李宇
国网陕西省电力公司渭南供电公司 714000
摘要：我国电力系统中电压等级在110kV以下的系统为中性点不接地运行，包括中性点经消弧线圈接地，高阻抗接地或不接地；电压等级在110kV及以上采用中性点直接接地运行方式。对于中低压系统电容电流的形成原理有着充分的理论依据，其测试方法也多种多样，但实际中要做到精确测量还需要进一步研究。对于中低压不接地系统的运行方式在我国被广泛采用，其单相接地后仍可运行的优势具有重要的现实意义，因此，对于中压电网的电容电流的测试方法研究具有很强的理论和实际意义。
关键词：电力系统；中性点；电容电流；测试方法
对于小电流系统中对地电容电流的测量按照中性点接地运行方式可以分为两大类，中性点经消弧线圈接地和不接地系统发生单相接地故障时的电容电流测量。中性点不接地系统主要依靠实际工程经验和选取特殊接地点的方法来测量电容电流；中性点通过消弧线圈接地系统通常采用对消弧线圈电流进行补偿的方法来测量电容电流。
1.配电网电容电流的产生
中压配电网中的电缆输电线路，架空输电线路以及变压器等与大地之间都有一定大小的分布电容，在上述电力设备中电缆的分布电容容值最大。在通常的状态下，对地电容与中性接地点形成回路，如果整个系统拥有极高的对称性，零序电压就会很小，所以系统中的容性电流也就相对较小。若电力系统出现单相接地或多相接地时，未发生接地相的对地分布电容与故障点以及中性点形成故障电流的通路，在接地点处零序电压最大。受到零序电压的影响容性电流也就较大，在整个配电网的运行过程中，容性电流太大将会影响系统的稳定性和安全性并对系统运行带来极为恶劣的影响。
输电线路对地分布电容C可以表示为：
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（1-1）
电缆线路Deq近乎为0，由公式可得电缆线路的电容相比较架空线路会大出很多，所以不管配电网是正常运行还是发生单相接地故障时电缆线路中的容性电流都将几十倍于架空电路，随着近些年的发展，很多城市在配电网的改造过程中将配电线路由架空线改成了电缆，这个原因引起了配电网的容性电流急剧升高。
而配电网容性电流升高对整个系统会有非常严重的影响:
（1）在电力系统运行正常时，电缆空载线路过长将会造成非常严重的线路容升效应，从而升高末端电压，超过额定电压，若在这种情况下切除线路，就会产生操作过电压[24]，造成设备损坏。
（2）电缆线路所造成的较高容性电流若是达到了断路器临界点将会危及电力系统的个安全稳定运行。
（3）在单相接地的事故发生时，过大的容性电流会造成接地点电弧不易熄灭，可能会有更加严重的事故发生对于整条线路的安全是很大的威胁，并且，较大的接地电容性电流会产生接地弧光过电压，这种电压有时可以达到正常运行时相电压3倍左右，从而使绝缘造成破坏。
（4）当系统中存在较大的容性电流时，会严重影响系统的功率因数，使得很多企业的电费开支得不到控制，进而影响企业的正常运作，给国民经济带来影响。
2.配电网电容电流的估算
在工程的进程中，根据经验公式就可大致算出配电网的容性电流，计算过程中的主要步骤就是计算主要线路对地容性电力，其它的各个设备的电容电流都是可以通过公式来进行计算的，由于电缆线路与架空线路存在着非常明显的结构性差异，在计算公式下当电压相同时取相同长度的电路进行比较，电缆线路的容性电流比架空电路要大的多。
（1）一般情况下，架空线路产生的对地容性电流的公式可以表示如下:
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（2-1）
其中：Up是整条线路线电压的额定值（kV），Im为线路全长（kM）。对容性电流的计算也需要考虑系统是否有避雷线，对于无避雷线路的系统修正系数为2.7；对于有避雷线路的系统修正系数为3.3。对于同杆架设的双回线路，当导线水平分布时，导线之间的相互作用会导致同杆双回线路对地容性电流为单回线路的1.8倍，当导线为垂直分布时，线路的对地容性电流会降低少许为单回线路1.6倍左右。
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3.配电网电容电流的测试方法
3.1金属接地法
金属接地法是一种在较早时期普遍应用的一种方法。其原理是将配电网线路通过一个断路器与大地连接，并在该部分串联一个电流互感器，通过合上该断路器人为的使系统单相接地，该电流互感器采样得到的电流值就是系统单相接地时的电容电流。该测量方法操作虽然测量简单，但一旦发生故障，便会导致停电事故，同时有可能危及测量人员的安全。
3.2外加电容法
外加电容法人工星形电容中性点法，其原理是在系统的每相分别接一个电容，电容另一侧与大地相连与一点，该点即认为是一个人为中性点，并认为人为中性点的电位与系统中性点等电位。该方法的优点是电容电流测量准确，接入的电容容值较小，对系统干扰地而在实际电力系统中应用广泛。而在实际的电力系统测量时，通常使用的电容器为低压电容，因为，若在电力系统的输电线上直接接入电容导致击穿则会造成单相接地，可能影响对外供电甚至对人身和设备造成损坏。3.3偏置电容法
偏置电容法的原理是在系统各相分别投入容值已知的偏执电容，分别测量投入偏执电容前后的各相电压，再通过对应的就是那公式得到各相对地的分布电容大小，从而进一步得到电容电流。该放法的优势时测量简单，且较为准确，不会受到高次谐波的干扰，在实际工程中应用广泛。然后对于偏执电容的容值选取要求比较苛刻，当选取的电容大小不合适时，测量的电容电流会产生较大误差。
3.4信号注入法
信号注入法，其原理是通过向YH的二次侧开口三角端引入一个电流源，该电流源输出的电流频率可以改变，当注入不同频率的电流时根据测量得到的电压波形，求解出电压幅值与相位的对应关系，从而得到系统对地的分布电容个大小和接地时的电容电流。该方法的优势在于低压侧的操作有效保证了人身安全，且不影响系统一次侧的正常运行，测量灵活。然而由于YH本身存在漏抗，且对于不同的系统注入信号的频率不好选取，因此难以保证得到精确地测量电容电流。
结语
电容电流在中性点不接地配电网系统中广泛存在，并且影响系统的稳定运行。上述电容电流测试方法没有考虑到系统对地的电阻，将系统的全电流近似为电容电流。而对于高电压系统来说，由于其绝缘电阻很大，相对的流过绝缘电阻的电流很小可以忽略，然而对于中低压系统，则该电流值较大，为确保测量的准确性和系统的安全稳定性，因此需要单独测量绝缘电阻电流。综上所述，对中性点不接地系统中电容电流精确的的测试方法还有待进一步研究。
参考文献：
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