代入 /=160m，R=0.096m，D=3m，得：L=0.2362mH； ZL = wL=74.2mQ（3） .按经验公式2四H/m计算，得：L=0.32mH； Zl = wL= 100.5mQ通过比较（1）、（2）和（3）的计算结果发现，（1）和（2）得到的回路感抗 计算结果基本一致，而（3）的感抗计算结果与（1）、（2）相比，偏差较大整个回路的电阻由GIS大电流母线电阻和大电流多股编织导线电阻两部分 组成大电流母线电阻为2x0.69=1.38mQ，大电流多股编织导线电阻为 30x0.019=0.57mQ，回路总电阻为：R=1.95mQ根据上面的计算，利用相邻相的GIS母线作返回导体，其回路感抗较大，而 且回路的电阻也不小但是，使用这种接线方式，可操作性强，试验接线也相对 简单4.6小结1利用接地开关作返回导体，虽然能大大简化试验回路，而且试验操作简单， 但是有可能会造成接地开关和GIS母线的损坏2利用GIS外壳作返回导体，回路的电阻增大，同样也有可能会造成GIS外壳 和外壳上设备的损坏3利用大电流多股编织导线作返回导体，回路感抗小，但工作量大，费用高4用相邻GIS的大电流母线作返回导体，其回路电阻较小。
工作量小，可操作 性强而回路感抗可以补偿5计算电阻值为直流电阻值因此，最终选择用相邻GIS的大电流母线作返回导体根据计算，用相邻 GIS的大电流母线做返回导体时，整个回路的感抗为75m电阻为1.95m总 阻抗为75.03m5 无功补偿方案的提出在进行电流互感器的大电流误差现场检定试验时，一般采用调压器输出端接 升流器输入端、升流器输出端接试验回路的方法进行大电流升流，试验原理如图 6所示，其中：YT为升流器，ST为升流器，R为回路的等效电阻，ZL为回路的 等效感抗R=8（m ZL=75（mQ）； Z=8+j75（m当回路中需要流过4800A的电流时，回路消耗的复功率为:S = I 2z = P+jQ=184+j1728（kVA）可以看出，由于回路的感抗远远大于回路的电阻，回路电阻消耗的有功功率 只有184kVA，而回路消耗的无功功率为1728kVA，有功功率只占无功功率的 11%如果按照这种方式升流，在不考虑线路损耗以及调压器和升流器自身损耗 的情况下，需要的调压器和升流器的容量为1740kVA这对调压器、升流器来说 几乎是不可能达到的要求，而且变电站内也无法提供如此巨大的电源容量根据回路感抗远远大于电阻的特点，利用并联电容或者串联电容的方法进行 无功补偿，当电容量的大小调节达到谐振时，能够使得感性无功和容性无功互相 平衡，从而能够大大降低对电源、调压器以及升流器的容量要求。
在回路中通过4800A电流时，如果并联或串联电容的容性无功能将回路中 1728kVA的感性无功完全平衡掉，则电源和调压器的容量要求将会从1740kVA降 低至184kVA，降幅达89%，这对变电站内的电源来说是可以接受的，对调压器来 说也是可以满足要求的同时，升流器的容量要求也会根据补偿形式的不同而有 不同的下降幅度5.1升流器原边（输入侧）并联补偿电容在升流器原边并联电容器的试验原理如图7所示，其中：YT为调压器，ST 为升流器，R为回路的等效电阻，ZL为回路的等效感抗，C为并联补偿电容YTR图7升流器原边并联电容器的原理图采用这种电容补偿形式，当需要在回路中流过4800A电流时，由于并联补 偿电容的容性无功与回路的感性无功相平衡，使得电源容量和调压器的容量只需 要提供回路的有功消耗，其容量要求从1740kVA降低至184kVA但是对于升流 器来说，由于并联补偿电容在其原边，对升流器副边（输出侧）整个回路的感性 无功无法进行补偿，因此，升流器的输入容量仍然是1740kVA，当然，升流器的 输出电压也会很高可见，在升流器原边并联补偿电容，虽然减小了电源和调压器的容量要求， 但是对升流器并没有补偿作用，无法解决升流器容量要求太大的问题。
艮L在完 全补偿的理想状态下，供电电源和调压器仅供给有功功率，而升流器需提供全部 有功和无功容量5.2大电流回路并联补偿电容（电流谐振）在升流器副边并联电容器的试验原理如图8所示，其中：YT为调压器，ST 为升流器，R为回路的等效电阻，ZL为回路的等效感抗，C为并联补偿电容RYTZL图8升流器副边并联电容器的试验原理图在升流器的副边并联补偿电容，使得并联电容消耗的容性无功无需通过升流 器进行能量传递，就可以直接和回路中的感性无功相抵消，这样就能大大减小升 流器的容量要求在忽略线路损耗、调压器以及升流器损耗的情况下，当回路需 要流过4800A大电流的时候，升流器的容量要求与调压器和电源的容量要求一 样，只需要提供回路所需的有功功率，即184kVA，回路中消耗的1728kVA感性 无功直接由并联电容提供通过进一步计算，可以得到在流过4800A电流时，回路（或并联补偿电容） 两端的电压为：U = IZ = 4800x0.075=360（V）由于升流器的输出电压都不会很高，根据经验，最多按12V考虑，如果要 在回路两端产生360V的电压，升流器需要特殊设计可见，在升流器副边并联电容，虽然能够大大减小升流器的容量要求，解决 了升流器容量要求太大的问题，但是却无法解决回路两端电压太高的问题，这不 仅会增大了试验设备的采购费用，同时，也会使试验过程更加复杂（如多台升流 器并联的问题），加大了试验操作的难度。
5.3电流回路串联补偿电容（电压谐振）在升流器副边串联电容器的试验原理如图9所示，其中：YT为调压器，ST 为升流器，R为回路的等效电阻，ZL为回路的等效感抗，C为串联补偿电容YTZL图9升流器副边串联电容器的试验原理图在升流器的副边串联补偿电容，也能使串联电容器消耗的容性无功直接和回 路中的感性无功相抵消，从而大大减小升流器的容量要求在忽略线路损耗、调 压器以及升流器损耗的情况下，当回路需要流过4800A大电流的时候，升流器 的容量要求与调压器和电源的容量要求一样，只需要提供回路所需的有功功率， 即184kVA，回路中消耗的1728kVA感性无功直接由串联电容提供通过进一步计算，可以得到在流过4800A电流时，回路两端的电压为：U = I（ R + 加 L + -^） 加C当串联电容与回路电感发生谐振时，有：1j ① L + = 0故：u = IR = 4800x0.008=38.4（V）可见，与在升流器副边并联电容相比，在升流器副边串联电容，不仅能大大 减小升流器的容量要求，解决了升流器容量要求太大的问题，而且由于串联谐振 的作用，还大大降低了回路两端的电压，解决了回路两端电压过高的问题。
5.4 用阻抗变换器在大电流会路串联补偿电容（电压谐振）但电容器容量较小时，可以利用阻抗变换器对回路进行串联电容补偿，试验 接线原理如图10所示，其中：YT为调压器，ST为升流器，ZT为阻抗变换器 （变比为k），C为补偿电容，CT为标准电流互感器，R为标准电阻，Z为被测 回路阻抗；U0为调压器输出电压；◎为相位仪；％、V2均为四位半有效值万用 表图10 补偿情况下回路参数测量的试验原理图阻抗变压器的变比可通过一次侧适当更换匝数来改变，在阻抗变换器原边加 上的补偿电容大小根据式（4-3）和（4-4）计算得到:(4-3)1C = (4-4 )①ZC式（4-3）和（4-4）中：久一阻抗变换器副边的回路感抗；k一阻抗变换器的变比；①一角频率带补偿电容的阻抗变换器可以用在回路阻抗Z较小，电流较大的电流回路 中，但阻抗变换器的电压较低5.5 4种电容补偿形式比较通过以上对返回导体选择的分析，以及各种电容补偿形式的技术及经济比 较，可以看出上述方法各有长短，可适用不同的电路情况：升流器原边并联电容器一一仅减小了调压器的输入容量，升流器仍需要按实 际容量考虑：适用于大电流回路阻抗较小的回路；大电流回路是高压回路及电流 大于5000A的回路。
升流器副边并联电容器一一并联补偿电流谐振电路，同时减小了调压器和升 流器的输入容量，升流器（电容）两端电压较高：适用于固定的试验场所，升流 器输出电压较高而电流较小升流器副边串联电容器一一同时减小了调压器和升流器的输入容量，电容器 两端电压较高，升流器两端电压较低；适用于现场试验参数变化较大，需要多台 升流器串联的回路阻抗变换器带电容在大电流会路串联补偿一一同时减小了调压器和升流器 的输入容量，但需要增加阻抗变换器适用于大电流回路阻抗较小的大电流回路6 基本试验方案确定利用相邻GIS的大电流母线作返回导体构成试验回路，并采用在升流 器副边的回路中串联接入电容器进行补偿的方法来施加试验升流试验基本方案 原理图见图11调压器输入端接电源、输出端接升流器的输入端；升流器的输出侧一端通过 进线套管的母线接头与其中的一相GIS大电流母线相连，另一端与补偿电容器 相连；补偿电容器的另一端则通过另一相进线套管的母线接头与另一相GIS大 电流母线相连；两相GIS大电流母线用大电流多股编织导线通过GIS另一端的出线套管的母线接头相连升流试验原理如图11所示，其中：YT为调压器，ST 为升流器，CT为电流互感器，R为标准电阻，r为回路的等效电阻，L为回路的 等效电感，C为串联补偿电容。
YTC CT图11升流试验基本方案原理图在此试验回路中，电流互感器的原边接入回路，副边接一个标准电阻，在升 流过程中，用相位计监测升流器副边的端电压u1与标准电阻的端电压UR之间的 相位，并调节串联补偿电容量的大小，当U1与UR的相位差小于10°时，即可认 为串联补偿电容与回路电感达到了谐振状态此时，当主回路通过4800A的大 电流时，所需的电源容量、调压器以及升流器的容量都达到最小当然，升大流的目的是为了能在大电流下，对主回路中GIS开关内的CT进 行现场的误差校验试验，因此，在这个回路中，还应串有标准电流互感器以及相 应试品6.1电路参数的验证试验利用相邻GIS的大电流母线作返回导体构成试验回路在4.4中计算得回路参 数：L=0.2362mH； ZL = wL=74.2mQR=1.95mQ这些参数是在一定的近视为了获得更加准确的回路参数，需要在较大电流下 尽可能模拟试验的实际接线进行参数测量，以达到为选择试验设备的参数（主要 是调压器、升流器及补偿电容器）1用互感器校验仪测量实际回路参数测量仪器：HED20多功能校验仪测量方法：用四端法（试验电流为5A）对两相串联后进行测量测量原理：通过给被测对象施加电流取电压后进行除法运算，即可得出被测对象电阻部分（同相分量）和电感部分（正交分量）的测量结果。
测量线路：如图12所示图中Ra、Rb、Rc分别为各相回路的电阻，r1和r2分别 为AB两相和BC两相间连接导线的电阻，其它为接触电阻Ra rl Rbl Rb2 r2 R「 □ EJ-I-EJ □ EZHRaQ RbD RcQ 无 a~ A Q In 0 K p 0 ° 图12用互感器校验仪测量回路参数试验接线图HEgD型当功能棱骋世分别取AB两相、BC两相、AC两相串联后电阻部分的测量值为Ra+b、Rb+c、Ra+c，则有：R = R + R + r 1 + R + RR = R + R + r 2 + R + RR = R + R + r 1 + R + R + r 2 + R + R 由上述三式可得R =上（R + R - R ）B 2 A + B B + C A + C按上述方式，可得回路中电阻的现场实测结果为：Ran、n Rc=4 mHED20多功能校验仪测量得到的回路感抗为52mQ2四端法（伏安法）四端法（伏安法）A相与B相串联回路及B相与C相串联回路相位仪、六位半数字多用表、标准电阻、标准互感器、钳形电流测量方法：测量对象：测量仪器：主华表等其它设备：调压器、升流器及大电流导线等2.1 未加补偿测量回路参数测量原理：给试验回路施加工频电流，测量出升流器副边的压降，此即为试 验回路两端的压降；测量标准电阻两端的压降，根据标准互感器的变比与标准电 阻的阻值大小，可以得到回路电流的大小；用相位计测量标准电阻两端压降与试 验回路两端压降的相位差，此即回路电流与回路两端电压的相位差；通过计算， 回路阻抗等于回路两端电压与回路电流的商，阻抗角即为回路两端电压与回路电 流的相位差。
在较大电流下进行回路参数测量的试验接线原理如图13所示，其中：YT 为调压器，容量为30kVA； ST为升流器50kVA，变比为40/5，二次额定电压为 10V/E，二次额定电流为5kA； CT为标准电流互感器，采用1000/1的变比；R 为标准电阻，标称值为1Q； Z为被测回路阻抗；U0为调压器输出电压；中为相 位仪；％、V2均为四位半有效值万用表CT (1000/1) —图13大电流下回路参数测量的试验原理图被测回路中电阻和感抗可以根据式（4-1）和（4-2）得出：Z = " Z c o spR /1 （4-1）UZ = - z s i upL 11 （4-2）式（4-1）和（4-2）中:U一回路两端的电压； ZI］一回路流过的电流；9—电压与电流的相位差在较大电流下进行的回路参数测量结果如表4-1所示从表中可以看出，被 测回路感抗ZL为46mQ左右，与首次测量结果的52mQ基本吻合；被测回路的 电阻ZR在交流试验电流为202A时为9.5mQ，而在交流试验电流为405A时为 10.3mQ，而且从表中还可以看出，随着试验电流的增大，回路电阻ZR也在不断 增大表4-1较大电流下的回路参数测量结果调压器输出电压U0（V）试验电流I1（A）被测回路压 降UZ（V）被测回路阻抗Z（mQ）相位角 饥° ）被测回路电 阻ZR（mQ）1472029.3546.378.19.522430514.2546.777.89.930140519.1347.277.410.32.2加补偿电路下测量回路参数利用阻抗变换器对回路进行串联电容补偿，以补偿回路的感性无功消耗，从 而获得更大的回路试验电流。
在补偿的情况下进行回路参数测量的试验接线原理 如图14所示，其中：YT为调压器，ST为升流器，ZT为阻抗变换器（变比为k）， C为补偿电容，CT为标准电流互感器，R为标准电阻，Z为被测回路阻抗；U0为调压器输出电压；◎为相位仪；V］、v2均为四位半有效值万用表U0 40/5CT (1000/1)图14补偿情况下回路参数测量的试验原理图阻抗变压器的变比可通过一次侧适当更换匝数来改变，在阻抗变换器原边加上的补偿电容大小根据式（4-3）和（4-4）计算得到:（4-3）（4-4）式（4-3）和（4-4）中:4一阻抗变换器副边的回路感抗;k一阻抗变换器的变比；根据式（4-3）个（4-4），当ZL分别取40mQ、50mQ时，所需补偿在阻抗变换器原边的电容量如表4-2所示:表4-2补偿电容计算结果Z L（mQ）405046七12/112/112/1Knzl （q）5.767.26.62K 2 Zn L180822612079C（gF）553442481在补偿情况下的回路参数测量结果如表4-3所示可见，随着试验电流的进 一步增大，被测回路的电阻4也跟着增大：在电流为502A的时候，回路电阻 达到了 21.2mQ。
但是，当试验电流继续增大，回路电阻不再增大：当电流为700A 的时候，回路电阻仍然为21.2mQ表4-3补偿情况下的回路参数测量结果调压器输出电压U0(V)补偿电容 压降UC(V)试验电 流I1(A)被测回路感抗(容抗)Z (mQ) L 二 升流器输出侧压降时)相位角 饥)被测回路 电阻ZR(mQ)112C32851353.28.9-0.917.317327050244.810.7+5.621.218435070041.715.2-11.321.23回路参数测量结果分析上述回路参数测量值见表，可以看出感抗测量值差别较小，但和计算值差别 较大；而电阻测量值、计算值差别较大；电阻计算值是直流电阻值，和测量值差 异较大是正常的而测量值之间的差异却和电流大小有关，和测量水平有关表参数计算值HED20测量值未加补偿测量值加补偿测量值电阻(mQ)1.9581021感抗(mQ)75524642用HED20多功能校验仪测量得到的回路感抗为52mQ，回路电阻为8mQ 虽然这是在小电流下获得的，而且测量回路中相与相的连接导线是普通的多股编 制导线，比较细但是，这与在较大电流下模拟试验的实际接线时测量得到的回 路感抗46mQ相差不大。
这是因为，回路电感大小与试验电流大小的关系不大， 而且，相与相之间的连接导线不同所引起的回路电感的差异与整个回路电感相 比，也是很小的两次测量得到的回路电感值与75mQ的理论计算值相差较大，这主要是因为 在理论计算中，将回路等效为矩形回路和平行导线的型式，数学模型与实际电路 有些不一致：1）由于大电流导线和GIS管道是同轴结构，与普通导线不同2） 由图4可以看出，GIS管道的铺设并不是规则的矩形或平行导线因此采用这两 种模型计算得到的理论值与实际测量结果偏差较大，也是可以接受的实际测得的回路电阻结果比理论计算的电阻值要大很多这主要是因为，理 论计算的电阻值是按直流电阻进行计算的，而实际测量中，在主回路中通入的是 交流大电流对试验回路来说，由于GIS管道外壳与GIS大电流母线的距离比 较近，而且整个回路的长度又很长，大约有320m，因此，大电流母线导体会存 在能在集附效应和涡流损耗，GIS管道外壳上会产生很大的涡流损耗所以，等 效回路电阻的交流电阻已经远远大于回路的直流电阻7主要试验设备及标准器7.1升流变压器参数估算估算按最大回路参数R=21 mQ、Zl=52 mQ计算升流变压器参数工作电流4800A时，电压降为100.8V；需供电容量：S=I2R=48002X 0.021 = 484 kVA考虑调谐度、损耗（涡流、其他杂散参数）等影响，供电容量增加20%考虑， 即升流容量应大于580kVA。
选择额定容量为60kVA的升流变压器12台，总容量为720kVA考虑安装调试方便，采用穿心式升流变压器其主要技术参数：5.1 一次电压 380V 一次电流157A 额定容量 60kVA5.2二次电压 10V 二次电流6000A5.3 一次绕组导线截面积 N60mm25.4 一次匝数:38 匝（10V）；5.5铁心实际截面210X170 （mm）,采用环形铁心，穿心结构5.6多台并联运行5.7任意两台间的变比误差^0.5%含比值差和相角差）5.8噪声：穿心窗口中间噪声不大于60db5.9空载电流小于4A任意两台间的偏差小与10%7.2 无功补偿装置参数估算回路参数Zl=52 mQ串联补偿电容：C = 1/ ZL=61213|J F在4800A下，容抗电压降：U= iXZl=250 V选用电容器430V、1000^ F——64只并联，总电容量64000M f；按 4800A计算，每只电容器的最大电流为75A将电容器分组并联；每16只一组，构成一个电容箱其中3组为固定电容 箱，16只电容并联；最后1组10只电容按1、2、4、8分组连接，选择不同的 抽头，可使电容量在1/64〜16/64的调节内范围。
即电容量的范围：64000^ F〜 48000p F7.3电流互感器检定装置标准电流互感器一台（穿心式），主要技术参数：额定一次电流 750、1500、2000、3000、4000A、5000A额定二次电流 5A、1A 额定负荷：1VA准确度：0.01级7.4大电流导线7现场试验方案现场试验采用3台调压器并联，12升流器原边并联、副边串联的运行方式，当串联补偿电容为60000四F时，回路基本达到谐振状态试验结果如表7-3所示表7-3现场试验结果一次电流（A）20080040004800300KVA调压器调压器输出电压U0（V）3.9942.3241279调压器输出电流I0（A）21.694428502COSQ0 （调压器输出电流与 调压器输出电压）0.980.970.960.96总功率（kVA）0.093.98103.15140.06阻性功率（kVA）0.083.8699.02134.46150KVA调压器调压器输出电压U0（V）15.760.9225273调压器输出电流I0（A）1670318374COSQ0 （调压器输出电流与 调压器输出电压）0.980.970.960.96总功率（kVA）0.254.2671.55102.10阻性功率（kVA）0.254.1468.6998.02150KVA调压器调压器输出电压U0（V）6.3333.9243270调压器输出电流I0（A）1468318362COSQ0 （调压器输出电流与 调压器输出电压）0.980.970.960.96总功率（kVA）0.092.3177.2797.74阻性功率（kVA）0.092.2474.1893.83调压器总损耗调压器总功率（kVA）0.4310.54251.97339.90调压器功率（kVA）阻性0.4210.23241.89326.30一次回路总阻抗（Q）0.010650.016480.015750.01475一次回路总电阻（Q）0.010440.015980.015120.01416补偿电容电压补偿电容两瑞45203240容抗（Q）0.056250.050750.0500060000四F串联补偿电容的容抗为53mQ，此时，回路达到谐振状态。
故可以 计算出此时的回路感抗ZL=53m^，这与实际现场测量时得到的46mQ感抗基本 一致回路电阻最大时为16mQ，这也和实际现场测量时得到的20mQ相差不大整套升流试验装置在对回路升流接近5000A的情况下，仅用到升流装置总容量的60%,这说明这套升流装置仍有很大的升流空间，这套升流装置对于大电 流、长回路的GIS现场试验是绝对满足要求的7.5误差测量线路图示说明:K： 3*800A断路器;YT：柱式调压器，输入电压380V，输出电压0-420V，容量300kVA+2*150 kVA；ST1-STn:升流器，电压比380V/10V *12，容量12*50 kVA （试验时串联运行）；T0：标准电流互感器，（200-5000）A/1A，0.02S 级；Tv被试计量用电流互感器，（2000、4000）A/1A，0.2S级，额定二次负荷20VA； XC：补偿电容器，额定电压2*430V，单只电容量1000〃F/2—2*1000〃F共80只）；CT1-CTn： 一般测量用及保护用电流互感器，试验时二次绕组应短接；HE：互感器校验仪，额定工作电流5A、1A，准确度2级；Zb：电流互感器负荷箱，3级；变压器侧A相/B相：GIS变压器侧出线套管A相/B相接线端子排（线路侧出线套管短接）。
630kVA变压器数字L_电压表调压器1输出电压CT1输出电流调压器2输出电压CT2输出电流调压器3输出电压CT3输出电流125 mm2 绝缘线125 mm2 绝缘线绝缘线25m-2根,而-2根地 接钳表125 mm2绝缘线5m-2根125 mm2 绝缘线 1m-4根 1.5m-4根1000A电流导线*4长度为20m5m-1 根125 mm2 绝缘线125 mn? 绝缘线630kVA变压器绝缘线 5m-1根125 mm2绝缘线5m-1 根16 mm¥（3+1） 电缆100米-8根补偿电容的连接接地1000A电流导线兰州东750kV GISCT试验接线125 mn¥ 绝缘线5m-1 根125 mm2绝缘线5m-1 根125 mm2绝缘线5m-1根125响绝缘线5m-1根1000A电流导线5m-4根至GIS 管道F升流器|至GIS管道接地125 mm?绝缘线0.5m-2根1.0m-2根125 mm2 绝缘线 0.5m-2根 1.0m-2根125 mm 绝缘线 0.5m-2根 1.0m-2根125 mm 绝缘线 0.5m-2根 1.0m-2根I GIS A—次 穿心X升流器A一次穿心125 mm2 绝缘线 1m-2根 0.5m-2根125 mm2 绝缘线 1m-2根 0.5m-2根器铜排升流器|一次 穿心 铜排铜排补偿电容——1补偿电容4补偿电容 11门 h补偿电容M 接地4补偿电容 ;•补偿电容 /补偿电容44A补偿电容校验仪1负载箱1校验仪2负载箱21000A电流导线*4长度为15mr\I GIS B1000A电流导线*4 长度为20m讨论:。