35kV、10kV系统消弧线圈、小电阻接地、接地变压器的选择及计算
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接地变压器及其容量计算方法摘要:分析了接地变压器的基本原理,介绍了一种比较合理的接地变压器容量计算方法,并给出了计算实例。
关键词:接地变压器;容量;计算方法1 前言我国电力系统中的35kV、10kV 电网一般都采用中性点不接地的运行方式。
改革开放以来,城市建设迅速发展,相应的城市电网改造任务也随之加大,其变化的最大特点是城网电缆线路剧增,电网的对地电容电流也迅速上升。
当系统发生单相接地时,接地相的接地电流是非故障相对地电容电流之和。
当接地电流超过10A时,每次电流过零点都会产生的一个暂时性熄弧过程和伴随其后的再度击穿绝缘都会引起电网中的电磁能量的剧烈震荡,使非故障相,系统中性点乃至故障相产生电弧接地过电压,这种过电压可高达4 倍或更高。
它将严重威胁电网设备的绝缘,危及电网的安全运行。
2 接线方式、分析与比较为了抑制弧光接地过电压,就必须改电网中性点不接地系统为中性点经电阻接地或经消弧线圈接地。
由于一般电网变电所的主变压器都使用Yd的接法或YNynd的联结法,特别是10kV配网系统都无中性点引出。
接地变压器的功能是为中性点不接地系统,引出一个中性点。
接地变压器的特性是在电网正常运行时有很高的励磁阻抗,绕组中只流过较小的励磁电流或因中性点电压偏移引起的持续电流(此值一般较小)。
当系统发生单相接地故障时,接地变压器绕组对正序、负序都呈现高阻抗,而对零序电流则呈低阻抗,这一零序电流经过接地变压器中性点电阻或消弧线圈起到减小电网的接地电流和抑制过电压的发生。
为此,该接地变压器的结构就必须采用曲折形的绕组联结法,并在中性线处引出中性点套管,以加装消弧线圈或接地电阻。
其联结图如图1 所示。
从图1可见,接地变压器由6个绕组组成,每一铁心柱上有 2个绕 组,然后反极性串联成曲折形的星形绕组。
即 A 绕组的末端与B 2绕组的 末端相连,同样,B 绕组末端与C 2绕组末端,C 绕组末端与A 绕组末端 相连,然后 A B 、C 2的首端相连则形成曲折变压器的中性点 Q图2表示了各绕组间的相量关系。
变电所设计中接地变、消弧线圈及自动补偿装置的原理和选择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。
10kV系统不同接地方式的优缺点比较摘要:本文简要研究比较了10kV系统不同接地方式之间的优缺点,主要研究比较中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经小电阻接地和中性点经消弧线圈并联小电阻接地四种方式。
关键词:10kV系统;接地方式;优缺点一、前言本文针对工作中遇到的多个变电站10kV系统由中性点不接地系统或经消弧线圈接地系统改造为中性点经小电阻接地系统。
简要研究了10kV系统的不同接地方式的优缺点比较,主要研究比较中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经小电阻接地和中性点经消弧线圈并联小电阻接地四种方式。
中性点接地的方式对电力系统稳定运行会产生影响,考虑供电的可靠性和连续性、设备安全和人身安全、过电压和设备绝缘水平、继电保护和是否准确跳闸等因素。
近年来,10kV配电网中的接地故障或者线路断线造成的社会人员伤亡等事故时有发生。
10kV配电网中,中性点接地方式不同,有的线路接地故障发生时,该线路未能及时切除,故障点未能及时与电源断开。
二、10kV系统的不同接地方式的优缺点比较1、中性点不接地方式主要优点:(1)在单相接地故障发生时,故障点流过的电流只是系统等值的电容电流。
在接地故障电流小于10A的情况下,一般息弧能自动发生。
(2)故障发生时,该相电压将降低至零,非故障相线电压将保持不变,相电压升为原来的倍,故障线路可保持1~2小时运行状态,供电的可靠性相对地提高了。
主要缺点:(1)在单相接地故障发生时,非故障相的电压会上升到线电压,且因为过电压会保持较长的一段时间,在选择设备的耐压水平时需要按线电压的电压水平考虑,提高了设备绝缘水平要求。
(2)因为线路对地的电容中积蓄的能量得不到释放,电容电压伴随每个循环会升高,因而在弧光接地过程中,中性点不接地系统的电压能达到比较高的倍数,极大地危害了系统设备的绝缘。
(3)在一定条件下,由于故障或者倒闸操作,线性谐振或铁磁谐振可能引起谐振过电压,电压互感器的绝缘容易被击穿。
探讨10kV供电系统中消弧线圈的应用摘要:随着经济和社会的快速发展,国家在供电系统的建设力度在逐渐增加,各地出现了大量的电网改造施工,因此10kV供电系统逐渐增加,接地电容与地电容的电流逐渐加大。
针对10kV供电系统存在的安全隐患问题和老式消弧线圈存在的缺点,阐述了消弧线圈的类型,及选型标准,消弧线圈在10kV供电系统中的应用情况,消弧线圈成套装置的工作原理,以及消弧线圈成套装置对继电保护产生的影响,希冀对同行们起到一定的借鉴意义。
关键词:10kV供电系统;消弧线圈;供电系统引言随着电网规模的扩大,变电站10kV出线增多以及电缆的广泛使用,系统发生单相接地引起的电容电流随之增大。
新颁标准规定:10kV系统(含架空线路)单相接地故障电流大于10A而又需要在接地故障条件下运行时应采用消弧线圈接地方式。
因此,在变电站安装消弧线圈能减小故障点的残余电流,抑制间歇性弧光过电压及谐振过电压,对保证系统安全供电起到显著的作用。
1 设备选型1.1 消弧线圈型式的选择消弧线圈选择晶闸管调节自动跟踪补偿型式,现在常见的消弧线圈主要包含晶闸管调节消弧线圈、调容式消弧线圈和调匝式消弧线圈。
晶闸管调节弧线圈属于高短路阻抗变压器消线圈,可以利用功率较大的晶闸管来对消弧线圈的电感进行连续的调节,通过改变消弧线圈当中能够调节的晶闸管的导通角,来对消弧线圈的等值电感进行更改,实现连续调节补偿电流的效果。
调容式消弧线圈的调节范围比较广,残流比较小,可以通过增加电容器投切组数来扩大调节的范围,该方法的缺点是消弧线圈的维护工作量比较大。
调匝式消弧线圈调节范围较小,速度较慢,因此难以处理好在建站初期电容电流小、出现少以及远期电容电流增加、出线增加的矛盾。
1.2 接地变压器的选择若10kV供电系统当中不存在中性点引出,就必须配置接地变压器。
接地变压器可以使用零序阻抗小的 Z 型接线方式,容量和消弧线圈可以相互配合。
若接地变压器存在二次绕组,还能够当作变压器使用。
接地变压器及其容量计算方法摘要:分析了接地变压器的基本原理,介绍了一种比较合理的接地变压器容量计算方法,并给出了计算实例。
关键词:接地变压器;容量;计算方法1 前言我国电力系统中的35kV、10kV 电网一般都采用中性点不接地的运行方式。
改革开放以来,城市建设迅速发展,相应的城市电网改造任务也随之加大,其变化的最大特点是城网电缆线路剧增,电网的对地电容电流也迅速上升。
当系统发生单相接地时,接地相的接地电流是非故障相对地电容电流之和。
当接地电流超过10A时,每次电流过零点都会产生的一个暂时性熄弧过程和伴随其后的再度击穿绝缘都会引起电网中的电磁能量的剧烈震荡,使非故障相,系统中性点乃至故障相产生电弧接地过电压,这种过电压可高达4 倍或更高。
它将严重威胁电网设备的绝缘,危及电网的安全运行。
2 接线方式、分析与比较为了抑制弧光接地过电压,就必须改电网中性点不接地系统为中性点经电阻接地或经消弧线圈接地。
由于一般电网变电所的主变压器都使用Yd的接法或YNynd的联结法,特别是10kV配网系统都无中性点引出。
接地变压器的功能是为中性点不接地系统,引出一个中性点。
接地变压器的特性是在电网正常运行时有很高的励磁阻抗,绕组中只流过较小的励磁电流或因中性点电压偏移引起的持续电流(此值一般较小)。
当系统发生单相接地故障时,接地变压器绕组对正序、负序都呈现高阻抗,而对零序电流则呈低阻抗,这一零序电流经过接地变压器中性点电阻或消弧线圈起到减小电网的接地电流和抑制过电压的发生。
为此,该接地变压器的结构就必须采用曲折形的绕组联结法,并在中性线处引出中性点套管,以加装消弧线圈或接地电阻。
其联结图如图1 所示。
从图1可见,接地变压器由6个绕组组成,每一铁心柱上有 2个绕 组,然后反极性串联成曲折形的星形绕组。
即 A 绕组的末端与B 2绕组的 末端相连,同样,B 绕组末端与C 2绕组末端,C 绕组末端与A 绕组末端 相连,然后 A B 、C 2的首端相连则形成曲折变压器的中性点 Q图2表示了各绕组间的相量关系。
10kV小电阻接地成套装置选型计算摘要:本文简要介绍10kV配电网采用的小电阻接地成套装置系统特性,以及接地变及小电阻的选型计算方法。
关键词:小电阻;接地;变压器Abstract:This paper briefly introduces the characteristics of the small resistance grounding system used in 10kV distribution network, and the calculation method of grounding transformer and small resistance.Keywords:Small resistance, grounding, transformer1 引言在我国10kV配电网常采用小电流接地方式,包括不接地、经消弧线圈接地、经小电阻接地、故障相经小电抗接地和经消弧线圈并联小电阻接地等。
随着城市化进程不断加快,架空线路逐渐被电缆线路取代,系统的电容电流不断增大。
10kV电缆由铠装层和护套保护,一般不会发生瞬时故障,若发生故障多为永久性故障。
为了保护电缆绝缘及人身安全,需要快速的切除故障线路,小电阻接地方式保护的灵敏性、速动性优点就体现了出来并得以快速发展。
本文简单介绍10kV配电网采用的小电阻接地成套装置组成及系统特性,以及接地变及小电阻的选型计算。
2 小电阻接地装置的概念2.1 小电阻接地装置的产生根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》(GB50064-2014),“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6~20kV系统,当单相接地故障电容电流不大于10A时,可采用中性点不接地方式;当大于10A又需要在接地故障条件下运行时,应采用中性点谐振接地方式”。
通常10kV系统为中性点不接地系统,当系统出现单相接地故障时,在不发生谐振过电压的情况下,健全相的电压将从相电压升高到线电压,而且这种运行方式允许持续2小时。
科技风2019年3月水利电力DOI:10.19392/ki.1671-7341.201907143浅谈10千伏配电网由消弧线圈接地改造为小电阻接地的实现方法董辉陈龙国网上海金山供电公司上海200540摘要!10千伏配电网由消弧线圈接地系统改造为小电阻接地系统过程中,如何利用现有设备以及如何整定保护定值是一个 难点。
本文结合实际工程,针对变电站侧、开关站侧、用户侧的设备,提出一套可行的实现方案,并给出零序电流保护的整定值。
关键词:配电网;小电阻接地系统;零序电流保护随着10千伏配电网中电容电流不断增大,消弧线圈熄灭接 地电弧能力降低,单相接地故障容易演变为相间短路故障;此 外,消弧线圈接地系统会产生较高过电压倍数的弧光接地过电 压和铁磁谐振过电压。
在此背景下,小电阻接地系统依靠零序 电流保护快速切除故障得到广泛应用。
在小电阻改造过程中,考虑到工程成本,如何最大化利用现有设备将是一个难点。
本 文通过对现场设备的研究,针对变电站设备、开关站设备以及用 户端设备,分别给出不同的解决方案。
最后,本文根据相关规定 的要求,提出一套可行的配电网零序电流保护的整定方案。
1金山地区10千伏配电网的典型接线方式金山地区10千伏配电网采用辐射型网络,中间通过联络 杆刀或者联络杆上开关联络,开环运行。
10千伏出线一般供开 关站、小区站、杆上变压器、用户自配变等。
常见接线方式如下 图所示。
210千伏配电网小电阻接地系统改造的实现方式经小电阻改造后,配电网中发生单相接地故障时,电网中 将有零序电流流通,因此,相对应的接地变压器以及零序电流 保护装置需要安装,具体实现方式如下。
变电站:改造前10千伏配电网为消弧线圈接地,没有零序 电流的流通回路,因此,需要在站内增加接地变压器;由于站内 都配置微机保护装置,该装置里具有零序电流保护功能,功能 开通即可,无需额外增加二次设备。
下级开关站:开关站内配置微机保护装置,该装置里具有 零序电流保护功能,功能开通即可。
接地变、消弧线圈及自动补偿装置的原理和选择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。
1 消弧线圈并联小电阻接地 成套装置技术规范ICS备案号: Q/CSG中国南方电网责任有限公司企业Q/CSG ××××-2017目次1总则 (1)2规范性引用文件 (2)3消弧线圈类型 (3)3。
1按消弧补偿装置补偿电流的调节原理 (3)3.2按消弧补偿装置投入及退出补偿状态的方式 (3)3.3按一次设备绝缘介质 (3)4消弧线圈并小电阻成套装置基本功能和构成 (3)4.1基本功能 (3)4。
2装置构成 (4)4.3选线装置的配置............................................................................ 错误!未定义书签。
5使用条件 (4)5.1周围空气温度 (4)5.2海拔高度 (4)5.3风速要求 (4)5.4环境相对湿度(在25℃时) (4)5.5降雨量 (4)5.6雷暴日 (4)5。
7地震烈度 (5)5.8外绝缘 (5)5.9安装环境 (5)5.10控制器环境条件要求 (5)5.10.1正常工作大气条件 (5)5.10。
2对周围环境要求 (5)5。
10。
3储存、运输极限环境温度 (5)5。
11系统条件要求 (5)5.12控制器电源要求 (6)5.13成套装置接地要求 (6)6成套装置技术要求 (6)6.1消弧线圈并小电阻装置总体技术要求 (6)6.2 消弧线圈并小电阻控制逻辑要求 (8)6.2。
1小电阻投入 (9)6.2。
2小电阻退出 (9)6.2。
3小电阻投入失败的处理 (9)6.2。
4消弧线圈故障时小电阻的处理 (9)6。
2.5小电阻投入后接地故障未消失的处理 (9)6.2。
6对重合闸的处理 (9)6。
2。
7对间歇性接地故障的处理 (9)6。
2。
8 装置并列运行的处理 (9)6.3消弧线圈并电阻装置各部件技术要求 (9)6。
3。
1消弧线圈 (9)6。
3.2接地变压器 (10)6。
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。
接地变压器的工作状态,由于很多接地变压器只提供中性点接地小电阻,而不需带负载。
所以很多接地变压器就是属于无二次的。
接地变压器在电网正常运行时,接地变压器相当于空载状态。
但是,当电网发生故障时,只在短时间内通过故障电流,中性点经小电阻接地电网发生单相接地故障时,高灵敏度的零序保护判断并短时切除故障线路,接地变
压器只在接地故障至故障线路零序保护动作切除故障线路这段时间内起作用,其中性点接地电阻和接地变才会通过IR= (U为系统相电压,R1为中性点接地电阻,R2为接地故障回路附加电阻)的零序电路。
根据上述分析,接地变压器的运行特点是;长时空载,短时过载。
总之,接地变压器是人为的制造一个中性点,用来连接接地电阻。
当系统发生接地故障时,对正序负序电流呈高阻抗,对零序电流呈低阻抗性使接地保护可靠动作。
一、电容电流的计算
此计算作为是否安装消弧线圈/小接地电阻的判据,小于10A不需要,大于10A需要1.1架空线路的电容电流可按下式估算:
1.1.1 根据单相对地电容,计算电容电流
Ic=√3×UP×ω×C×103
式中:
UP━电网线电压(kV)
C━单相对地电容(F)
一般架空线单位电容为5-6pF/m。
1.1.2 根据经验公式,计算电容电流
10 《一次设计手册》P261
Ic=(2.7~3.3)×Ue×L×3
式中:L-线路长度(公里)
Ue-额定电压(kV)
Ic-架空线路的电容电流(A)
2.7-系数,无架空地线的线路
3.3-系数,有架空地线的线路
同杆双回线路的电容电流为单回线路的1.3~1.6倍
注:(1.3-对应10kV线路,1.6-对应35kV线路,Ic-单回线路电容电流)
1.2电缆(具有金属保护层的三芯电缆)线路的电容电流可按下式估算:
1.2.1根据单相对地电容,计算电容电流
Ic=√3×UP×ω×C×103
式中:UP━电网线电压(kV)
C━单相对地电容(F)
一般电缆单位电容为200-400pF/m左右(可查电缆厂家样本)。
1.2.2 根据经验公式,计算电容电流
Ic=0.1×Ue ×L 不太准 《一次设计手册》P262 式中:L-线路长度(公里) Ue-额定电压(kV ) Ic-架空线路的电容电流(A)
1.3 10kV 电缆线路单相接地电容电流可按下式计算:
Ic=
Ue s
S
23.0220044.195++ 《一次设计手册》81
式中:S-电缆截面(m ㎡) Ue-额定电压(kV ) Ic-电缆线路的电容电流(A)
1.3.1 10~35kV 电缆线路的电容电流(A/km )可按下表计算: 表1.3-1
备注:10kV ,35kV 电缆为具有金属保护层的三芯电缆。
1.3.2 110~220kV 电缆线路的电容电流(A/km )可按下表计算: 表1.3-2
备注:110kV 、220kV 电缆为单芯交联聚乙烯绝缘皱纹铝护套电缆。
1.4 电容电流计算完毕后,还需要根据不同电压等级的系统,附加如下表的变电站接地电
容电流系数:
表1.4-1 《一次设计手册》P262
二、消弧线圈及配合的接地变压器的选择
消弧线圈作用:单相接地故障时,中性点的位移电压产生感性电流流过接地点,补偿电容电流,将接地点的综合电流限制在10A 以下,达到自动息弧、继续供电的要求。
安装在Y/∆接线的双绕组变压器或者Y/Y/∆接线三绕组变压器中性点上的消弧线圈的容量,不应超过变压器三相总容量的50%,且不得大于三绕组变压器任何一绕组的容量。
安装在Y/Y 接线的变压器上的消弧线圈的容量不应超过变压器三相总容量的20%。
如变压器无中性点或者中性点未引出,应装设专用接地变压器。
其容量应与消弧线圈的容量相配合,并采用相同的定额时间,而不是连续时间。
接地变压器的特性要求是:零序阻抗低,空载阻抗高,损失小。
一般采用曲折形接法(Z 形)的变压器。
消弧线圈一般采用油浸式。
装设在屋内小于80%湿度的场合可以用干式。
2.1 消弧线圈选择计算
2.1.1 根据架空线或电缆参数计算公式计算电容电流Ic
消弧线圈补偿容量计算: Q=KIc
3
Ue
《一次设计手册》P261 式中:Q-补偿容量(kVA ) K-系数,过补偿选择1.35 Ue-额定线电压 Ic-电网电容电流
消弧线圈应避免在谐振点运行。
一般需将分接头调谐到接近谐振点的位置,以提高补偿成功率。
脱谐度V=
Ic
Il
Ic -不大于10%,Il 为消弧线圈中的电感电流。
为便于运行调谐,选用的容量宜接近于计算值。
消弧线圈的分接头一般不小于5个。
2.1.2 接地变压器的容量(此式中接地变同时作为所用变,二次侧接所用电)计算:
Sj=2
2
)()(Φ⨯+Φ⨯+Cos S Sin S Q 式中:Q-消弧线圈容量(kVA ) S-二次侧接所用电的容量(kVA ) Φ-功率因数角(°)
Sj-接地变容量(kVA ),需除以10.5
接地变10s 的允许过载系数为额定容量的10.5倍,所以计算出来的接地变容量除以10.5就是接地变的容量。
2.1.3 实例
例如某110kV 变电所,二台主变,10kV 单母线分段,共24回电缆出线,两套装置补偿,一回电缆平均长度按2kM 计算,所变容量100kVA ,COSФ=0.8.根据式(4-1)或式(4-2)有:
Ic=0.1×UP×L
=0.1×10.5×2×12=25.2(A )
变电所增加电容电流为16%故Ic=25.2×1.16=29.23(A ) 根据式上式: Q=K×Ic×UP/√3 =1.35×29.23×10.5/√3 =239(kVA )
根据消弧线圈容量系列性及最大电容电流Ic ,确定相应的Q=300KVA ,补偿电流调节范围为25—50A
根据上式:
因此整套装置,可调电抗器选用了型号为XHDCZ-300/10/25-50A (九档),容量为300kVA ,系统电压10kV ,额定电压6.062kV ,补偿电流调节范围为25-50A.接地变压器选用了型号为DKSC-400/100/10.5,10.5±5%、容量为400kVA ,二次容量为100kVA ,系统电压10.5kV 。
三、小接地电阻及配合的接地变压器的选择
小接地电阻的作用:经小电阻接地产生足够的零序电压或者零序电流,使接地保护可靠动作。
小电阻阻值RN=
3
Id Ue
, 式中:Id-短路电流(Id=IN 相电压流过接地电阻电流+IC 电容电流)一般取1000A (此值为
经验值)
Ue-额定电压
RN-小接地电阻的电阻值
接地变容量kVA :Se=相数×相电压×5.108秒过负荷倍数相数接地电流。