1 LYDRC-3系列配電網(wǎng)電容電流測試儀概述
目前，我國電力系統(tǒng)的電源中性點一般是不直接接地的，所以當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，電力系統(tǒng)的故障很大程度是由于線路單相接地時電容電流過大導致起弧且電弧無法自行熄弧引起的。因此，我國的電力規(guī)程規(guī)定當10kV和35kV系統(tǒng)電容電流分別大于30A和10A時，應裝設消弧線圈以補償電容電流，這就要求對的電容電流進行測量以做決定。另外，電力系統(tǒng)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)生什么性質的諧振，也必須準確測量電力系統(tǒng)的對地電容值。
傳統(tǒng)的測量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備，因而存在試驗危險、操作繁雜，工作效率低等缺點。進而出現(xiàn)了在PT二次側注入信號法測量電網(wǎng)電容電流；與傳統(tǒng)測量方法相比，該方法測量過程中，測試儀無需和一次側直接相連，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度命令，只需將測量線接于PT的開口三角端子就可以測量出電容電流的數(shù)據(jù)。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和PT本身產(chǎn)生任何影響，又避開了50Hz的工頻干擾信號。
但是，現(xiàn)有的基于PT二次側注入信號法的測試儀體積及重量較大，便攜性較差不利于測試量較大的工況。另外，此類測試儀對于4PT連接方式的電網(wǎng)，測量精度極低，難以滿足用戶需求；需要改變PT連接方式才能準確測量系統(tǒng)電容電流。
為解決這些問題，我公司在上一代基于PT二次側注入信號法測試儀的基礎上，經(jīng)過重新研發(fā)設計，開發(fā)出新一代產(chǎn)品電容電流測試儀。采用全新硬件結構和速度更快的ARM處理器及AD轉換器，內置全新的全數(shù)字變頻逆變電源，效率高、發(fā)熱量小、體積小、重量輕。與前一代相比，新一代體積和重量都大大減小，更加便于攜帶和現(xiàn)場測試。加入新的測量方法，以解決4PT連接方式電網(wǎng)電容電流測試精度不高的問題。在任何時刻（包括測量過程中）都可準確測量零序3U0電壓，從而便于用戶判斷系統(tǒng)工作狀態(tài)；并且在測試過程中，如果零序3U0電壓過高可自動停止測量過程。
該測試儀采用工業(yè)彩色液晶屏（強光下可讀）、中文菜單、人機交互更加友好，并且具備U盤存儲和數(shù)據(jù)打印等功能。接線簡單、測試速度快、測試穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)準確性高，大大減輕了試驗人員的勞動強度，提高了工作效率。
2 LYDRC-3系列配電網(wǎng)電容電流測試儀測量原理
電容電流測試儀是從PT 開口三角側來測量系統(tǒng)的電容電流的。其測量原理如圖1所示。
在圖1中，從PT二次開口三角處注入不同頻率的電流信號（頻率非50Hz，目的是為了消除工頻信號的干擾），在PT高壓側A、B、C三相感應出3個電流方向相同的電流信號，此電流為零序電流，因此它在電源和負荷側均不能流通，只能通過PT和對地電容形成回路，所以圖1又可簡化為圖2。
根據(jù)圖2的物理模型就可建立相應的數(shù)學模型，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）計算出系統(tǒng)的電容電流。
3 LYDRC-3系列配電網(wǎng)電容電流測試儀功能及特點
3.1 測量范圍更寬，測試速度更快。
3.2 支持3PT連接方式、兩種4PT連接方式、1PT連接方式現(xiàn)場電容電流測量，以及針對現(xiàn)場4PT連接方式測量不準的情況而提出的電容器組中性點異頻信號注入法。
3.3 工業(yè)級彩色液晶顯示屏，分辨率320×240點陣，強光下可讀。
3.4 人機交互界面更加友好：
(1)對于一些重要的操作及參數(shù)設置，顯示其提示信息和幫助說明。
(2)測量結果及相關參數(shù)顯示和打印更加詳細，便于用戶日后分析。
(3)選擇PT連接方式時，可顯示各種PT連接方式下的接線原理圖，便于用戶判別現(xiàn)場PT連接方式及測試線連接位置。
(4)屏幕頂部狀態(tài)欄實時顯示優(yōu)盤插入狀態(tài)，對未連接的設備進行操作時，顯示相應的未連接提示信息。
3.5 實時測量和顯示零序3U0電壓值，便于用戶判斷系統(tǒng)工作狀態(tài)；并且，在測量工程中如果發(fā)現(xiàn)零序3U0電壓過高，可自動停止測量過程。
3.6 具備多重零序3U0過壓保護電路，測試儀輸出端可耐受AC100V 50HZ電壓而不損壞。
3.7 內置全數(shù)字變頻逆變電源，具有輸出頻率準確、輸出電流可調、輸出效率高、發(fā)熱量小、體積小、重量輕、長時間工作穩(wěn)定等特點。
3.8 具備輸出短路保護功能。
3.9 具備實時時鐘，可實時顯示當前時間和日期；測量結果包括測量日期及時間。
3.10 測量數(shù)據(jù)存儲方式分為本機存儲和優(yōu)盤存儲，其中本機存儲可存儲測量數(shù)據(jù)150條，并且本機存儲可轉存至優(yōu)盤；優(yōu)盤存儲數(shù)據(jù)格式為Word格式，可直接在電腦上編輯打印。
3.11 熱敏打印機打印功能，快速、無聲。
3.12 體積小、重量輕，方便攜帶使用。
4 LYDRC-3系列配電網(wǎng)電容電流測試儀技術指標
4.1 電容電流測量
4.1.1 測量范圍：0.3μF～200μF 1A～400A
4.1.2 準確度： ±(讀數(shù)×5%+2字)
4.1.3 分辨率： 0.3～9.999（0.001） 10～99.99（0.01） 100～999.9（0.1）
≥1000（1）
4.1.4 電壓等級：0.1KV～99.9KV連續(xù)可調
4.2 零序3U0電壓測量
4.2.1 測量范圍：1V～100V AC 50HZ
4.2.2 準確度： ±(讀數(shù)×1%+10字)
4.2.3 分辨率： 1～9.999（0.001） 10～99.99（0.01）
4.3 使用條件及外形
4.3.1 工作電源：AC100-240VAC 0.8A, 50/60Hz
4.3.2 儀器重量：4.5Kg
4.3.3 儀器體積：320mm(長)×270mm(寬)×150mm(高)
4.3.4 使用溫度：-10℃～50℃
4.3.5 相對濕度：＜90%，不結露
5 LYDRC-3系列配電網(wǎng)電容電流測試儀面板及各部件功能介紹
5.1 電流輸出：接測試線一端的彈棒，測試線另一端接PT二次側。
5.2 保險管： 電流輸出保險管，串聯(lián)在測試回路中，熔斷電流2A。
5.3 顯示屏： 工業(yè)級320×240點陣彩色液晶屏，LED背光，顯示操作菜單和測試結果。
5.4 按鍵： 操作儀器用。 “↑↓”為“上下”鍵，選擇移動或修改數(shù)據(jù)；“←→”為“左右”鍵，選擇移動或修改數(shù)據(jù)；“確認”鍵，確認當前操作；“取消”鍵，放棄當前操作。
5.5 優(yōu)盤接口：外接優(yōu)盤用，用來存儲測試數(shù)據(jù)，請使用FAT或FAT32格式的U盤。在存儲過程中，嚴禁撥出優(yōu)盤。
5.6 打印機： 打印測試結果。
5.7 接地端子：儀器必須可靠接地。現(xiàn)場接地點可能有油漆或銹蝕，必須清理干凈。
5.8 電源開關：整機電源開關。
5.9 電源輸入：交流AC220V電源輸入。
6 補償電容器組中性點異頻信號注入法
6.1 測量方法說明及測量特點
常用的異頻信號注入法是從PT開口三角處注入異頻信號，其測量原理中假設電壓互感器三相勵磁特性和漏抗一致，且在測試過程中忽略了勵磁阻抗。而在實際現(xiàn)場，電壓互感器往往會出現(xiàn)由于生產(chǎn)批次的不同而導致的三相勵磁特性和漏抗不一致，尤其對于4PT連接方式電壓互感器的差異將大大影響電容電流的測量準確性。
針對以上情況，提出了補償電容器組中性點異頻信號注入法，此測量方法避免了電壓互感器參數(shù)不一致的影響，且無需退出高低壓消諧裝置，既保證了電網(wǎng)運行**，又保證了測量的準確性。
6.2 測量原理
圖4中：
PT：外接單相電磁式電壓互感器，電壓互感器變比為
（UL電壓互感器額定高壓）
X： 耐壓電纜
DL：斷路器
DS：隔離開關
ES：接地開關
L： 限流電抗器
Ca、Cb、Cc： 補償電容器組
C11、C22、C33：線路三相對地電容
見圖4所示，電容電流測試儀與單相電壓互感器的二次繞組相連，電壓互感器的一次繞組經(jīng)耐壓電纜與補償電容器組中性點相連，通過補償電容器組向三相注入異頻零序電流。電容電流測試儀通過測量電壓互感器二次繞組的電壓和電流，計算得到對地電容和電容電流。
注：補償電容器組中性點異頻信號注入法，在測量之前必須確定電容器組Ca、Cb、Cc的確切電容量；且需要一個外置單相電磁式電壓互感器，為了提高測量精度，可選用精度較高的電壓互感器，電壓互感器變比為
（UL電壓互感器額定高壓）；測試儀的參數(shù)設置中“PT方式”應選擇“C1PT”。
6.3 測量步驟
6.3.1 查看不接地系統(tǒng)的接線方式和運行方式，系統(tǒng)所有線路均已投入。
6.3.2 現(xiàn)場已配置消弧線圈的，根據(jù)接線方式和運行方式，退出與被測系統(tǒng)有電氣聯(lián)系的所有消弧線圈。
6.3.3 外置單相電壓互感器置于絕緣墊上，高壓尾端、低壓尾端和外殼分別一點接地。
6.3.4 將電容電流測試儀的電流輸出端與單相電壓互感器二次繞組相連。儀器置于絕緣墊上，且與互感器的距離不小于2m（10kV）和3m（35kV），電容電流測試儀外殼應可靠接地。
6.3.5將單根耐壓電纜一端與外置的單相電壓互感器高壓端相連。在該補償電容器組中性點隔離開關處，利用絕緣操作桿將電纜的另一端與該補償電容器組中性點相連。無中性點隔離開關的補償電容器組可在其它操作方便處將電纜與中性點相連。連接部位需可靠接觸。
6.3.6 單相電壓互感器周圍設置**圍欄，**圍欄與互感器的距離不小于0.7m（10kV）、1m（35kV），向外懸掛“止步、高壓危險”標示牌。
6.3.7 測試人員位于絕緣墊上開始測試。
山東濰坊供電公司員工在春節(jié)保電特巡中應用電力定制無人機巡檢10千伏高密線。這標志著國網(wǎng)山東省電力公司在國家電網(wǎng)有限公司系統(tǒng)率先應用電力定制無人機開展配網(wǎng)自主巡檢作業(yè)。
當前，多旋翼無人機已廣泛應用于配網(wǎng)線路巡檢，但該無人機為多行業(yè)通用機型，存在無機載算力、實時避障能力不足、重點部位拍攝質量不高等問題。對此，國網(wǎng)山東電力與國網(wǎng)智能科技股份有限公司聯(lián)合研發(fā)了電力定制無人機，并率先在濰坊電網(wǎng)落地應用。
據(jù)介紹，電力定制無人機通過集成4G或5G通信模組解決了遙控信號遮擋問題；采用融合北斗定位及毫米波雷達技術，保障了無人機在配網(wǎng)復雜環(huán)境中巡檢的**性；通過搭載電力專用機載芯片及定制算法，可智能識別線路桿塔，開展自主巡檢，智能拍攝缺陷照片，實現(xiàn)低成本、高質效自主巡檢。截至目前，濰坊供電公司已應用電力定制無人機巡檢配網(wǎng)線路14條，共發(fā)現(xiàn)缺陷9處，信號失聯(lián)率降低65%。
在現(xiàn)有試點應用的基礎上，國網(wǎng)山東電力將加大電力定制無人機推廣應用的力度，進一步拓寬電力定制無人機在交叉跨越、林區(qū)山地等復雜場景的應用。
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