采用外接电容法测量10千伏系统单相接地电容电流方法

10kv电缆电容电流计算
要计算10kV电缆的电容电流，我们需要知道电容的值和电压
的变化率。

首先，我们需要知道电缆的电容值。

电容是一个物体存储电荷的能力，它的单位是法拉(F)。

如果你知道电缆的电容值，可
以直接使用该值进行计算。

如果没有给出电容值，你可以通过测量电缆的长度、直径和绝缘材料的介电常数来估算电容。

公式为：C = εA / d，其中C为电容值，ε为介电常数，A为电介
质所占面积，d为电介质的厚度。

其次，我们需要知道电压的变化率。

电压的变化率越快，电容电流就越大。

如果变化率未知，可以假设一个合适的值。

通常，电源的电压变化率在毫秒级别以下。

一旦你获得了电容值和电压的变化率，你可以使用下面的公式计算电容电流：I = C * dV / dt，其中I为电容电流，C为电容值，dV为电压的变化量，dt为电压的变化时间。

注意，电容电流是指通过电容器的电流。

在实际应用中，电容电流通常是短暂的，因为一旦电容器被充电或放电，电流就会停止流动。

因此，计算电容电流的目的是为了了解电路中电流的变化情况，而不是得到实际的电流值。

随着城市建设发展的需要和供电负荷的增加，许多地方正在城区建设110/10kV终端变电所，一次侧采用电压110kV进线，随着城网改造中杆线下地，城区10kV出线绝大多数为架空电缆出线，10kV配电网络中单相接地电容电流将急剧增加。

根据国家原电力工业部《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定，3—66KV系统的单相接地故障电容电流超过10A时，应采用消弧线圈接地方式。

一般的110/10kV变电所，其变压器低压侧为△接线，系统低压侧无中性点引出，因此，在变电所设计中要考虑10kV接地变的设置。

1接地变的原理对于三角形接线的配电系统，要造成系统的中性点，必须接入接地变压器。

接地变压器有二种：Z型接地变压器（ZN、ZN，yn）和星形/三角形接线变压器（YN，d）。

现在，多用Z型接地变压器，其中性点可接入消弧线圈。

Z型接地变压器，在结构上与普通三相芯式电力变压器相同，只是每相铁芯上的绕组分为上、下相等匝数的两部分，接成曲折形连接。

接线方式不同，又分为ZN，yn1和ZN，yn11两种形式。

Z型接地变压器同一柱上两半部分绕组中的零序电流方向是相反的，因此零序电抗很小，对零序电流不产生扼流效应。

当Z型接地变压器中性点接入消弧线圈时，可使消弧线圈补偿电流自由地流过，因此Z型变压器广为采用作接地变压器。

Z型接地变压器，还可装有低压绕组，接成星形中性点接地（yn）等方式，作为所用变压器使用。

Z型接地变压器有油浸式和干式绝缘两种，其中树脂浇注式是干式绝缘的一种。

适用范围：适用于容量为220千伏安及以下，电压为35千伏及以下的油浸式Z型接地变压器。

对于35KV、66KV配电网，变压器绕组通常采用Y接法，有中性点引出，就不需要使用接地变压器。

对于6KV、10KV配电网，变压器绕组通常采用△接法，无中性点引出，这就需要用接地变压器引出中性点。

接地变压器的作用就是在系统为△型接线或Y型接线中性点未引出时，用于引出中性点以连接消弧线圈。

关于某变电站低压侧中性点接地方式的选择概述摘要：电力系统中性点接地方式是配电网设计、规划和运行中的一个重要的综合性技术课题。

它对电力系统许多方面都有影响，不仅涉及到电网本身的安全可靠性、设备和线路的绝缘水平，而且对通讯干扰、人身安全有重要影响。

中性点接地方式的选择也是一个复杂的问题，要考虑电网结构、系统运行情况、线路的设备状况和周围自然环境等因素，还必须考虑人身安全、通信的干扰和供电可靠性的要求。

本文依托此现状就某新建变电站35千伏配电装置中性点接地方式的选择进行简要分析。

0背景根据某地电网规划，35千伏电网将逐渐退出电网，未来不新建35千伏变电站，投运的110千伏变电站和220千伏变电站将无35千伏电压等级。

但为某地北部大部分乡镇供电的35千伏变电站扔将运行十年或更久，目前为乡镇提供35千伏电源的上级变电站目前仅有两座，其站内主变长期保持重载，大负荷方式下一旦出现线路或设备故障就有可能导致某地北部大面积停电。

为暂时缓解供电压力，提高35千伏电网转供能力，同时优化35千伏网架结构，需要部分新建变电站在建设初期考虑35千伏电压等级配电设备，远期拆除。

因规划均以高压电缆通过城市综合管廊联络出线，而35千伏电网以架空线为主，此现状导致未来新建35千伏出线存在电缆线路+架空线路并存的情况。

1.1国内外现状综述对于中压配电网的中性点接地方式问题，世界各国有着不同的观点及运行经验。

因此，世界各个国家，甚至一个国家中的不同城市中，中压配电网的中性点接地方式都不尽相同，主要根据各自中压配电网的运行经验和传统来确定。

1.1.1 国外发展现状（1）前苏联及东欧前苏联规定在下列情况下采用中性点不接地方式：6kV电网单相接地电流小于30A；10kV电网单相接地电流小于20A；15~20kV电网单相接地电流小于15A；35kV电网单相接地电流小于10A。

如果单相接地电流超过上述各值，则需采用中性点消弧线圈接地方式。

（2）西欧地区德国是世界上最早使用消弧线圈的国家，白1916年发明消弧线圈、1917年在Pleidelshein电厂首次投运，至今已有90多年的历史。

10KV的电网中性点不接地单相接地时的电容电流下面是一些摘录资料:在GB50070-94《矿山电力设计规范》第2。

0。

10条中规定，“矿井6-10KV电网，当单相接地电容电流小于等于10A时，宜采用电源中性点不接地方式；大于10A时，必须采取限制措施”。

这条规定是依据国内外有关科研成果和国内外现行规程、标准以及人身触电安全要求等三方面作出的。

现分述如下：1、试验研究和运行经验数据①《电缆网络单相接地电弧电流不自熄下限试验研究》技术鉴定书指出，“电弧引弧试验的数据近200个。

这些数据客观地、真实地描述了在给定工况条件下，电缆接地电弧电流的熄灭情况”。

部级鉴定委员会同意由西北电力中试所和北京煤炭设计研究院完成的试验研究报告，并肯定该报告可供修改规程、规范时参考。

该报告的结论是，电弧接地不自熄电流下限值：全塑电缆25A；油浸纸绝缘电缆15A；交联电缆10A。

以安全计应取其中最小值10A。

②华中、湖北电力试验研究所1992年试验研究的成果表明，3-10KV架空配电线路，当电容电流在16A及以上时，不能自熄电弧；当电容电流小于10A，几乎全能自熄。

③湖北省6-10KV配电网运行经验与上述试验研究结果一致。

④开滦矿务局赵各庄煤矿从60年代以来，单相接地电容电流达18A左右，井下高压电缆发生着火事故次数显著增多。

⑤原中国统配煤矿总公司6KV电网安全调研组于1988年对引起矿井电缆“放炮”事故做了统计分析。

结论是，电容电流在20A左右的矿井电缆“放炮”事故仍很严重。

⑥（GB50070-94）《矿山电力设计规范》专题组编写的《关于矿井高压电网单相接地电流限值问题的分析讨论》报告中指出，某矿实测6KV电网电容电流为16A，曾发生多重接地故障。

⑦中国矿业大学《矿井6KV电网单相接地电流及限制方案的制定》一文指出，实验研究和仿真计算结果表明，当单相接地电弧电流小于10A时，电弧可自熄。

⑧前苏联《煤矿供电效率的提高》专著中指出，当接地电容电流大于10A时，中性点应采用消弧线圈补偿方式。

10kv电容补偿附件⼀1、使⽤环境条件：海拔⾼度4400（5100）m 最⼤风速30m/s最⾼温度+35℃最低温度-20℃最⼤⽇温差80K最⼤相对湿度40%⽇照0.1W/cm风速0.5m/S地震烈度8污秽等级Ⅱ级3、使⽤环境3.1 环境温度：30℃3.2 最⼤⽇温差：80k3.3 最⾼⽇平均温度：25℃3.4 海拔⾼度：4200（5100）m3.5 环境相对湿度：40%3.6 运输、贮存最低湿度：80%3.7 安装⽅式：户内4、技术参数4.1 系统标准电压：10.5KV4.2 最⾼⼯作电压：12KV4.3 额定频率：50Hz4.4 电抗率：6%4.5 相数：34.6 功率因数：0.95以上5、装置设计结构⾼压动态⽆功功率补偿装置由可控硅阀控制系统、⾼压并联电容器组、⼲式铁芯电抗器、电压互感器、避雷器和附属设备组成，电容器组由可控硅阀控制系统来投切。

成套装置采⽤柜式结构，能够⾃动补偿系统⽆功功率，有显著的节能、稳压和增容效果。

⾼压SVG-10/1200kvar动态⽆功补偿装置两套。

单套设备由五⾯柜组成。

其中控制柜⼀台，阀组投切柜⼀台、电容柜三台，分成3组：容量为150、450、600kvar；投切由可控硅阀控制系统根据负载变化⾃动投切，保证补偿精度，改善系统电能质量。

6、⾼压⽆功功率补偿装置技术条件6.1 能够根据电⽹系统⽆功功率⼤⼩和电压控制要求⾃动投切与调节，不需要⼈⼯⼲预，快速动态补偿⽆功功率，提⾼系统功率因数，保证系统功率因数在0.95以上。

6.2 采⽤全数字化智能控制系统，由微机监测、智能调节。

6.3 能够快速响应，⾃动投切与调节，不需要⼈⼯⼲预。

6.4应该采⽤电容器专⽤⾼压喷逐式熔断器作为短路保护、确保设备安全运⾏。

6.5 采⽤串联电抗器，减⼩合闸涌流，保护电容器组可靠运⾏。

6.6 抑制系统谐波，保证设备正常运⾏。

6.7 结构要求设计合理，使⽤⽅便，可⼿动操作，也可与负荷同步投切，免维护运⾏。

采用外接电容法测量10千伏系统单相接地电容电流方法摘要：近几年，随着国家对农网建设投资力度的不断加大，每个县域的配网10KV系统的建设得到了持续有力的发展，使得县域10KV配网运行也越来可靠坚强。

但是，在配网网架变得越来越坚强的同时，10KV系统的容性电流也变得越来越大，若不及时掌握自身区域内10KV系统在正常运行方式下，电容电流的大小，为变电站是否需要安装消弧线圈提供准确依据，则为变电站发生接地点弧光过电压，发生设备烧毁事故埋下隐患。

因此，定期测量10KV配网容性电流，找出一种简单、可靠的容性电流测量方法，对提高配电网安全稳定运行有着十分重要的意义。

经过多方试验，采用外接电容测量10千伏系统单相接地电容电流方法十分可行。

关键词:电容、电流、测量、设备一、测试环境和人员要求：在计划对10KV配网系统进行容性电流测试时，应选择在天晴晴朗，微风或无风，湿度不大于80%情况下时进行，同时，测试人员要求：现场总指挥一名，工作负责人一名，测试人员一名，数据记录一人，接线配合人员2到3人。

二、所备测试设备：额定电压为11千伏，容量为3微发电容器2到3只；交流电流表一个，量程为5A，10A和20A，精度不大于0.5级；数字千伏表一个（可选），量程为20千伏或100千伏，精度不大于0.5级；数字万用表一个。

三、测试原理：采用外接电容法测量单相接地电容电流。

在任一相加上已知电容Cf，测量加偏置电容前后的电压即可计算出系统电容电流。

Ic=If? (A)式中：If=ω?Uφ′?Cf 即流过偏值电容的电流，单位A。

UΦ为加上偏值电容前的相电压，单位V；UΦ′为加上偏值电容后的相电压，单位V；Cf 为施加的偏置电容，单位为F（法拉），1微发（μF）=10-6法拉（F）。

外加电容采用2--4台电容量为3.2μF，容量为30kvar电容器并联。

相电压通过阻容分压器测量，If通过串联在电容器回路中的电流表测量。

在测量中为了减少误差，可以采用三相轮流加压的办法来测量系统电容电流。

10～35千伏不接地系统电容电流测试方法研究张科峻;张文平;姚毅【摘要】随着配电网架结构的变化和电力电缆大量投入使用，10～35千伏不接地系统对地容性电流将随之增大，系统电容电流是否满足《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T620-1997）的要求，则是对10～35千伏电网监测的工作重点。

测得所辖变电站不接地系统电容电流的大小，对电容电流超标的变电所，逐步加装消弧线圈或接地变消弧线；掌握所辖变电站不接地系统电容电流的补偿情况；准确选择和合理配置消弧线圈或接地变消弧线圈自动跟踪补偿装置的容量提供依据。

因此，对不接地系统容性电流在计算的基础上，测量运行中单相接地电容电流是十分必要的，同时，也能验证小电流接地选线装置的正确性。

%With the changesin the structure of the distribution network frame and a large amount of power cables being put into use in Xifeng urban area of Qingyangcity,capacitive ground current of the 10 !35 kV ungrounded will increases.The most important thing in the monitoring of the 10 !35 kV grid is whether the system's capacitive current can meet the requirement in over-voltage protection and insulation coordination of AC electrical installations (DL/T620 -1997 ).It is necessary to measure the capacitive current of the ungrounded system of the substation,gradually add arc-suppression coils or grounded arc-suppression coils to those substations with excessive capacitive current,keep informed on the compensation of capacitive current of the ungrounded system of the substations under control,correctly select and reasonably provide arc-suppression coils or grounded suppression coils as a basis for automatic tracking of thecapacity of the compensating device.Therefore,it is necessary to measure the single-phase grounded capacitive current in operation in addition to the calculation of ungrounded system capacitive current,and to verify the correctness of the line selecting device for small current grounding.【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】3页(P63-65)【关键词】不接地系统;电容电流;测试;方法;研究【作者】张科峻;张文平;姚毅【作者单位】庆阳供电公司，甘肃庆阳 745000;庆阳供电公司，甘肃庆阳745000;庆阳供电公司，甘肃庆阳 745000【正文语种】中文【中图分类】TM7440 引言随着配电网架结构的变化和电力电缆大量投入使用，10～35千伏不接地系统对地容性电流将随之增大，系统电容电流是否满足《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T620－1997）的要求，解决这一问题则是今后对10～35千伏电网监测的工作重点。

国家电网考试电力系统分析题库含答案电力系统分析题库一一、单项选择题1、对电力系统的基本要求是（）。

A、保证对用户的供电可靠性和电能质量，提高电力系统运行的经济性，减少对环境的不良影响；B、保证对用户的供电可靠性和电能质量；C、保证对用户的供电可靠性，提高系统运行的经济性；D、保证对用户的供电可靠性。

2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于（）。

A、一级负荷；B、二级负荷；C、三级负荷；D、特级负荷。

3、对于供电可靠性，下述说法中正确的是（）。

A、所有负荷都应当做到在任何情况下不中断供电；B、一级和二级负荷应当在任何情况下不中断供电；C、除一级负荷不允许中断供电外，其它负荷随时可以中断供电；D、一级负荷在任何情况下都不允许中断供电、二级负荷应尽可能不停电、三级负荷可以根据系统运行情况随时停电。

4、衡量电能质量的技术指标是（）。

A、电压偏移、频率偏移、网损率；B、电压偏移、频率偏移、电压畸变率；C、厂用电率、燃料消耗率、网损率；D、厂用电率、网损率、电压畸变率5、用于电能远距离输送的线路称为（）。

A、配电线路；B、直配线路；C、输电线路；D、输配电线路。

6、关于变压器，下述说法中错误的是（）A、对电压进行变化，升高电压满足大容量远距离输电的需要，降低电压满足用电的需求；B、变压器不仅可以对电压大小进行变换，也可以对功率大小进行变换；C、当变压器原边绕组与发电机直接相连时（发电厂升压变压器的低压绕组），变压器原边绕组的额定电压应与发电机额定电压相同；D、变压器的副边绕组额定电压一般应为用电设备额定电压的1.1 倍。

7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是（）。

A、燃料消耗率、厂用电率、网损率；B、燃料消耗率、建设投资、网损率；C、网损率、建设投资、电压畸变率；D、网损率、占地面积、建设投资。

8、关于联合电力系统，下述说法中错误的是（）。

A、联合电力系统可以更好地合理利用能源；B、在满足负荷要求的情况下，联合电力系统的装机容量可以减少；C、联合电力系统可以提高供电可靠性和电能质量；D、联合电力系统不利于装设效率较高的大容量机组。

配电网电容电流测量方法系统电容电流是指系统在没有补偿的情况下，发生单相接地时通过故障点的无功电流。

测量方法很多，这里介绍几种常用的方法。

一、单相金属接地法单相金属接地又分为投入消弧线圈补偿接地和不投入消弧线圈两种。

1、不投入消弧线圈不投入消弧线圈（即中性点不接地）的单相金属接地测量，其接线如图13-10所示，图中，QF为接地断路器；TV为测量用电压互感器；TA1、TA2为保护和测量用电流互感器；W为低功率因数功率表，用以测量接地回路的有功损耗；TA1的1、2端子接QF的过流保护。

电流、电压向量图如图13-11所示。

图13-10 不投入消弧线圈的单相金属接地测量原理图图13-11 不投入消弧线圈的单相接地的电流、电压向量图试验是在系统单相接地下进行的，当系统一相接地时，其余两相对地电压升为线电压。

因此，在测量前应消除绝缘缺陷，以免在电压升高时非接地相对地击穿，形成两相接地短路事故。

为使接地断路器能可靠切除接地电容电流，须将三相触头串联使用，且应有保护。

若测量过程中发生两相接地短路，要求QF能迅速切断故障，其保护瞬时动作电流应整定为IC的4~5倍。

合上接地断路器QF，迅速读取图中所示各表计的指示数值后，接地开关应立即跳闸。

所用表计均不得低于0.5级。

测量功率，应用低功率因数功率表。

由于三相对地电容不等，一相单相接地难以测得正确的阻尼率，需三相轮流接地测量，取三次测量结果的算术平均值。

测量结果的计算：上三式中I cp——接地电流的有功分量（安）；I cp——接地电流的无功分量（安）；I c——系统总接地电流（安）；P——接地回路的有功损耗（瓦）；U□——中性点不对称电压（伏）；d%——系统的阻尼率。

若测量时的电压和频率不是额定值，则需将测得的电流折算到额定电压和额定频率下的数值，即式中I ce——电压和频率为额定值时的系统接地电容电流（安）；f e——额定频率（赫兹）；U e——额定电压（伏）；U av——三相电压（线电压）的平均值（伏）。

（新版）注册电气工程师发输变电专业考试历年真题题库（含答案）单选题1.标准条文中经常提到“电压范围I”、"电压范围II”，下面的电压中（）属于电压范围II。

A、3.6kV≤Um≤252kV；B、1kV≤Um≤252kV；C、Um≤252kV；D、Um＞252kV。

答案：D2.保护用电流互感器（包括中间电流互感器）的稳态比误差（）。

A、不应大于5%；B、不应大于10%；C、不应大于15%；D、不应大于20%。

答案：B3.泪弧线圈过补偿的补偿容量的计算公式为（）A、AB、BC、CD、D答案：B4.某110kV变电站，位于城镇郊外，装设40MVA主变压器2台，三级电压为110 kV/35kV/10kV；110kV出线2回，线路较长并穿过多雷山区，事故多发，线路无穿越功率；35kV出线6回；1OkV出线10回；各级电压短路电流水平为：110kV 为25kA、35kV为20kA、1OkV为16kA；无功补偿电容器组装设于10kV，补偿容量按主变压器容量的20%,电网背景谐波为5次及以上。

根据特性和工程实践，各级电压适用的接线型式应为（）。

A、110kV单母线/35kV双母线/1OkV单母线分段；B、110kV单母线/35kV单母线分段/1OkV双母线；C、110kV内桥接线/35kV单母线分段/1OkV单母线分段；D、110kV外桥接线/35kV单母线/1OkV单母线分段。

答案：C解析：解答过程：110kV仅两回线，可能的接线方式是t单母线和桥接线，根据线路特性情况，适用的接线应为内桥接线；35kV和10kV根据出线回路数，比较适合的接线方式均为单母线分段接线方式。

5.某35kV线路全长为35km?当全线为有架空地线的词杆双回线路时，下面电容电流正确的是（）。

A、6.468A；B、6.755A；C、7.015A；D、7.445A。

答案：A解析：根据《电力工程电气设计手册》（1）第6-9节第一条第（四）款，计算如下：Ic3=1.6Ic1=1.6X4.0425=6.468（A）6.有一额定电压为500kV的输电网，已知500kV输电线路使用4XLGJQ-300型分裂导线，长度为100km。