便携式电容器负载箱

1.便携式电容器负载箱的研制

为了解决新装用户在投产当天或周首检工作时，因无负荷电流而不能及时进行检查和分析等问题，以干式低电压并联三相电容器作为负载（容量为１０ｋｖａｒ），与专用切换电容器接触器和热继电器配套使用，用剩余电流动作保护器做为主保护，用遥控装置实现远距离投切操作等功能，研制了一台便携式电容器负载箱。该便携式电容器负载箱能够产三相平衡且恒定的电容电流，利用负载箱产生的电容电流对高供低计电能计量装置的接线进行检查和倍率核查，以及电能表的无功误差测试，可实现电能计量装置在投入运行后的第一时间就保证运行正常。

2.电容器的电容电流分析与计算

当电容器接于交流电路中时，周期性变化的交流电压作用于电容器，使电容器按交流电周期性变化产生“充电－放电－反方向充电－放电－再充电......”的过程，电容器极板间的电场亦按同样周期改变大小和方向，电介质内部极化电荷位移电流则与外电路中由自由电子流动形成的传导电流相一致，这两种电流在整个电路中表现为一个连续的交变电流。当电容器的额定容量为10kvar，额定电压为0.45kV时，电容器的额定电流为：

额定电容量为：

从上式可以看出，在同一交流电压源的作用下，电容Ｃ越大，该电容电流或电容量就越大。对于负载箱，可以根据实际需要的电流选用不同额定容量的电容器，也可以采用并联的方式设置两组以上电容器，根据现场实际需要的电流投切组数。
将便携式电容器负载箱（容量为１０ｋｖａｒ）在现场进行应用和测试，电容器投入后的电压、电流值如图１所示。

图1便携式电容器负载箱箱现场测试图

从图１中可以看出，数显电流\电压表显示的电压值为４０７Ｖ，次电流为１１．８Ａ，但从上面的计算得出，电容器的额定电流ＩＮ为１２．８Ａ.实际电流有１１．８Ａ是因为现场实际运行电压未达到额定的因通过计算，求得电容器的容抗为：

求出实际电容电流为：

由此可以看出，计算出的电容电流与实际测量出的电流值基本一致。电容器产生的实际电容电流值要根据施加在电容器上的实际交流电压值来计算，而电容器的额定电流是根据电容器的额定电压值来计算。在倍率核查等工作中，要以实际测量的电流值来进行计算。

３ 计量电流二次回路的检测与倍率核查

将便携式电容器负载箱应用于实际现场工作中，以电流互感器变为４００／５的某高供低计客户为例，该户在投产后长时间无负荷电流，电能表电压和相序测量正常，但电能表Ａ、Ｂ、Ｃ三相均无负荷电流，不能及时判断出计量装置运行是否正常，如图２所示。

当接入便携式电容器负载箱并投入电容器后，电能表能够正常显示电流，且三相电流平衡且恒定，如图３所示。

从图３中的电流值可以判断出，该户计量装置电流回路正常，无开路、短路等情况。若三相电流存在不平衡或其中某相电流为零，则证明该相电流回路可能存在短路或开路等情况。核查该户计量档案资料，计量方式为高供低计，电流互感器变比为４００／５，综合倍率为８０。查看现场实际安装的电流互感器，铭牌参数如图４所示。

实际倍率与通过计算的倍率非常接近，可判断该户计量倍率正确无误。

由此可见，当计量装置通电运行后，只要通过负载箱的一次电流与电能表的二次电流的比值计算，并与计量档案中的倍率或变比进行核对，就能够方便、快捷地核查出倍率是否正确无误和电流回路有无开路、短路等情况，降低了在带电情况下查看电流互感器铭牌带来的人员触电等安全风险。

4 结语

通过现场测试和应用分析，便携式电容器负载箱能够产生三相平衡且恒定的一次电容电流，该电流能够满足电能计量装置的错误接线分析、倍率核查和多功能电能表无功误差校验的需要，能够在装表接电完成后接火送电当天就进行检查，第一时间保证电能计量装置运行正常，具有一定的应用和推广价值。