接地電容電流計(jì)算

1、接地電容電流計(jì)算前言眾所周知10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)（小電流接地系統(tǒng)）具有如下特點(diǎn)：當(dāng)一相發(fā)生金屬性接地故障時(shí)，接地相對(duì)地電位為零，其它兩相對(duì)地電位比接地前升高倍，一般情況下，當(dāng)發(fā)生單相金屬性接地故障時(shí)，流過(guò)故障點(diǎn)的短路電流僅為全部線路接地電容電流之和其值并不大，發(fā)出接地信號(hào)，值班人員可在2小時(shí)內(nèi)選擇和排除接地故障，保證連續(xù)不間斷供電。2單相接地電容電流的危害當(dāng)電網(wǎng)發(fā)展到一定規(guī)模，10kV出線總長(zhǎng)度增加，對(duì)地電容較大時(shí)，單相接地電流就不容忽視。當(dāng)單相接地電流超出允許值，接地電弧不易熄滅，易產(chǎn)生較高弧光間歇接地過(guò)電壓，波及整個(gè)電網(wǎng)。單相接地電容電流過(guò)大的危害主要體現(xiàn)在五個(gè)方面：1）弧光接地過(guò)電壓

2、危害當(dāng)電容電流過(guò)大，接地點(diǎn)電弧不能自行熄滅，出現(xiàn)間歇性電弧接地時(shí)，產(chǎn)生弧光接地過(guò)電壓，這種過(guò)電壓可達(dá)相電壓的3-5倍或更高，它遍布于整個(gè)電網(wǎng)中，并且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，可達(dá)幾小時(shí)，它不僅擊穿電網(wǎng)中的絕緣薄弱環(huán)節(jié)，可使用電設(shè)備、電纜、變壓器等絕緣老化，縮短使用壽命，而且對(duì)整個(gè)電網(wǎng)絕緣都有很大的危害。2）造成接地點(diǎn)熱破壞及接地網(wǎng)電壓升高單相接地電容電流過(guò)大，使接地點(diǎn)熱效應(yīng)增大，對(duì)電纜等設(shè)備造成熱破壞，該電流流入接地網(wǎng)后由于接地電阻的原因，使整個(gè)接地電網(wǎng)電壓升高，危害人身安全。3）交流雜散電流危害電容電流流入大地后，在大地中形成雜散電流，該電流可能產(chǎn)生火花，引燃可燃?xì)怏w、煤塵爆炸等，可能造成雷管先期放炮，并

3、且腐蝕水管，氣管等金屬設(shè)施。4）接地電弧還會(huì)直接引起火災(zāi),甚至直接引起可燃?xì)怏w、煤塵爆炸。5）配電網(wǎng)對(duì)地電容電流增大后，架空線路尤其是雷雨季節(jié)，因單相接地引起的短路跳閘事故占很大比例。3 單相接地電容電流的補(bǔ)償原則我國(guó)的相關(guān)電力設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程中規(guī)定，310kV的電力網(wǎng)單相接地故障電流大于30A時(shí)應(yīng)裝設(shè)消弧線圈。消弧線圈的作用是當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障后，提供一電感電流，補(bǔ)償接地電容電流，使接地電流減小，也使得故障相接地電弧兩端的恢復(fù)電壓速度降低，達(dá)到熄滅電弧的目的。當(dāng)消弧線圈正確調(diào)諧時(shí)，不僅可以有效的減少產(chǎn)生弧光接地過(guò)電壓的機(jī)率，還可以有效的抑制過(guò)電壓的輻值，同時(shí)也最大限度的減小了故障點(diǎn)熱破壞作用

4、及接地網(wǎng)的電壓等。消弧線圈應(yīng)接于系統(tǒng)中性點(diǎn)上。變電站主變壓器10kV側(cè)采用的是三角形接線，10kV系統(tǒng)是沒(méi)有中性點(diǎn)的，解決的辦法是將消弧線圈接在星形接線的10kV站用接地變壓器中性點(diǎn)上。這樣，系統(tǒng)零序網(wǎng)絡(luò)等效于由對(duì)地電容和消弧線圈構(gòu)成的LC串聯(lián)電路。脫諧度決定了一是弧道中的殘余電流；二是恢復(fù)電壓上升到最大值的時(shí)間；三是恢復(fù)電壓的上升速度，它是影響滅弧的主要因素。工程上用脫諧度V來(lái)描述調(diào)諧程度V=（IC-IL）/IC當(dāng)V=0時(shí)，稱為全補(bǔ)償，當(dāng)V>0時(shí)為欠補(bǔ)償,V<0時(shí)為過(guò)補(bǔ)償。從發(fā)揮消弧線圈的作用上來(lái)看，脫諧度的絕對(duì)值越小越好，最好是處于全補(bǔ)償狀態(tài)，即調(diào)至諧振點(diǎn)上。但是在電網(wǎng)正常運(yùn)行

5、時(shí)，小脫諧度的消弧線圈將產(chǎn)生各種諧振過(guò)電壓。如10KV電網(wǎng)，當(dāng)消弧線圈處于全補(bǔ)償時(shí)，電網(wǎng)正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況下其中性點(diǎn)位移電壓是未補(bǔ)償電網(wǎng)的10-25倍，這就是通常所說(shuō)的串聯(lián)諧振過(guò)電壓。除此之外，電網(wǎng)中各種操作（如大電機(jī)投入，斷路器非同期合閘等）及電網(wǎng)發(fā)生其它故障時(shí)（如單相斷線，斷路器非全相合閘等）都可能產(chǎn)生危險(xiǎn)的過(guò)電壓，所以在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，或發(fā)生單相接地之外的其他故障時(shí)，小脫諧度的消弧線圈給電網(wǎng)帶來(lái)的不是安全因素而是危害。綜上所述，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，希望消弧線圈的脫諧度越小越好，最好是全補(bǔ)償。當(dāng)電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí),希望消弧線圈的脫諧度越大越好，最好是退出運(yùn)行。4 智能型自動(dòng)補(bǔ)償裝置的組成及

6、特點(diǎn)近年來(lái)人工調(diào)諧的老式消弧線圈已逐步被智能型自動(dòng)調(diào)諧式接地補(bǔ)償裝置取代。（ 1）智能型自動(dòng)補(bǔ)償裝置一般包括Z型接地變壓器、有載消弧線圈、阻尼電阻、中性點(diǎn)電壓互感器、電流互感器以及微機(jī)自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)。（ 2）智能型自動(dòng)補(bǔ)償裝置的特點(diǎn)：a) 采用微機(jī)控制器，使裝置實(shí)現(xiàn)了智能化，不僅保障了裝置動(dòng)作的快速性和準(zhǔn)確性，而且實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)與自動(dòng)控制獨(dú)立，自動(dòng)控制部分如出現(xiàn)異常不會(huì)影響手動(dòng)控制，手動(dòng)控制也包括了檔位指示，手動(dòng)升降及檔位到頭、單相接地閉鎖及升、降的互鎖，保證了裝置的可靠性和可控性。b) 采用了多檔位抽頭，電動(dòng)有載調(diào)壓消弧線圈，為裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)諧創(chuàng)造條件。c) 采用了特殊設(shè)計(jì)的高壓非線性電阻與消弧線

7、圈并聯(lián)使用，對(duì)抑制鐵磁諧振過(guò)電壓，弧光過(guò)電壓，欠補(bǔ)償狀態(tài)下的斷線過(guò)電壓和傳遞過(guò)電壓等有明顯效果。d) 運(yùn)行方式靈活。由于采取了降低中性點(diǎn)諧振過(guò)電壓的措施，所以過(guò)補(bǔ)、欠補(bǔ)、全補(bǔ)方式都可以由用戶自由選擇。e) 設(shè)有記憶和報(bào)警及信號(hào)通過(guò)接口遠(yuǎn)送等功能，為實(shí)現(xiàn)變電所無(wú)人值班創(chuàng)造了條件。5單相接地電容、接地變壓器及消弧線圈容量計(jì)算電網(wǎng)的電容電流，應(yīng)包括有電氣連接的所有架空線路、電纜線路、發(fā)電機(jī)、變壓器以及母線和電器的電容電流，并應(yīng)考慮5-10年的發(fā)展。( 1)電纜線路電容電流的估算計(jì)算方法：Ic=0.1UP>L(5-1)式中：UP一電網(wǎng)線電壓(kV)L一電纜長(zhǎng)度(km)( 2)架空線電容電流的估算

8、計(jì)算方法：Ic=(2.73.3)U»LX10-3(5-2)式中：UP電網(wǎng)線電壓(kV)L一架空線長(zhǎng)度(km)2.7一系數(shù)，適用于無(wú)架空地線的線路3.3一系數(shù)，適用于有架空地線的線路同桿雙回架空線電容電流為單回路的1.31.6倍。( 3）變電所增加電容電流的計(jì)算見(jiàn)表1表1<!-if!vml-><!-endif->（4）消弧線圈容量的計(jì)算Q=KXIcXUP/V3（5-3）式中：K系數(shù)，過(guò)補(bǔ)償取1.35Q消弧線圈容量，kVA（5）消弧線圈容量及額定電流的選擇根據(jù)最大電容電流Ic，確定相應(yīng)的消弧線圈容量及額定電流，使最大補(bǔ)償電感電流滿足要求。（6）接地變壓器容量選擇接地變除可帶消弧圈外，兼作所用變。<!-if!vml-><!-endif-><!-if!vml-><!-endif->（5-4）式中：Q消弧線圈容量，kVAS所變?nèi)萘浚琸VA中一功率因素角SJ一接地變?nèi)萘?，kVA6結(jié)束語(yǔ)（1）工程實(shí)際中應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)具體情況，選取適合的智能型自動(dòng)補(bǔ)償裝置。首先，要根據(jù)系統(tǒng)電容電流大小來(lái)決定消弧線圈的補(bǔ)償范圍，即容量。如果消弧線圈在最大補(bǔ)償電流檔位運(yùn)行，脫諧度仍大于5，說(shuō)明消弧線圈的容量已不能滿足要求。其次，要確定消弧線圈的調(diào)節(jié)步長(zhǎng)，即分接頭數(shù)。從理論上講，最好