电容电流的估算及消弧线圈容量的选择计算书

消弧线圈补偿容量计算
消弧线圈是在高压电力系统中用于限制短路电流和降低系统电
压的重要设备。

为了保证消弧线圈的正常运行，需要对其进行补偿容量的计算。

消弧线圈的补偿容量计算需要考虑多个因素，包括系统电压、短路电流、消弧线圈的额定电流和额定电压等。

在进行计算时，需要先确定消弧线圈的额定电流和额定电压，然后根据短路电流和系统电压来确定其补偿容量。

具体计算公式如下：
消弧线圈补偿容量 = （额定电流 / 短路电流）×（额定电压 / 系统电压）
其中，额定电流和额定电压是指消弧线圈的额定工作条件下的电流和电压，短路电流是指在系统发生短路时的电流值，系统电压则是指短路时系统的电压值。

需要注意的是，在进行补偿容量计算时，还需要考虑消弧线圈的实际损耗、温升等因素，确保计算结果的准确性和可靠性。

总之，消弧线圈的补偿容量计算是一项重要的任务，需要根据系统的实际情况进行精确计算，以保证系统的正常运行和安全性。

- 1 -。

110kv变电站低压系统电容电流计算及消弧线圈配置一、概述110kv变电站是电力系统中重要的电能传输和分配设施，其低压系统的电容电流计算和消弧线圈配置是保障系统安全稳定运行的重要环节。

本文将对110kv变电站低压系统电容电流计算和消弧线圈配置进行详细介绍，以期为相关工程技术人员提供参考和指导。

二、110kv变电站低压系统电容电流计算1. 低压系统电容电流的定义在110kv变电站的低压系统中，电容器被广泛应用于无功补偿和电压稳定等方面。

低压系统中的电容器会产生电流，称为电容电流。

电容电流的大小直接影响着系统的稳定性和安全性。

2. 电容电流的计算方法电容电流的计算方法可以通过以下公式来实现：Ic = 2πfCU其中，Ic为电容电流，f为电源的频率，C为电容器的电容量，U为电平电压。

3. 电容电流计算的实例分析以某110kv变电站的低压系统为例，其安装有若干台电容器，电容量分别为10μF、15μF、20μF和25μF，电源频率为50Hz，低压系统的电压为110V。

根据上述公式，分别计算出各个电容器的电容电流，并对比电容电流的大小，进行综合评估。

三、110kv变电站低压系统消弧线圈配置1. 消弧线圈的作用110kv变电站低压系统中，消弧线圈是用来限制短路电流和消除接点电弧的设备。

其作用是在低压系统发生故障时，迅速限制电流大小，使得故障电流迅速减小至可靠的数值，从而保护设备和系统的安全运行。

2. 消弧线圈的配置原则在110kv变电站低压系统中，消弧线圈的配置需要遵循一定的原则，包括：（1）根据低压系统的额定电流和短路容量确定消弧线圈的额定容量；（2）根据低压系统的接线方式和结构确定消弧线圈的接线方式；（3）根据低压系统的保护要求确定消弧线圈的动作特性。

3. 消弧线圈的配置方法消弧线圈的配置方法需要根据具体的110kv变电站低压系统情况进行综合考虑，包括系统的负荷特性、故障特性、运行条件等因素。

四、结论110kv变电站低压系统电容电流计算和消弧线圈配置是保障系统安全稳定运行的重要工作。

消弧线圈（Reactor）是一种用于限制电流短路故障时的电弧电流的电气设备。

消弧线圈的容量计算通常需要考虑以下几个因素：1. 额定电压（Rated Voltage）：消弧线圈的容量应与电网的额定电压相匹配。

2. 短路电流（Short Circuit Current）：消弧线圈的容量需要能够限制电网的短路电流在安全范围内。

3. 线路容量（Line Capacity）：消弧线圈的容量应该与所连接的线路容量相匹配，以确保其正常运行。

4. 线路阻抗（Line Impedance）：消弧线圈的容量计算还需要考虑线路的阻抗，以确保消弧线圈能够有效地限制电网的电弧电流。

具体的容量计算方法会根据具体的应用场景和设备参数而有所不同。

一般情况下，容量计算需要参考相关的国际标准、规范以及厂家提供的设计指南。

建议在进行容量计算时，咨询专业的电力工程师或从事相关领域的专业人士，以确保计算的准确性和安全性。

系统电容电流的估算
消弧线圈的选型应参考系统的电容电流，根据电容电流大小来决定消弧线圈的补偿范围。

一般来说，系统应按电压等级估算电容电流，每一电压等级总电容电流均应包括线路，母线及其它一次设备的电容电流。

实际计算时往往将变电站设备的电容电流纳入线路电容电流中的方法计算。

即：
1． 电缆线路电容电流的估算
电缆线路的电容电流远大于架空线路的电容电流，必须单独计算，其值与电
缆的截面积、电缆结构、额定电压密切相关，可参考表一估算。

line
c c I I I ∑+∑=
（电缆电容参考《电力设备选型手册2000－2001》（北京老科技工作者总会电力规划设计总院协会主编）P510）。

浅析柳化电石项目35kV接地方式的选择计算1 项目概述柳化集团40万吨/年电石工程项目坐落于广西柳州工业园区，可以达到年产40万吨电石的能力，本工程全厂设置1个110kV总降压变电所，9个车间变电所，为全厂用电设备供电。

我本人也是第一次担当这种大型项目的专业负责人的工作，在项目的进行过程中遇到了很多问题，在解决问题的过程中增长了很多的知识也积累了很多的经验。

在这里，我结合柳化项目谈谈110kV总变电所关于35kV消弧线圈的计算和选择的过程。

2 中性点不接地的高压系统中，系统电容电流超标的危害2.1 系统电容电流一旦过大，接地点电弧不能自行熄灭。

当出现间歇性电弧接地时，产生弧光接地过电压，这种过电压可达相电压的3~5倍或更高，它遍布于整个电网中，并且持续时间长，可达几个小时，它不仅击穿电网中的绝缘薄弱环节，而且对整个电网绝缘都有很大的危害。

2.2 单相接地电容电流过大，使接地点热效应增大，对电缆等设备造成热破坏，该电流流入大地后由于接地电阻的原因，使整个接地网电压升高，危害人身安全。

2.3 电容电流流入大地后，在大地中形成杂散电流，该电流可能产生火花，引燃瓦斯爆炸等，可能造成雷管先期放炮，并且腐蚀水管、气管等。

2.4 接地电弧引起瓦斯煤尘爆炸。

3 问题引出柳化集团40万吨/年电石工程项目共有8台电石炉，1期工程先上20万吨（4台电石炉），每台电石炉的单相电炉变压器容量为10000kVA，一次侧额定电压为35kV，35kV电源取自110kV总降压变电所35kV 母线。

考虑到为电石炉供电的回路皆为电缆回路，并且截面比较大，有可能使单相接地电容电流将急剧增加。

根据国家电力行业标准DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》3.1.2的规定，所有35kV，66kV系统的单相接地故障电容电流超过10A时又需在接地故障条件下运行时，应采用消弧线圈接地方式。

所以我们必须经过计算，确定35kV的接地方式。

消弧线圈容量的选择消弧线圈容量应主要根据系统单相接地故障时电容电流的大小来确定，并应留一定裕度，以适应系统今后的发展和满足设备裕度的要求等。

消弧线圈的容量可按式(6)确定：式中Q——消弧线圈的容量, kV·A;Un——系统标称电压，kV；Ic——对地电容电流，A。

对于改造工程，Ic应以实测值为依据；对于新建工程，则应根据配电网络的规划、设计资料进行计算。

消弧线圈接地装置的选择首先是由配电网的电容电流确定，主要有2种方法：a. 进行实际测量利用中性点外加电容法、增量法等，可以比较有效地将电容电流测出来，且对系统没有任何影响。

b. 根据配电网参数估算估算电容电流主要包括有电气连接的所有架空线路、电缆线路、变压器以及母线和电气的电容电流。

架空线路的电容电流近似估算公式为：无架空地线：Ic=2.7×Ue×L×10-3(7)有架空地线：Ic=3.3×Ue×L×10-3(8)以上2式中，L为线路的长度，km；Ic为线路的电容电流，A；Ue为额定电压，kV。

同杆双回线路的电容电流为单回路的1.3～1.6倍。

电缆线路的电容电流近似估算公式：以上2式中，S为电缆截面，mm2；Ic为线路的电容电流，A；Ue为额定电压，kV。

上述公式主要适用于油浸纸电力电缆，对于目前采用较多的交联聚乙烯电缆，其每km的对地电容电流根据制造厂提供的参数比油浸纸电力电缆的大20%左右。

2.2 实际应用石家庄钢铁厂220 kV 中央变电站为比较典型的用户站，该站规模为：2台220 kV/35 kV/6 k V，90 MV·A变压器；220 kV部分为桥型接线；35 kV、6 kV部分均为单母线分段接线；6 kV部分由于进线额定电流较大，故采用了双开关进线。

35 kV出线7回，均为架空线，且线路非常短；6 kV出线15回，分别接在2段母线上。

在6 kV 2段母线上分别装1套接地变压器加消弧线圈，出线均采用电缆，业主提供每段母线所接的电缆长度资料为：VLV22--240，15 km；VLV22--35，10km。

消弧线圈容量选择1.电力系统中性点接地方式电力系统中性点接地方式是决定电力系统运行方式、防止系统事故的重要因素，也是电气系统实现安全、经济运行的基础。

选择电力系统中性点接地方式是一个综合性问题，他与电力系统电压等级、单相接地短路电力、过电压保护与绝缘配合、继电保护配置、设备选型等相关，直接影响系统的绝缘水平、系统供电可靠性和连续性、发电机和变压器的运行安全以及对通信线路的干扰等。

《电力工程设计手册火力发电厂电气一次设计》（2018版）P42我国电力系统常用的中性点接地方式有：中性点直接接地、中性点不接地、中性点经消弧线圈接地（谐振接地）、中性点经电阻接地（高电阻或低电阻）这四种方式。

2.电力系统中性点接地方式选择2.1 中性点有效接地方式应符合下列规定：（1）110kV～750kV 系统中性点应采用有效接地方式。

在各种条件下系统的零序与正序电抗之比（X0/X1）应为正值并且不应大于3，而其零序电阻与正序电抗之比（R0 /X1）不应大于1；（2）110kV及220kV系统中变压器中性点可直接接地；部分变压器中性点也可采用不接地方式；（3） 330kV～750kV系统变压器中性点应直接接地或经低阻抗接地。

2.2 中性点非有效接地中性点非有效接地方式可分为中性点不接地方式、中性点低电阻接地方式、中性点高电阻接地方式和中性点谐振接地方式。

其中，中性点不接地方式应符合下列规定：（1）35kV、66kV 系统和不直接连接发电机，由钢筋混凝土杆或金属杆塔的架空线路构成的6kV～20kV系统，当单相接地故障电容电流≤10A时，可采用中性点不接地方式；当＞10A 又需在接地故障条件下运行时，应采用中性点谐振接地方式。

（2）不直接连接发电机、由电缆线路构成的6kV～20kV系统，当单相接地故障电容电流≤10A时，可采用中性点不接地方式；（3）当＞10A又需在接地故障条件下运行时，宜采用中性点谐振接地方式。

（4）发电机额定电压 6.3kV 及以上的系统，当发电机内部发生单相接地故障不要求瞬时切机时，采用中性点不接地方式时发电机单相接地故障电容电流最高允许值应按表3.1.3确定；大于该值时，应采用中性点谐振接地方式，消弧装置可装在厂用变压器中性点上或发电机中性点上。

35kV、10kV系统消弧线圈、小电阻接地、接地变压器的选择及计算我国电力系统中，10kV、35kV电网中一般都采用中性点不接地的运行方式。

电网中主变压器配电电压侧一般为三角形接法，没有可供接地的中性点。

当中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压三角形保持对称，对用户继续工作影响不大，并且电容电流比较小（小于10A《一次设计手册》P81页）时，一些瞬时性接地故障能够自行消失，这对提高供电可靠性，减少停电事故是非常有效的。

由于该运行方式简单、投资少，所以在我国电网初期阶段一直采用这种运行方式，并起到了很好的作用。

但是随着电力事业日益的壮大和发展，这中简单的方式已不在满足现在的需求，现在城市电网中电缆电路的增多，电容电流越来越大（超过10A），此时接地电弧不能可靠熄灭，就会产生以下后果：1）单相接地电弧发生间歇性的熄灭与重燃，会产生弧光接地过电压，其幅值可达4U（U 为正常相电压峰值）或者更高，持续时间长，会对电气设备的绝缘造成极大的危害，在绝缘薄弱处形成击穿；造成重大损失。

2）持续电弧造成空气的离解，拨坏了周围空气的绝缘，容易发生相间短路；3）产生铁磁谐振过电压，容易烧坏电压互感器并引起避雷器的损坏甚至可能使避雷器爆炸；这些后果将严重威胁电网设备的绝缘，危及电网的安全运行。

为了防止上述事故的发生，为系统提供足够的零序电流和零序电压，使接地保护可靠动作，需人为建立一个中性点，以便在中性点接入接地电阻。

为了解决这样的办法。

接地变压器（简称接地变）就这样的情况下产生了。

接地变压器就是人为制造了一个中性点接地电阻，它的接地电阻一般很小。

另外接地变压器有电磁特性，对正序负序电流呈高阻抗，绕组中只流过很小的励磁电流。

由于每个铁心柱上两段绕组绕向相反，同心柱上两绕组流过相等的零序电流呈现低阻抗，零序电流在绕组上的压降很小。

也既当系统发生接地故障时，在绕组中将流过正序、负序和零序电流。

该绕组对正序和负序电流呈现高阻抗，而对零序电流来说，由于在同一相的两绕组反极性串联，其感应电动势大小相等，方向相反，正好相互抵消，因此呈低阻抗。

（表式版本：A 修改码：0）工程检索号：Prairiesu n-GF01C编号：Prairiesun-GF01C-A01-D01内蒙古大有光能源30MWp光伏并网发电工程初步设计阶段____________ 电容电流及消弧线圈容量计算______________ 计算书批准/日期 _____________________审核/日期 _____________________校核/日期 _____________________计算/日期 _____________________注：计算书内容包括1、原始条件及数据；2、引用公式说明；3、计算过程；4、计算结果或结论。

上海山晟太阳能科技有限公司2012 年2月20日电容电流计算书注：当3〜10kV系统接地电流大于30A , 35〜60kV系统接地电流大于10A时，应采取中性点经消弧线圈接地的运行方式。

1、计算条件：架空线路总长约4.5km, 35kV电缆线路总长为9km2、光伏电站电容电流计算2.1架空线路电容电流I C1 =KU e l 0.001 =3 35 4.5 0.001 = 0.4725A注：系数K取32.2电缆线路电容电流I C1 =0.1U e l =0.1 35 9 =31.5A2.3光伏电站电容电流(35kV发电站附加的电容电流为13%l c 二 Id I c2 1.13二 0.4725 31.5 1.13 = 36.13A结论：因为Ic>10 A，故本光伏电站需装设消弧线圈消弧线圈容量w = 1.35I C U N§ = 1.35 36.13 35§=986KVA故选用消弧线圈容量为1000kVA站用变容量暂估为100kVA接地变容量为：S j = J(Q+S*Si +(S COS© f =讥1000 + 100 汉0.866)2 +(100^0.5f =1091KVA 选用1250kVA 二次容量100kVA 35KV式中：Q—消弧线圈容量，kVAS —所变容量，kVA①一功率因素角SJ —接地变容量，kVA。

110kV 望山变电站工程接地变容量计算书一、工程名称:110kV 望山变电站工程二、计算内容：10kV 、35kV 电容电流的估算及消弧线圈容量的选择三、计算依据：《电力工程电气设计手册电气一次部分》第六章《高压电气选择》四、已知数据1、10kV 终期出线：架空20回，线路长度为20km ；电缆长2km.2、10kV 本期出线：架空12回；电缆2km.3、10kV 线路长度: 电缆每回线平均长度0.2km.4、10kV 出线电缆截面:按三芯截面300mm 2计算5、35kV 终期出线：架空10回，每回线路长度为30km ；电缆8回，1.2km.6、35kV 本期出线：架空6回；电缆1.2km.7、35kV 出线电缆截面:按三芯截面150mm 2计算8、变电站附加10kV 电容电流数量:16%9、变电站附加35kV 电容电流数量:13%五、计算公式10kV 侧： 1、每千米电容电流 km UA SS Ic /23.0220044.195++==2.44A 2、消弧线圈容量补偿Q=kIcU N /√3=20+0.025×20×12×1.35×10.5/√3=690.0256*20*20*1.35*10.5/√3=83.8式中：k-系数，过补偿取1.35Ic-电网电容电流A35kV 侧： 1、每千米电容电流km A Ic /15.3=2、消弧线圈容量补偿Q=kIcU N /√3=1.35*3.15*1.2*35/√3=103.2103.2+0.078*30*6*1.35*35/√3=103.2+338=486.2式中：k-系数，过补偿取1.35Ic-电网电容电流A六、结论10kV侧：选用2台单台容量为600kVA的接地变兼站用变,接地变容量为315kVA，站用变容量为200kVA，每台主变带1台接地变兼站用变.35kV侧：选用2台单台容量为550kVA的消弧线圈.。

1问题提出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、消弧线圈和自动补偿装置的设置。

210kV中性点不接地系统的特点选择电网中性点接地方式是一个要考虑许多因素的问题，它与电压等级、单相接地短路电流数值、过电压水平、保护配置等有关。

并直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、主变压器和发电机的安全运行以及对通信线路的干扰。

10kV中性点不接地系统（小电流接地系统）具有如下特点：当一相发生金属性接地故障时，接地相对地电位为零，其它两相对地电位比接地前升高√3倍，一般情况下，当发生单相金属性接地故障时，流过故障点的短路电流仅为全部线路接地电容电流之和其值并不大，发出接地信号，值班人员一般在2小时内选择和排除接地故障，保证连续不间断供电。

3系统对地电容电流超标的危害实践表明中性点不接地系统（小电流接地系统）也存在许多问题，随着电缆出线增多，10kV配电网络中单相接地电容电流将急剧增加，当系统电容电流大于10A后，将带来一系列危害，具体表现如下：3.1当发生间歇弧光接地时，可能引起高达3.5倍相电压（见参考文献1）的弧光过电压，引起多处绝缘薄弱的地方放电击穿和设备瞬间损坏，使小电流供电系统的可靠性这一优点大受影响。

3.2配电网的铁磁谐振过电压现象比较普遍，时常发生电压互感器烧毁事故和熔断器的频繁熔断，严重威胁着配电网的安全可靠性。

3.3当有人误触带电部位时，由于受到大电流的烧灼，加重了对触电人员的伤害，甚至伤亡。

电容电流估算方法(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1.1.1 电容电流估算方法1.1.1.1 6～10kV 电网单相接地电流的计算在中性点不接地的6～10kV 电网中，电网每相对地存在着分布电容和分布绝缘电阻，在计算接地电流时，可以把它们用集中参数来表示，如图8所示。

当电网某相发生单相经电阻接地时（电阻为零便为直接接地），在接地点有一接地电流流过，下面分析一下接地电流的计算。

图8 6～10kV 供电系统A U 、B U 、C U ——电网各相电源电压；A U ' 、B U ' 、CU ' ——电网各相对地电压；C ——电网每相对地电容；R ——电网每相对地绝缘电阻；E R ——接地电阻当电网某相(如图8中的A 相)经电阻E R 接地时，按照对称分量法的原理，可以将故障点处的三相电流、电压分解成正序电流（1A I 、1B I 、1C I ）、电压(1A U 、1B U 、1C U )；负序电流（2A I 、2B I 、2C I ）、电压(2A U 、2B U 、2C U )和零序电流0I 、零序电压0U 。

可以求出流过电阻ER 的电流E I 和各序电流之间]的关系为：C UEA A I I I I 31021=== (31) 由（31）式得出复合序网如图9所示。

图 9 单相接地故障的复合序网图9中1Z 、2Z 、0Z 分别表示电网的正序阻抗、负序阻抗、零序阻抗，由于1Z 、2Z 是电网线路和变压器的漏抗与电网对地阻抗的并联，很小，均可忽略，0Z 是电网线路阻抗与电网对地阻抗的串联，有：1Z =2Z ≈0，0Z ≈Z =C j Rω+11。

根据对称分量的原理，故障点处的对地电压：⎪⎩⎪⎨⎧++='++='++='021021021U U U U U U U U U U U U C C C B B B A A A (32) 可以得出：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧======0222111C B A C C B B A A U U U U U U U U U(33)ER 3所以在故障点存在有正序电压和零序电压，负序电压接近于零。

配电网电容电流计算一、概述随着城市电网的扩大，电缆出线的增多，系统电容电流大大增大。

当系统发生单相接地故障，其接地电弧不能自熄，极易产生间隙性弧光接地过电压，持续时间一长，在线路绝缘弱点还会发展成两相短路事故。

因此，当网络足够大时，就需要采用消弧线圈补偿电容电流，这是保证电力系统安全运行的重要技术措施之一。

为避免不适当的补偿给电力系统安全运行带来威胁，首先必须正确测定系统的电容电流值，并据此合理调整消弧线圈电流值，才能做到正确调谐，既可以很好地躲过单相接地的弧光过电流，又不影响继电保护的选择性和可靠性。

目前，电容电流的测定方法很多，通常采用附加电容法和金属接地法进行测量和计算，但前者测量方法复杂，附加电容对测量结果影响较大，后者试验中具有一定危险性。

目前，根据各种消弧线圈不同的调谐原理，有多种间接测量电网电容电流的方法。

其根本思想都是利用电网正常运行时的中性点位移电压、中性点电流以及消弧线圈电感值等参数，计算得到电网的对地总容抗，然后由单相故障时的零序回路，计算当前运行方式下的电容电流。

在实际运行中，对于出线数较多、线路较长或包含大量电缆线路的配电系统，当其发生单相接地故障时，对地电容电流会相当大，接地电弧如果不能自熄灭，极易产生间隙性弧光接地过电压或激发铁磁谐振，持续时间长，影响面大，线路绝缘薄弱点往往还会发展成两相短路事故。

因此，DＬ/Ｔ620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定：3～10kV钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统和所有35kV、66kV系统，当单相接地故障电流大于10Ａ时应装设消弧线圈；3～10kV电缆线路构成的系统，当单相接地故障电流大于30Ａ，又需在接地故障条件下运行时，应采用消弧线圈接地方式。

消弧线圈一般为过补偿运行（即流过消弧线圈的电感电流大于电容电流），也就是说装设的消弧线圈的电感必须根据对地电容电流的大小来确定，以防止中性点不接地系统发生单相接地而引起弧光过电压。