

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，这就要求对的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。
我公司在上一代基于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，效率高、发热量小、体积小、重量轻，更加便于携带和现场测试。在任何时刻（包括测量过程中）都可准确测量零序3U0电压，从而便于用户判断系统工作状态；并且在测试过程中，如果零序3U0电压过高可自动停止测量过程。
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盘存储和数据打印等功能。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。

2 测量原理
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。

图1 测量原理图

HD300B电容电流测试仪功能及特点
1  测量范围更宽，测试速度更快。
2  支持3PT连接方式、两种4PT连接方式、1PT连接方式现场电容电流测量，以及针对现场4PT连接方式测量不准的情况而提出的电容器组中性点异频信号注入法。
3  工业级彩色液晶显示屏，分辨率320×240点阵，强光下可读。
4  人机交互界面更加友好：
(1)对于一些重要的操作及参数设置，显示其提示信息和帮助说明。
(2)测量结果及相关参数显示和打印更加详细，便于用户日后分析。
(3)选择PT连接方式时，可显示各种PT连接方式下的接线原理图，便于用户判别现场PT连接方式及测试线连接位置。
(4)屏幕顶部状态栏实时显示优盘插入状态，对未连接的设备进行操作时，显示相应的未连接提示信息。
5  实时测量和显示零序3U0电压值，便于用户判断系统工作状态；并且，在测量工程中如果发现零序3U0电压过高，可自动停止测量过程。
6  具备多重零序3U0过压保护电路，测试仪输出端可耐受AC100V 50HZ电压而不损坏。
7  内置全数字变频逆变电源，具有输出频率准确、输出电流可调、输出效率高、发热量小、体积小、重量轻、长时间工作稳定等特点。
8  具备输出短路保护功能。
9  具备实时时钟，可实时显示当前时间和日期；测量结果包括测量日期及时间。
10 测量数据存储方式分为本机存储和优盘存储，其中本机存储可存储测量数据150条，并且本机存储可转存至优盘；优盘存储数据格式为Word格式，可直接在电脑上编辑打印。
11 热敏打印机打印功能，快速、无声。
12 体积小、重量轻，方便携带使用。
HD300B电容电流测试仪技术指标
1 电容电流测量
1 测量范围：0.3μF～200μF  1A～400A
2 准确度：  ±(读数×5%+2字)
3 分辨率：  0.3～9.999（0.001） 10～99.99（0.01） 100～999.9（0.1） ≥1000（1）
4 电压等级：0.1KV～99.9KV连续可调
2 零序3U0电压测量
1 测量范围：1V～100V AC 50HZ
2 准确度：  ±(读数×1%+10字)
3 分辨率：  1～9.999（0.001） 10～99.99（0.01）
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。