配電網電容電流計算

2022-10-15 09:36:06 字數 1874 閱讀 8451

一、概述

目前,電容電流的測定方法很多,通常採用附加電容法和金屬接地法進行測量和計算,但前者測量方法複雜,附加電容對測量結果影響較大,後者試驗中具有一定危險性。目前,根據各種消弧線圈不同的調諧原理,有多種間接測量電網電容電流的方法。其根本思想都是利用電網正常執行時的中性點位移電壓、中性點電流以及消弧線圈電感值等引數,計算得到電網的對地總容抗,然後由單相故障時的零序迴路,計算當前執行方式下的電容電流。

在實際執行中,對於出線數較多、線路較長或包含大量電纜線路的配電系統,當其發生單相接地故障時,對地電容電流會相當大,接地電弧如果不能自熄滅,極易產生間隙性弧光接地過電壓或激發鐵磁諧振,持續時間長,影響面大,線路絕緣薄弱點往往還會發展成兩相短路事故。因此,dl/t620-1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》規定:3~10kv鋼筋混凝土或金屬桿塔的架空線路構成的系統和所有35kv、66kv系統,當單相接地故障電流大於10a時應裝設消弧線圈;3~10kv電纜線路構成的系統,當單相接地故障電流大於30a,又需在接地故障條件下執行時,應採用消弧線圈接地方式。

消弧線圈一般為過補償執行(即流過消弧線圈的電感電流大於電容電流),也就是說裝設的消弧線圈的電感必須根據對地電容電流的大小來確定,以防止中性點不接地系統發生單相接地而引起弧光過電壓。

故障後,消弧線圈必須快速合理地補償電容電流,以使接地電弧快速自熄,所以消弧線圈應實時跟蹤電網執行方式的變化,在電網正常執行時,測量計算當前執行方式下的電容電流,以合理調節消弧線圈的出力。顯然,電網電容電流的計算精度,將直接影響消弧線圈的調諧和補償效果。

隨著電力系統對安全可靠性要求的日益提高,使用者對消弧線圈調諧精度和補償效果的要求也越來越高。而現有的各種消弧線圈自動跟蹤補償裝置中所採用的計算理論和方法,無法很好滿足使用者的要求。要提高消弧線圈的調諧精度和補償效果,首先就要進一步提高電容電流的計算精度。

本章對電容電流的計算理論和計算方法作了進一步深入的研究,減小和消除了對地容抗計算的誤差,並計及電網不平衡對電容電流計算的影響,提高了電容電流的計算精度。

二、電容電流的估算

1. 架空電力線路電容電流估算法

中性點不接地系統對地電容電流近似計算公式為:

無架空地線:

有架空地線:

式中,——額定線電壓(千伏);

——線路長度(公里);

——係數,因水泥杆,鐵塔線路增10%。

幾點說明:雙回線路的電容電流為單迴路的1.4倍(6—10kv系統);

一般實測表明:夏季比冬季電容電流增值10%;

由於變電所中電力裝置所引起的電容電流增值估算見表4–1。

一般估算

6kv: =0.015(安/公里)

10kv: =0.025(安/公里)

表4–1 因變電所裝置引起的電容電流增值估算

2. 電力電纜線路的電容電流

電纜線路在同樣的電壓下,每公里的電容電流為架空線25倍(三芯電纜)或者50倍(單芯電纜),近似計算公式如下:

6kv:(安/公里)

10kv:(安/公里)

式中: ——電纜截面積(公釐2)

——額定線電壓(千伏)

上述的計算公式主要適用於油浸紙電力電纜,對目前採用的聚氯乙烯絞聯電纜每公里對地的電容電流比油浸紙要大,根據廠家提供的引數和現場實測檢驗約增大20%左右。

3. 經驗資料表

表4–2 6~35kv油浸紙電纜電容電流計算

表4–3 架空線路單相接地電容電流(安/公里)計算

表4–4 6kv交聯聚氯乙烯電纜接地電容電流計算

注:此表適用於6kv小電流接地系統中銅芯交聯聚氯依稀絕緣電力電纜。

表4–5 10千伏交聯聚氯乙烯絕緣電力電纜接地電容電流計算

注:1.此表適用於10kv小電流接地系統中銅導體交聯聚氯乙烯絕緣電力電纜;

2.電纜的絕緣厚度為4.5mm;

3.接地電容電流式中取11千伏以下的相電壓。

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