接地电容电流分析
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一、正常运行情况中性点不接地又叫做中性点绝缘。
中性点位移:中性点对地的电位偏移。
中性点位移的程度,对系统绝缘的运行条件来说是至为重要的。
电力系统正常运行时,各相导线间的电容及其所引起的电容电流较小,可以不予考虑。
各相导线对地之间的分布电容,分别用集中的等效电容C U、C V、C W表示,电源三相电压分别为、、,各相对地电压分别用、、表示。
中性点不接地系统的正常运行情况电路图中性点N对地的电位为零。
各相对地电压作用在各相的分布电容上,如正常运行时各相导线对地的电容相等并等于C,正常时各相对地电容电流的有效值也相等,且有:各相的对地电容电流、、大小相等,相位相差120°。
各相对地电容电流的相量和为零,所以大地中没有电容电流过。
各相电流、、为各相负荷电流、、与相应的对地电容电流、、的相量和,以下仅画出U相的情况。
二、单相接地故障完全接地(金属性接地):接地处的电阻近似等于零。
中性点不接地三相系统单相接地电路图以W相k点发生完全接地的情况做一分析:故障相的对地电压为零,即则有:中性点对地电压与接地相的相电压大小相等、方向相反,中性点对地的电压不再为零,上升为相电压。
非故障相U相和V相的对地电压、分别为:非故障相的对地电压升高到线电压,升高为相电压的倍,各相对地电压的相量关系如下所示:中性点不接地三相系统单相接地系统三相的线电压仍保持对称且大小不变。
对接于线电压的用电设备的工作并无影响,无须立即中断对用户供电。
由于非故障相U、V两相对地电压由正常时的相电压升高为故障后的线电压,对地的电容电流也相应增大倍,为。
三相对地电容电流之和不再等于零,大地中有容性电流流过,并通过接地点形成回路。
接地电流超前90°,为容性电流,其有效值为。
单相接地故障时流过大地的电容电流,等于正常运行时一相对地电容电流的3倍。
单相接地电容电流的实用计算中可按下式计算:式中:I C 为接地电容电流,单位A;U为系统的线电压,单位kV;L1与L2分别为电压同为U,并具有电联系的所有架空线路及的电缆线路的总长度,单位km。
自动化论坛:单相接地电容电流的计算方法单相接地电容电流的计算4.1 空载电缆电容电流的计算方法有以下两种:(1)根据单相对地电容,计算电容电流(见参考文献2)。
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200-400 pF/m左右(可查电缆厂家样本)。
(2)根据经验公式,计算电容电流Ic=0.1×UP ×L式中: UP━电网线电压(kV)L ━电缆长度(km)4.2 架空线电容电流的计算有以下两种:(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5-6 pF/m。
(2)根据经验公式,计算电容电流Ic= (2.7~3.3)×UP×L×10-3式中: UP━电网线电压(kV)L ━架空线长度(km)2.7━系数,适用于无架空地线的线路3.3━系数,适用于有架空地线的线路关于单相接地电容电流计算单相接地电容电流我所知道估算公式:对架空线:Ic=UL / 350对电缆:Ic=UL / 10我想请问的是L是指的架空线长度还是架空线距离?比如是三相的L是不是为距离X 3 另请问有没有更详细的计算方法?工业与民用配电设计手册上对L的定义是线路的长度,单位km,这里的长度与楼主说的距离是同一个概念,也就是说L是指架空线或电缆的距离,三相不需要再用距离乘以3更详细的单相接地电容电流计算公式见附件,摘自工业与民用配电设计手册152页描述:没有文件说明附件:( 189 K)单相接地电容电流计算.pdf下载次数(27)首先应该明确为什么要算这个电容电流,一般计算单相接地电容电流首先要了解,中性点接地系统的分类,什么样的系统才要计算单相接地电容电流,相关国家规定是怎样规定的,算出这个电流怎样进行相关的补偿,选用什么装置进行补偿,补偿的分类是欠补偿,还是过补偿,还是完全补偿,为什么要选用过补偿,单单理解怎样计算是没有任何用处的,中性点接地系统是个综合问题,考虑的要全面。
摘自本人撰写的《余热(中册)》一一五、已知热电厂10KV 供电线路有8回,额定电压为10.5KV ,架空线路总长度为9.6Km ,电缆线路总长度为6Km ,计算单相接地时系统总的零序(电容)电流为多少安? 由于热电厂10KV 供电系统为中性点不接地的运行方式,所以应按照公式1、2进行计算:1.对于架空线路 I dC0(架空)=350UL (A ) 2.对于电缆线路 I dC0(电缆)=10UL (A ) 式中 U ——线路额定线电压(KV )L ——与电压U 具有电联系的线路长度(Km )解:根据公式1、2计算出10KV 供电线路单相接地时的零序(电容)电流为: I dC0(总)=3509.610.5⨯+10610.5⨯=0.288+6.3≈6.6(A ) 一一六、如何计算10KV 中性点不接地系统,线路单相接地的零序电流保护定值? 中性点不接地系统发生单相接地故障时,非故障线路流过的零序电流为本线路的对地电容电流,而故障线路流过的零序电流为所有非故障线路的对地电容电流之和。
为使保护装置具有高度的灵敏性,所以非故障线路的零序电流保护不应动作,故零序电流保护的动作电流必须大于外部接地故障时流过本线路的零序电流,因此零序电流保护的动作电流I dz 应为: I dz =K K 3U φωC 0=K K I dC0式中 K K ——可靠系数。
本次计算按8回线路中的4回在运行,故选取4。
I dC0——本线路的对地电容电流。
举例:已知上题10KV 线路单相接地时,系统总的零序电流I dC (总)=6.6安,计算其中1回线路零序电流保护的定值为多少安?解: I dz =K K I dC0 本计算的可靠系数按照K K =4选取则: I dz =4×86.6=3.3(A ) 选取3.3A 该电流系流过零序电流互感器一次侧的动作电流。
如果零序电流互感器标明了其变流比,则应根据变流比计算出零序电流保护装置的动作电流;若零序电流互感器未标明其变流比,则应通过现场实测的方法,测量零序电流互感器二次测的电流,该电流就是保护装置的动作电流。
中性点不接地系统电容电流中性点不接地的运行方式,电力系统的中性点不与大地相接.我国3~66kV系统,特别是3~10kV系统,一般采用中性点不接地的运行方式。
中性点不接地系统正常运行时,各相对地电压是对称的,中性点对地电压为零,电网中无零序电压。
由于任意两个导体之间隔以绝缘介质时,就形成电容,所以三相交流电力系统中相与相之间及相与地之间都存在着一定的电容。
系统正常运行时,三相电压UA、UB、UC是对称的,三相的对地电容电流Ico.A、Ico.B、Ico.C 也是平衡的。
所以三相的电容电流相量和等于0,没有电流在地中流动。
每个相对地电压就等于相电压.当系统出现单相接地故障时(假设C相接地),故障电流Id(在下图中实际就是Ic)没有返回电源的通路,只能通过另外两非故障相(如A、B相)的对地电容返回电源。
I=U/Xc=ωCU,而C∝S/d,即与电容极板面积成正比、而与极板距离成反比。
所以线路对地电容,特别是架空线路对地电容很小,容抗很大,所以Id 很小,按照规范,不得大于20A,同时作为此系统(如10KV系统)负载工作的10KV变电所(10/0.38KV),其保护接地电阻按规范不得大于4Ω(交流电气装置的接地设计技术规范,DL/T 621),所以低压系统对地电位升高有限(一般不超80V,保护接地电阻做重复接地时不超50V)。
此时C相对地电压为0,而A相对地电压而B相相对地电压,同时U’a、U’b相差60度.由此可见,C相接地时,不接地的A、B两相对地电压由原来的相电压升高到线电压(即升高到原来对地电压的√3倍,即1.732倍),相位差60度.C相接地时,系统接地电流(电容电流)IC应为A、B两相对地电容电流之和。
由于一般习惯将从电源到负荷方向取为各相电流的正方向,所以:。
IC=√3ICA又因Ica=U’A/XC=√3UA/XC=√3IC0,因此IC=√3Ica=3IC0,即一相接地的电容电流为正常运行时每相电容电流的三倍。
单相接地故障电容电流在电力系统中,电容是一种常见的电器元件,其具有存储电能的能力。
当电容器发生故障时,可能会产生单相接地故障电流。
本文将探讨单相接地故障电容电流的产生原理、特点以及对电力系统的影响。
一、单相接地故障电容电流的产生原理电容器由两个导体板和介质组成,当电容器的绝缘介质发生击穿或损坏时,就会导致电容器内部的导体板发生短路。
在电力系统中,如果一个相位的电容器发生故障,即其中一个导体板与地接触,就会产生单相接地故障电容电流。
二、单相接地故障电容电流的特点1. 高频特性:电容器的故障通常会引起电流频率的变化。
由于电容器内部的电荷变化速度非常快,所以产生的电容电流通常是高频电流。
2. 波形特点:单相接地故障电容电流的波形通常是尖峰状或类似脉冲的形状。
这是由于故障导致电容器内部的电荷突然释放,产生了一个瞬时的电流脉冲。
3. 持续时间短:由于电容器内部的电荷释放速度非常快,所以单相接地故障电容电流的持续时间通常非常短暂,一般只有几个毫秒。
三、单相接地故障电容电流对电力系统的影响1. 电压暂降:由于单相接地故障电容电流的产生,电流会通过故障点到达地面,导致故障线路的电压暂时下降。
这可能会对电力系统的稳定性和设备的正常运行产生一定影响。
2. 故障电流大小:故障电容电流的大小取决于电容器的额定容量以及故障点与地之间的电阻大小。
通常情况下,故障电容电流较小,不会对电力系统产生严重的影响。
3. 故障检测和定位:通过检测故障电容电流的存在和特征,可以用于故障的检测和定位。
这有助于快速排除故障,减少停电时间,并提高电力系统的可靠性和稳定性。
四、如何减小单相接地故障电容电流的影响1. 定期检测和维护电容器,确保其正常运行。
通过定期检查电容器的绝缘状况和接地情况,可以及时发现潜在的故障,并采取相应的措施修复或更换电容器。
2. 加强故障检测和定位技术。
利用先进的故障检测设备和方法,可以更准确地检测和定位故障点,提高故障处理的效率和准确性。
单相接地电容电流
单相接地电容电流是指电力系统中出现的一种电流,它与系统接地电容有关。
这种电流会引起电力设备损坏,甚至会导致人身安全事故的发生。
因此,我们需要了解单相接地电容电流及其防护措施。
在电力系统中,接地电容是指电力设备与大地之间的绝缘物质。
在正常情况下,接地电容的电场是均匀的,接地电流很小,并且不危险。
但在某些情况下,比如设备被雷击等不正常情况下,接地电容的电场就会变得不均匀,从而导致接地电流增大。
单相接地电容电流的产生,往往是由于接地电容与其他受到外部干扰的因素共同作用的结果。
例如,在接地电容电压升高时,会产生较大的谐波电流,这些电流会引起设备的损坏。
因此,我们需要寻找方法来减小这种电流的危害。
一种解决单相接地电容电流的方法是通过对系统接地方式的改变。
我们可以采用多点接地系统,这样可以减小单一点的接地电容。
还可以采用天线接地、沟槽接地等方式来降低接地电容的大小。
此外,我们还可以使用接地电阻器、接地反推电抗器等装置来减小单相接地电容电流,从而降低设备的损坏风险。
这些装置能够使得接地电压在一定的范围内波动,从而引起的单相接地电容电流得以减小。
总之,单相接地电容电流是电力系统中的一种特殊电流,它的产生对电力设备和人身安全会造成很大的威胁。
减小单相接地电容电流的方法有很多种,可以采用多点接地、天线接地、接地电阻器等装置。
我们在电力系统的建设和运行中,应时刻注意单相接地电容电流的问题,制定相应的防护措施,保障电力系统的安全运行。
接地电容电流分析接地电容电流分析是指对接地电容的电流进行分析探讨。
接地电容是指与地相连的电容器,其主要作用是为了提供稳定的地点,这样可以降低电感耦合和电磁辐射。
接地电容电流分析有助于我们了解接地电容的工作原理、性能特点以及在电路中的应用。
接地电容的工作原理是将电路中的电感和电容通过接地连接,形成一个接地回路。
当电路中存在变化的电流或电压时,接地电容将会吸收一部分的电流,形成接地电容电流。
接地电容电流的大小和性质取决于电路中的元件、接地电容的参数以及它所连接的设备等因素。
在电力系统中,接地电容电流的分析对于保障电力系统的稳定运行和安全性具有重要作用。
由于电力系统通常包含大量的电感元件,当电力系统中发生故障或过电压时,会产生高频电流,这会导致电力设备受损甚至引发事故。
接地电容的引入可以有效减小这些高频电流,减轻设备的损坏程度,提高电力系统的可靠性和安全性。
接地电容电流的分析可以通过电路分析和电磁场分析等方法进行。
电路分析是将电路中的各个元件抽象为电阻和电感等等,通过电路方程的求解得到电流曲线。
电磁场分析是以接地电容为对象,根据电磁场方程和边界条件,通过数值模拟方法进行求解,得到接地电容电流的分布情况。
接地电容电流的特性主要包括频率特性和电压特性两个方面。
频率特性指的是接地电容电流随频率变化的情况,常见的频率范围为20Hz至20kHz,可以看出接地电容电流在高频段具有显著的吸收效果。
电压特性指的是接地电容电流随电压变化的情况,一般来说,接地电容电流与电压呈线性关系。
接地电容电流的分析还可以从导电性和电容性两个方面进行。
导电性指的是接地电容电流对电路传导的影响,可以通过电流大小和相位角等参数进行评估。
电容性指的是接地电容电流对电路的存储作用,可以通过接地电容电流的功率因数来表示。
总结起来,接地电容电流分析可以帮助我们深入了解接地电容的工作原理和特性,对于电力系统的稳定运行和安全性具有重要作用。
接地电容电流的分析可以通过电路分析和电磁场分析等方法进行,其特性主要包括频率特性和电压特性。
矿井高压电网单相接地电容电流的来历。
20A一、单相接地电容电流不超过从安全角度讲,国家规定额定安全电压最高值为42V,对煤矿井下规定额定安全电压为36V,取上限为40V。
由于井下保护接地网上任一保护接地点的接地电阻不得超过2欧姆,因此,井下高压电网的接地电流为20A。
这就是《煤矿安全规程》关于“矿井高压电网单相接地电容电流不得超过20A”规定的原因。
二、单相接地电容电流的危害1、人体触电在绝缘电阻和分布电容一定时,电网电压越高,人体触电时的危险性就越大。
当电网电压一定时,供电线路越长而对地分布电容越大,人体触电时危险性就越大。
2、接地电压升高供电系统中任一相绝缘损坏接地时,该相对地电压等于零,其他非故障两相对地电压升高达电网线电压(即为正常工作的√3倍),易使绝缘薄弱处击穿造成两相接地、相间短路。
非故障两相对地电容电流也随之增大为正常时的√3倍,接地点的接地电流是非故障两相对地电容电流的矢量和,即为正常时对地电容电流的3倍。
3、接地电弧过电压4、电雷管先期爆炸爆破安全规程中规定,爆破作业场地杂散电流不得大于30 mA。
电容电单相接地或绝缘损坏漏电时,在潮湿环境和有金属导体环境,流流人大地形成杂散电流。
杂散电流大量流人工作面,可能造成电雷管先期爆炸,其危害程度与接地电容电流的大小有关,电容电流越大杂散电流越大,引爆电雷管的可能性就越大。
5、引燃瓦斯爆炸..煤矿瓦斯爆炸事故是井下重大灾害之一。
一旦发生瓦斯爆炸,不但造成重大伤亡事故,而且造成巨大损失,给安全生产造成巨大威胁。
不同浓度的瓦斯引燃温度不同,高温度也可以引燃低浓度瓦斯。
6、引燃煤尘爆炸在井下开采和运输过程中产生大量的尘粒,这些尘粒能长期悬浮在空气中,沉降很慢。
在尘粒小于lO脚以下时,不仅对人体肺部危害极大,而且还具有爆炸性。
当煤尘受热燃烧时,迅速形成大量的可燃性气体,气体在高温下燃烧爆炸,破坏性很大。
当煤尘存在空气中时,与空气接触面积加大,吸附氧分子的能力加强,从而加快氧化过程,在温度达到700℃。
1前言众所周知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,值班人员可在2小时内选择和排除接地故障,保证连续不间断供电。
2单相接地电容电流的危害当电网发展到一定规模,10kV出线总长度增加,对地电容较大时,单相接地电流就不容忽视。
当单相接地电流超出允许值,接地电弧不易熄灭,易产生较高弧光间歇接地过电压,波及整个电网。
单相接地电容电流过大的危害主要体现在五个方面:1)弧光接地过电压危害当电容电流过大,接地点电弧不能自行熄灭,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,可达几小时,它不仅击穿电网中的绝缘薄弱环节,可使用电设备、电缆、变压器等绝缘老化,缩短使用寿命,而且对整个电网绝缘都有很大的危害。
2)造成接地点热破坏及接地网电压升高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,该电流流入接地网后由于接地电阻的原因,使整个接地电网电压升高,危害人身安全。
3)交流杂散电流危害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,引燃可燃气体、煤尘爆炸等,可能造成雷管先期放炮,并且腐蚀水管,气管等金属设施。
4)接地电弧还会直接引起火灾,甚至直接引起可燃气体、煤尘爆炸。
5)配电网对地电容电流增大后,架空线路尤其是雷雨季节,因单相接地引起的短路跳闸事故占很大比例。
3 单相接地电容电流的补偿原则我国的相关电力设计技术规程中规定,3~10kV的电力网单相接地故障电流大于30A时应装设消弧线圈。
消弧线圈的作用是当电网发生单相接地故障后,提供一电感电流,补偿接地电容电流,使接地电流减小,也使得故障相接地电弧两端的恢复电压速度降低,达到熄灭电弧的目的。
1前言众所周知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,值班人员可在2小时内选择和排除接地故障,保证连续不间断供电。
2单相接地电容电流的危害当电网发展到一定规模,10kV出线总长度增加,对地电容较大时,单相接地电流就不容忽视。
当单相接地电流超出允许值,接地电弧不易熄灭,易产生较高弧光间歇接地过电压,波及整个电网。
单相接地电容电流过大的危害主要体现在五个方面:1)弧光接地过电压危害当电容电流过大,接地点电弧不能自行熄灭,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,可达几小时,它不仅击穿电网中的绝缘薄弱环节,可使用电设备、电缆、变压器等绝缘老化,缩短使用寿命,而且对整个电网绝缘都有很大的危害。
2)造成接地点热破坏及接地网电压升高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,该电流流入接地网后由于接地电阻的原因,使整个接地电网电压升高,危害人身安全。
3)交流杂散电流危害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,引燃可燃气体、煤尘爆炸等,可能造成雷管先期放炮,并且腐蚀水管,气管等金属设施。
4)接地电弧还会直接引起火灾,甚至直接引起可燃气体、煤尘爆炸。
5)配电网对地电容电流增大后,架空线路尤其是雷雨季节,因单相接地引起的短路跳闸事故占很大比例。
3 单相接地电容电流的补偿原则我国的相关电力设计技术规程中规定,3~10kV的电力网单相接地故障电流大于30A时应装设消弧线圈。
消弧线圈的作用是当电网发生单相接地故障后,提供一电感电流,补偿接地电容电流,使接地电流减小,也使得故障相接地电弧两端的恢复电压速度降低,达到熄灭电弧的目的。
35KV配电网络中性点接地华北水利水电大学周国安摘要电网中性点接地是关系到电网安全可靠运行的关键问题之一。
该文通过介绍中性点接地的基本概念、设计思想和理论联系实际的方法展开分析与研究。
阐明了35kV配电网络中性点采取消弧线圈接地方式的原因及解决其接线的具体措施。
通过理论分析,明确了消弧线圈的作用,并深入地讨论了消弧线圈的调整范围及方法。
清楚地表达了35KV配电网络中性点消弧线圈的整定值的合理性。
文中还明确了35KV配电网络进一步完善措施与该网络形成的接地设施之间的内在联系,从而提出了对35KV配电网络完善要求的具体措施。
关键词 35KV配电消弧线前言农村和城市配电网的负荷逐步在增大,就有110KV和35KV电网直接深入负荷区,这样给供电的安全、可靠性提出了更高的要求。
为此,必须分析和研究关系到整个供电系统安全、可靠的关键问题之一即35KV配电网络中性点接地方式问题。
对于大型变电站主变压器一般选择220/110/35KV或220/110/10KV,其接线组别为Y0/Y0/Δ,三角形接线侧为35KV或10KV,35KV或10KV是中性点不直接接地系统,只有选择接地变压器接在不同的母线段上,来完成接地补偿等问题。
另外,弄清这个问题,便于进一步完善该网络时,尽可能考虑采取技术合理、经济节省的相应措施。
1 规划设计的中性点接地方式1.1 中性点接地方式基本概念电力系统中电网中性点接地方式分直接接地和不接地(或称绝缘)的两种方式。
电网中性点直接接地,中性点就不可能积累电荷而发生电弧接地过电压,其各种形式的操作过电压均比中性点绝缘电网要低,但接地为短路故障,特别是瞬间接地短路,必须通过保护动作切除,再依靠重合闸恢复正常供电。
现今110KV及以上电网大都采用中性点直接接地方式。
但若较低电压等级的电网采用中性点接地的运行方式,则其接地事故频繁,甚至引起很多更严重的事故,操作次数多,且会因此增加许多设备,即可能引起供电可靠性降低,又不经济,故在我国3~35KV甚至60KV电网中性点采用非直接接地运行方式。
K V电网单相接地电容电流公司内部编号:(GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-山西朔州山阴金海洋台东山煤业有限公司35kv变电站10KV母线单相接地电容电流测试报告中性点不接地系统的优点是单相接地电流较小,单相电流不形成短路回路,电力系统安全运行规章规定可继续运行1~2小时。
但是,长时间接地运行,极易形成俩相接地短路,弧光接地还会引起全系统过电压。
特别是矿井电网,因其大部分为电缆供电,若单相接地电流较大,加之井下环境恶劣,故障多,高压电缆经常发生单相漏电或单相接地故障,且过大的单相接地电流经常引起电缆放炮和击穿现象,影响正常生产,并给矿井和人身安全带来严重后果。
因此,正确测量、了解电网单相接地电流情况,对保证矿井安全运行极为重要。
1 单相接地电流及其分量的测量方法电网单相对地绝缘参数的常用测量方法有:附加电源测量法,交流伏安法,中性点位移电压法,谐振测量法。
其中第一种方法所测的是测量频率下的绝缘参数,只可间接地反映工频下的绝缘参数;而后三种方法是采用电网工作电源进行测量,反映了电网的实际绝缘参数。
中性点位移电压法也称间接测量法,是目前测量小电流接地系统单相接地电容电流的常用方法。
其一般作法是在电网一相与地之间接入一个附加电容,实测流过此电容的电流与中性点位移电压,通过计算来求得电网单相接地电容电流。
但由于电容的充电效应,在人为接地的瞬间,相当于在电网中产生了一个金属性接地故障,这显然不利于安全。
因此,有必要研究一种更加安全可靠地新方法,即单相经电阻接地的间接测量方法。
图1 中性点不接地电网绝缘参数测量模型图1为一中性点不接地电网的绝缘参数测量模型,C 、r 分别为各相对地电容和绝缘电阻。
考虑到实验的安全性,采用电网单相经电阻接地的方法,电网的任何一相(如A 相)经附加电阻R 和电流表A 接地。
接地电阻R 选用500—1000 Ω,接地电流可控制在几安培,并通过理论计算,求出电网单相直接接地时的电流。
低压电缆单相接地电容电流计算方法的比较分析摘要:《电力系统设计手册》中关于电缆单相接地电容电流的计算方法仅适用于早期充电电缆,造成目前常用聚氯乙烯、交联聚乙烯等新型电缆单相接地电容电流计算结果与实际数值差别较大。
本文结合相关原理,对不同低压等级电缆的单相接地电容电流进行了计算,并与设计手册等结果进行了对比,并为工程人员计算低压电缆单相接地电容电流提供了有效的量化参考依据。
关键词:单相接地;对地电容电流;低压电缆;1.前言近年来,随着城镇化率的提高,聚氯乙烯、交联聚乙烯等电缆使用率大幅提高,新建220kV变电站的35kV或10kV出线也多使用电缆出线,导致新建变电站低压侧发生单相接地故障时,接地电容电流较大。
精确的单相接地电容电流值是选择消弧线圈容量的依据。
在《电力系统设计手册》中,给出了式1所示的电缆线路的单相接地电容电流[1-2]。
IC =0.1Uel (A) (式1)式中,Ue—额定电压,单位kV;l—电缆长度;显然,该式只考虑电缆的长度,忽略了电缆内外径、截面等因素的影响。
这种计算方法是对上世纪末使用较为普遍的充油电缆的接地电容电流的一种近似计算方法。
而新世纪以来,随着聚氯乙烯、交联聚乙烯等新材料电力电缆的普及,上述近似计算方法越来越难以满足电缆单相接地电容电流的计算要求[3-5]。
为此,本文从单相接地电容电流的理论公式出发,结合不同截面电力电缆单位电容值,推导计算电力电缆的接地电容电流值。
2.接地电容电流的理论计算式2为线路单相接地电容电流计算公式。
IC =(1.05~1.1)×UeωC l×10-3 (A) (式2)式中,建议3~10kV系数取1.05,35kV~66kV取1.1.Ue—额定电压,单位kV;ω=2πf,f为频率50Hz;C—单位公里电缆电容值,单位uF;l—电缆长度;根据式2可知,获得不同电压等级、截面对应的电力电容值即可计算对应的接地电容电流值。
表1为交联聚乙烯电缆单位长度电容值。
中性点不接地系统电容电流
中性点不接地的运行方式,电力系统的中性点不与大地相接。
我国3~66kV系统,特别是3~10kV系统,一般采用中性点不接地的运行方式。
中性点不接地系统正常运行时,各相对地电压是对称的,中性点对地电压为零,电网中无零序电压。
由于任意两个导体之间隔以绝缘介质时,就形成电容,所以三相交流电力系统中相与相之间及相与地之间都存在着一定的电容。
系统正常运行时,三相电压UA、UB、UC是对称的,三相的对地电容电流Ico.A、Ico.B、Ico.C也是平衡的。
所以三相的电容电流相量和等于0,没有电流在地中流动。
每个相对地电压就等于相电压。
当系统出现单相接地故障时(假设C相接地),故障电流Id(在下图中实际就是Ic)没有返回电源的通路,只能通过另外两非故障相(如A、B相)的对地电容返回电源。
I=U/Xc=ωCU,而C∝S/d,即与电容极板面积成正比、而与极板距离成反比。
所以线路对地电容,特别是架空线路对地电容很小,容抗很大,所以Id很小,按照规范,不得大于20A,同时作为此系统(如10KV系统)负载工作的10KV变电所(10/0.38KV),其保护接地电阻按规范不得大于4Ω(交流电气装置的接地设计技术规范,DL/T 621),所以低压系统对地电位升高有限(一般不超80V,保护接地电阻做重复接地时不超50V)。
此时C相对地电压为0,而A相对地电压
而B相相对地电压,同时U'a、U'b相差60度。
由此可见,C相接地时,不接地的A、B两相对地电压由原来的相电压升高到线电压(即升高到原来对地电压的√3倍,即1.732倍),相位差60度。
C相接地时,系统接地电流(电容电流)IC应为A、B两相对地电容电流之和。
由于一般
习惯将从电源到负荷方向取为各相电流的正方向,所以:。
IC=√3 ICA 又因Ica=U’A/XC=√3 UA/XC=√3 IC0,因此IC=√3Ica= 3IC0,即一相接地的电容电流为正常运行时每相电容电流的三倍。
特别注意:对地电容电流、接地电容电流是不同的两个概念;前者是正常运行的线路,后者是接地故障线路。
《工业与民用配电设计手册》三版中的继电保护中,涉及到这个问题的有电力线路单相接地保护和电动机单相接地保护,公式给定都是接地电容电流。
实际问题中,特别小心辨别。
笔者就卡在这里几天,后来发现是一字之差,惨痛!
另外,电网电容电流包括两部分:电源端(如发电机、或者变配电所的变压器)、线路上的,这是线路保护情况;电源端、电动机上,这是电动机单相故障接地保护的,这种情况实际上把发电机(变压器)和线路统统算在电源里了。
(1)如果分别给定系统(电网)的电容电流、线路(或电动机)的电容电流,若是接地电容电流那么直接代入公式求整定电流,若是对地电容电流那么还要乘3倍再代入公式求整定电流;(2)线路单地保护中,若只给线路的电容电流,除了考虑(1)中乘3、不乘3的问题外,还需要在使用Ic∑(系统总单相接地电容电流)时,考虑变电所增加的部分(即电源端引起的部分),因系统总单相接地电容电流包括线路、电源两部分,参考配电设计手册P153。