《电容电流补偿》

对于一定长的度的电缆，具有一定的对地分布电容，电网对地分布的电容为各条对电缆对地分布电容总和，由于使用的电网的长度，截面大小不同，分布电容也不同。所以要求附加支路电感量必须能够调整。一般都采取两种方法：

1、采用零序电抗器。增加电抗器分接头，调整零序电抗器的分接头，就可以调整附加支路的电感量，达到补偿的目的。如图五

调整时，按下按钮BS，调整电抗器的分接头，使毫安表的指示电流最小。

2、采用磁放大器。首先说明磁放大器的原理。由对口型铁芯成π型布置。在铁芯的两个边柱各有一个交流线圈并相串联，中柱有一个匝数较多的直流控制线圈。两个交流线圈并想串联时，应使其在中柱铁芯产生交流磁通大小相等，方向相反，以保证在直流控制线圈中无感应电势见图六。

由电工基础可知，一只铁芯线圈接入交流电路以后，其电感量L为：

L=（4πw2S10-8/1）μ

式中 L-线圈的电感量

W-线圈匝数

1-磁路长度

μ-铁芯导磁系数

从上式中可知，当铁芯的几何尺寸确定以后，其电感量与匝数W平方成正比，与导磁系数μ有关，所以要得到各种不同的电感量，只要改变匝数W和μ就可以改变电感量，达到补偿的目的。在铁芯材料一定的情况下，其导磁系数决定于外加直流控制磁场的大小，随着直流控制磁场的变化，磁化曲线上的工作点也随之改变，因此导磁系数μ也就随之改变。

调整时，按下按钮BS，调节电位器W1使毫安表的读数最小，就能达到最佳补偿效果。

在超/特高压长输电线中，分布电容电流将达到很高的水平，是影响电流差动保护灵敏度和选择性的主要因素。特高压电网，其特征是电压高、线路电容大，分布电容电流对差动保护的影响更加显著。

电流差动保护主要有全电流差动保护和故障分量电流差动保护2 种。全电流差动保护得到了广泛应用，对于全电流差动，目前最常用的电容电流补偿方法是将线路等效为Π 模型的相量补偿法。故障分量差动保护灵敏度高，抗电流互感器（TA）饱和能力强，也在线路保护中得到了应用。类似于全量电流差动保护，故障分量差动保护的电容电流补偿方法也采用基于线路Π 模型的相量补偿法。

当被保护线路上无故障支路时，使用Π 模型来模拟线路是足够精确的，但发生故障后，仍旧用Π模型来模拟线路会有较大误差，目前尚未有文献对此问题做深入研究。本文首先针对基于线路Π 模型的故障分量电流差动保护的电容电流补偿方法做了研究。指出Π 模型只能精确模拟一段无故障的线路，当线路上发生故障时，线路上的电容电流同时受线路两端电压和故障点电压的影响，仍使用Π 模型来模拟线路会带来较大的误差。如果因故障分量差动保护判据已经采用了基于Π 模型的电容电流补偿方法，而在整定时不考虑电容电流的影响，有可能造成保护误动，整定时应避免此误区。电容电流仍会影响故障分量电流差动保护判据的精度。其后对基于线路Π 模型的全量电流差动保护的电容电流补偿方法进行了研究，线路上发生故障时，使用传统方法计算电容电流也会带来误差，但与故障分量电流差动保护相比，计算误差相对较小，整定时应作适当考虑。

电缆实际上各相通过绝缘电阻和分布电容与大地相连接，当人身体触及一相时，触电电流通过人身、大地、另外两相对地绝缘电阻及分布电容回到电源的另外两相，构成闭合回路（见图一）。

通过分析和数学推导得出通过人体的电流为：

式中Ir通过人体的电流

Uφ电网电压

Rr人体电阻

Rx相对地绝缘电阻

C相对地分布电容

ω交流角频率

从上式中可以看出,人体电阻为一定值。触电电流主要取决于电网的绝缘电阻RX和分布电容C。触电电流当然也取决于电网电压Uφ。

例如，电网电压为660V、电网对地绝缘电阻为100KΩ、人体电阻为1KΩ。如果不考虑分布电容的影响，则通过人体的电流为：

当考虑对地电容影响时，如果C=0.5UF，则通过人体电流为：

从上述计算可知，即使在绝缘电阻较高的情况下，如果分布电容的影响，则人身触电电流显著增加，危及生命安全。因此必须电容电流补偿，以保证供电安全。

电容电流补偿是利用增设感性支路的办法来补偿的。也就是在人为的中性点与大地之间接入可调零序电抗器BK，构成一个感性支路，用以补偿电网三相对地的分布电容产生的入地电流。补偿原如图二

根据电原理图，电容电流可以等值如图三

根据电工学知识，在上述电路中，电容的作用与电感作用相等时，产生并联谐振，即通过电容3C的电流和感抗支路电流在数值上相等，相位相反，这时通过人体的电流则取决于电网总绝缘电阻Rx，使电容电流得到补偿。

我们也可以从物理的概念上来理解电流的向量关系，电感引起流过人体的电流是感性电流Ilr滞后于绝缘电阻引起的电流Ir900，而由于电容引起的触电电Icr则超前电阻引起的电流Ir900，也就是说，Ilr与Icr方向相反如图四

综上所述，电网分布电容是可以通过调节电感来进行补偿的。目前很多类型的开关都实现了电容电流补偿。如果在原电路的基础上稍加改动，增加一些功能模块就可以实现智能调节电感量的大小。从而提高了防爆开关的保护性能。