智能型電流不平衡測試儀設(shè)計(jì)探析

沈陽金凱瑞科技有限公司 孫以心

智能型電流不平衡測試儀設(shè)計(jì)探析

沈陽金凱瑞科技有限公司 孫以心

對于用電設(shè)備電流變化較大且快的情況往往無法準(zhǔn)確測量，且不能反映電流不平衡的過程，針對此種情況，設(shè)計(jì)開發(fā)了一種智能型電流不平衡測試儀：簡要分析了大型串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置不平衡電流的監(jiān)測方法：計(jì)算電容量不平衡度法和模擬不平衡電流測試法。主要探討了停電狀態(tài)下不平衡電流的模擬測試方法，認(rèn)為這種方法是對電容器組進(jìn)行試驗(yàn)之后的一種無法替代且有效的手段。并通過應(yīng)用例說明了這種方法的實(shí)用性。

電流測試；測試分析；改善建議

一、不平衡電流檢測

串補(bǔ)裝置不平衡電流有多種檢測方法，各種測試方法有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。利用基于信號注入法選線裝置中現(xiàn)有變送裝置，可以實(shí)現(xiàn)暫態(tài)零序電流的檢測。仿真結(jié)果表明，采用較高精度的交流電壓和電流測量儀表，該組合方法不需要增加設(shè)備就可以有效提高選線的可靠性和準(zhǔn)確性。

智能型電流不平衡測試儀原理是將被測電流的導(dǎo)線放入鉗口中閉合鐵芯，然后由單只的電容器串聯(lián)組成的電容器組串補(bǔ)裝置，由接在次級線圈兩端的電流表指示出電流大小。電流互感器和電流表體內(nèi)的核心部件又是由若干無法替代的電容元件串聯(lián)組成。此時(shí)使次級線圈再次產(chǎn)生感應(yīng)電流必須通過電流的導(dǎo)線產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場切割閉環(huán)鐵芯。如果引起整個電容器組電容量的改變，那么電容器內(nèi)部幾個電容元件都必然造成損壞，但是智能型電流不平衡測試儀所不同的是，接在次級線圈兩端的不是整臺電流表，所以電容器電容量不會有太大的改變。

對于大型串補(bǔ)裝置來說，只有當(dāng)電容器元件損壞數(shù)達(dá)到一定量時(shí)．才需要更換有較多損壞元件的電容器。而少量的電容器內(nèi)部元件的損壞對整體電容量的整體影響不大，而串補(bǔ)裝置在高壓重載線路上并不妨礙串補(bǔ)裝置的繼續(xù)運(yùn)行。但是必須在運(yùn)行狀況下對其內(nèi)部故障進(jìn)行監(jiān)測，對外保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)。每相串補(bǔ)裝置的電容器，由四部分組成西林電橋橋型電路。為每部分橋型電路檢驗(yàn)流計(jì)位置，這樣就能保證整個裝置的安全運(yùn)行，并且有效地監(jiān)測電容器組中電容器單元的損壞數(shù)量。

目前檢測不平衡電流的方法有兩種：第一種計(jì)算電容量不平衡度法，第二種模擬不平衡電流測試法。如果在停電檢修的調(diào)試狀態(tài)下，特別是在對損壞電容器進(jìn)行更換調(diào)整之后，必須對更換后的效果重新進(jìn)行測試計(jì)算．它不但可以對運(yùn)行后裝置的不平衡狀態(tài)有一個基本掌握，還可以檢查工作量。

二、測試結(jié)果分析及整改對策

智能型電流不平衡測試儀是一種便攜式測試儀器，該測試儀能顯示抽油機(jī)運(yùn)行一周內(nèi)電流的最大和最小值，可以根據(jù)測量電流的大小來實(shí)現(xiàn)配備不同的鉗型表頭滿足要求，通過油田現(xiàn)場測試，顯示簡單的展開曲線電流閉環(huán)，能儲存計(jì)算機(jī)通訊數(shù)據(jù)。

首先檢查接線并緊固電流接線兩端，盡量減小二次負(fù)荷，驗(yàn)證第三只電流表是否符合標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過檢查發(fā)生故障原因是電流互感器故障。因?yàn)殚L時(shí)間運(yùn)行電流較高，而且電容補(bǔ)償量太大，電流互感器長時(shí)間過熱電氣試驗(yàn)保護(hù)整定校驗(yàn)及倒電投切電容等原因，造成線圈絕緣及熱穩(wěn)定性發(fā)生客觀變化，互感器電流瞬間變化可能使互感器產(chǎn)生剩磁，準(zhǔn)確性、可靠性都受到一定的影響。投運(yùn)后觀察三相電流平衡，用經(jīng)校驗(yàn)合格的電流互感器更換。保護(hù)電容器組安全穩(wěn)定運(yùn)行串補(bǔ)裝置的不平衡電流監(jiān)測是在線監(jiān)測電容器組運(yùn)行狀態(tài)的重要手段。

在實(shí)際操作中出現(xiàn)故障，可采用以下這些方法。

(一)系統(tǒng)的運(yùn)行方式改變，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的電容分布。調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的電容分布通常有2種措施。

1.從載波通訊組織的情況看，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整載波藕合電容器的安裝相位。

2.導(dǎo)線換位，線路導(dǎo)線換位是解決不平衡電容的最根本的方法之一。

(二)調(diào)整載波藕合電容器的安裝導(dǎo)線換位。如果網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的線路短，即它的不對稱程度小，對系統(tǒng)運(yùn)行幾乎沒什么影響；但如果網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的線路長，不對稱程度大，那么它對系統(tǒng)的正常運(yùn)行影響大，但是由于受很多因素的影響，相對地等效電容不對稱是客觀存在的，只是不對稱度的大小不同而已。

采用電纜換位是一種調(diào)整電容平衡的好方法，施工工期短、簡便、投資見效快都是顯而易見的。當(dāng)線路的長度超過標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，電容流大、系統(tǒng)不對稱時(shí)，要設(shè)法調(diào)整電容分布，盡量使之達(dá)到平衡，而在原有的網(wǎng)絡(luò)線路上，中性點(diǎn)位移量大，電壓嚴(yán)重不對稱，將嚴(yán)重影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

三、電流檢測儀設(shè)計(jì)建議

(一)建議將電容接線方式由三角接線改為星形接線，保證三相電容補(bǔ)償電流平衡。可以同時(shí)加設(shè)三相電流橫差保護(hù)，這樣電壓引起的電容器性能變化較小。

(二)從變電運(yùn)行記錄分析該系統(tǒng)有功負(fù)荷平均率，對用電負(fù)荷進(jìn)行測試，系統(tǒng)中使用的壓風(fēng)機(jī)、扇風(fēng)機(jī)等同步電機(jī)容性負(fù)載系統(tǒng)含量過大。無功集中補(bǔ)償電容的無功損耗特別在低壓末梢損耗較大，補(bǔ)償效果不佳，設(shè)備運(yùn)行效率低，而且集中補(bǔ)償運(yùn)行費(fèi)用高。建議推行無功就地補(bǔ)償集中運(yùn)行費(fèi)用，以此減少集中補(bǔ)償量。同時(shí)杜絕輕載及空載運(yùn)行，大馬拉小車等現(xiàn)象。

(三)變電所開關(guān)柜的電流互感器，別對長期滿載的開關(guān)柜電流互感器，可以引入每年一次的電氣預(yù)防性試驗(yàn)內(nèi)容。因?yàn)殚L時(shí)間過熱絕緣性能以及熱穩(wěn)定性能會增大誤差，甚至?xí)霈F(xiàn)匝間短路，將影響繼電保護(hù)安全可靠性及計(jì)量指示的準(zhǔn)確性。

(四)在應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)時(shí)，通常需要預(yù)先確定一個流動電流值作為假定實(shí)驗(yàn)值，假定實(shí)驗(yàn)值的合理性和可靠性將直接影響到控制效果的好壞，所以控制系統(tǒng)需要根據(jù)檢測值與設(shè)定值之間的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)。

四、結(jié)束語

系統(tǒng)地分析了常規(guī)條件下不平衡電流在檢測時(shí)出現(xiàn)的故障以及導(dǎo)致流動電流設(shè)定值有所改變的因素，并研究出解決方法。在此基礎(chǔ)上，提出了流動電流設(shè)定值選取時(shí)的建議，響應(yīng)速度較慢的固有缺點(diǎn)，但能夠檢測瞬時(shí)變化的電流。為更好地應(yīng)用流動電流技術(shù)提供了依據(jù)瞬間變化電流的檢測儀克服了指針式和光標(biāo)式檢流計(jì)在電路中的損耗。

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