眾所周知，帶電電纜、變壓器對地都有一定的分布電容，而分布電容大小取決於電纜的幾何尺寸、電纜的長度和絕緣材料等。所以我們探討分布電容的電流補償對開關的設計是有著重要意義的。
基本介紹
- 中文名：電容電流補償
- 作用：分析和數學推導得出通過人體電流
- 原理：增設感性支路的辦法來補償的
- 措施：採用零序電抗器
電容電流補償的必要性,電容電流補償原理,電容補償電路,超/特高壓線路差動保護電容電流補償方法,結束語,
電容電流補償的必要性
電纜實際上各相通過絕緣電阻和分布電容與大地相連線，當人身體觸及一相時，觸電電流通過人身、大地、另外兩相對地絕緣電阻及分布電容回到電源的另外兩相，構成閉合迴路（見圖一）。
通過分析和數學推導得出通過人體的電流為：
式中Ir通過人體的電流
Uφ電網電壓
Rr人體電阻
Rx相對地絕緣電阻
C相對地分布電容
ω交流角頻率
從上式中可以看出,人體電阻為一定值。觸電電流主要取決於電網的絕緣電阻RX和分布電容C。觸電電流當然也取決於電網電壓Uφ。
例如，電網電壓為660V、電網對地絕緣電阻為100KΩ、人體電阻為1KΩ。如果不考慮分布電容的影響，則通過人體的電流為：
當考慮對地電容影響時，如果C=0.5UF，則通過人體電流為：
從上述計算可知，即使在絕緣電阻較高的情況下，如果分布電容的影響，則人身觸電電流顯著增加，危及生命安全。因此必須電容電流補償，以保證供電安全。
電容電流補償原理
電容電流補償是利用增設感性支路的辦法來補償的。也就是在人為的中性點與大地之間接入可調零序電抗器BK，構成一個感性支路，用以補償電網三相對地的分布電容產生的入地電流。補償原如圖二
根據電原理圖，電容電流可以等值如圖三
我們也可以從物理的概念上來理解電流的向量關係，電感引起流過人體的電流是感性電流Ilr滯後於絕緣電阻引起的電流Ir900，而由於電容引起的觸電電Icr則超前電阻引起的電流Ir900，也就是說，Ilr與Icr方向相反如圖四
電容補償電路
對於一定長的度的電纜，具有一定的對地分布電容，電網對地分布的電容為各條對電纜對地分布電容總和，由於使用的電網的長度，截面大小不同，分布電容也不同。所以要求附加支路電感量必須能夠調整。一般都採取兩種方法：
1、採用零序電抗器。增加電抗器分接頭，調整零序電抗器的分接頭，就可以調整附加支路的電感量，達到補償的目的。如圖五
調整時，按下按鈕BS，調整電抗器的分接頭，使毫安表的指示電流最小。
2、採用磁放大器。首先說明磁放大器的原理。由對口型鐵芯成π型布置。在鐵芯的兩個邊柱各有一個交流線圈並相串聯，中柱有一個匝數較多的直流控制線圈。兩個交流線圈並想串聯時，應使其在中柱鐵芯產生交流磁通大小相等，方向相反，以保證在直流控制線圈中無感應電勢見圖六。
由電工基礎可知，一隻鐵芯線圈接入交流電路以後，其電感量L為：
L=（4πw2S10-8/1）μ
式中 L-線圈的電感量
W-線圈匝數
1-磁路長度
μ-鐵芯導磁係數
從上式中可知，當鐵芯的幾何尺寸確定以後，其電感量與匝數W平方成正比，與導磁係數μ有關，所以要得到各種不同的電感量，只要改變匝數W和μ就可以改變電感量，達到補償的目的。在鐵芯材料一定的情況下，其導磁係數決定於外加直流控制磁場的大小，隨著直流控制磁場的變化，磁化曲線上的工作點也隨之改變，因此導磁係數μ也就隨之改變。
調整時，按下按鈕BS，調節電位器W1使毫安表的讀數最小，就能達到最佳補償效果。
超/特高壓線路差動保護電容電流補償方法
在超/特高壓長輸電線中，分布電容電流將達到很高的水平，是影響電流差動保護靈敏度和選擇性的主要因素。特高壓電網，其特徵是電壓高、線路電容大，分布電容電流對差動保護的影響更加顯著。
電流差動保護主要有全電流差動保護和故障分量電流差動保護2 種。全電流差動保護得到了廣泛套用，對於全電流差動，目前最常用的電容電流補償方法是將線路等效為Π 模型的相量補償法。故障分量差動保護靈敏度高，抗電流互感器（TA）飽和能力強，也線上路保護中得到了套用。類似於全量電流差動保護，故障分量差動保護的電容電流補償方法也採用基於線路Π 模型的相量補償法。
當被保護線路上無故障支路時，使用Π 模型來模擬線路是足夠精確的，但發生故障後，仍舊用Π模型來模擬線路會有較大誤差，目前尚未有文獻對此問題做深入研究。本文首先針對基於線路Π 模型的故障分量電流差動保護的電容電流補償方法做了研究。指出Π 模型只能精確模擬一段無故障的線路，當線路上發生故障時，線路上的電容電流同時受線路兩端電壓和故障點電壓的影響，仍使用Π 模型來模擬線路會帶來較大的誤差。如果因故障分量差動保護判據已經採用了基於Π 模型的電容電流補償方法，而在整定時不考慮電容電流的影響，有可能造成保護誤動，整定時應避免此誤區。電容電流仍會影響故障分量電流差動保護判據的精度。其後對基於線路Π 模型的全量電流差動保護的電容電流補償方法進行了研究，線路上發生故障時，使用傳統方法計算電容電流也會帶來誤差，但與故障分量電流差動保護相比，計算誤差相對較小，整定時應作適當考慮。
結束語
綜上所述，電網分布電容是可以通過調節電感來進行補償的。目前很多類型的開關都實現了電容電流補償。如果在原電路的基礎上稍加改動，增加一些功能模組就可以實現智慧型調節電感量的大小。從而提高了防爆開關的保護性能。
