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第３６卷 第２期２０１６年０３月西安科技大学学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＸＩ’ＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ．３６ Ｎｏ ２Ｍａｒ ２０１６ ＤＯＩ：１０．１３８００／ｊ．ｃｎｋｉ．ｘａｋｊｄｘｘｂ．２０１６．０２２１文章编号：１６７２－９３１５（２０１６）０２－０２８２－０６ 煤矿１０ｋＶ供电系统电容电流计算方法张红涛１，王 星１，蔡文龙１， 永１，２（１ 西安科技大学电气与控制工程学院，陕西西安７１００５４；２ 陕煤集团神木红柳林矿业有限公司，陕西榆林７１９３００）摘 要：随着煤矿生产规模以及矿井供电网络不断扩大，使得矿井供电系统对地电容电流越来越大，存在很大的安全隐患，为了减少煤矿安全事故的发生，保障矿井供电系统的安全运行，对矿井供电系统电容电流的准确掌握就十分重要。
而传统的电容电流计算方法考虑的因素比较单一，估算误差较大，已不能满足要求。
文中总结了传统计算方法的特点，并在传统计算方法的基础上引入了电缆材料影响系数、电气设备增值系数以及环境因素影响系数，得到了煤矿１０ｋＶ供电系统电容电流的修正计算方法。
文中以某煤矿１０ｋＶ供电系统为例，进行了电容电流实测结果和理论计算结果的对比分析，验证了该修正计算方法的正确性。
综合考虑了多因素影响的煤矿供电系统电容电流修正计算方法较传统计算方法的计算误差更小，精度更高，对于煤矿供电系统电容电流的理论估算以及消弧线圈容量的确定具有一定的实际指导意义。
关键词：煤矿；电容电流；修正公式；计算方法中图分类号：ＴＭ７５１ 文献标志码：ＡＣａｐａｃｉｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆ１０ｋＶｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｉｎｃｏａｌｍｉｎｅＺＨＡＮＧＨｏｎｇ ｔａｏ１，ＷＡＮＧＸｉｎｇ１，ＣＡＩＷｅｎ ｌｏｎｇ１，ＹＵＮＹｏｎｇ１，２（１ ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００５４，Ｃｈｉｎａ；２ ＳｈａａｎｘｉＣｏａｌＧｒｏｕｐＳｈｅｎｍｕＨｏｎｇｌｉｕｌｉｎＭｉｎｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｙｕｌｉｎ７１９３００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｓｃａｌｅｏｆｃｏａｌｍｉｎｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋｃｏｎｔｉｎｕｅｓｔｏｅｘｐａｎｄ，ｔｈｅｃａｐａｃｉｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｔｏｇｒｏｕｎｄｏｆｔｈｅｍｉｎｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍａｌｓｏｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ｔｈｕｓｔｈｅｒｅｅｘｉｓｔｓｇｒｅａｔｓｅｃｕｒｉｔｙｒｉｓｋ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅａｃｃｉｄｅｎｔｓａｎｄｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｍｉｎｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ，ｉｔｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｍａｓｔｅｒｔｈｅｃａｐａｃｉｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｉｎｔｈｅｍｉｎｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ．Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃａｐａｃｉｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｃｏｎｓｉｄｅｒｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｆｅｗｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌｆａｃｔｏｒｓ，ｓｏｉｔｓｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｅｒｒｏｒｉｓｌａｒｇｅ，ｗｈｉｃｈｃａｎｎｏｔｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｇｅｔｓｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆａｃｏａｌｍｉｎｅ１０ｋＶｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｂｙｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇｔｈｅｃａｂｌｅｍａｔｅｒｉａｌｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｄｄｅｄｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈｅｘａｍｐｌｅｓｏｆａｃｏａｌｍｉｎｅ１０ｋＶｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｃｏｍｐａｒｅｄｔｈｅｃａｐａｃｉｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｄｒｅｓｕｌｔｓｗｉｔｈｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ，ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｈａｓｂｅｅｎｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｔｈｅｃａｐａｃｉｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｔａｋｅｓｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｆａｃｔｏｒｓ，ｓｏｉｔｈａｓｓｍａｌｌｅｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｅｒｒｏｒｓａｎｄｈｉｇｈｅｒａｃｃｕｒａｃｙｔｈａｎｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｈａｓｃｅｒｔａｉｎｐｒａｃｔｉｃａｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｃａ收稿日期：２０１５－１０－２０ 责任编辑：高 佳通讯作者：张红涛（１９８９－），男，陕西咸阳人，硕士研究生，Ｅ ｍａｉｌ：６２３５５８７２９＠ｑｑ．ｃｏｍ博看网 . All Rights Reserved.第２期张红涛等：煤矿１０ｋＶ供电系统电容电流计算方法ｐａｃｉｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｏｆｍｉｎｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍａｎｄｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｐｅｔｅｒｓｅｎｃｏｉｌｃａｐａｃｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏａｌｍｉｎｅ；ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔ；ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａ；ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ０ 引 言随着煤矿生产规模的不断扩大，电缆线路增长，矿区配网系统对地电容电流越来越大。
应用于配电网电容电流检测的相位比较方法张杰;郑逸凡【摘要】配电网电容电流测量方法中,二频法和谐振法都需要测量电压互感器开口三角形侧电压、电流信号的相位差来进行相应的计算,因此提出一种带FIR数字工频滤波的相位比较方法,该相位比较方法包括FIR数字工频滤波单元、相位延时消除单元以及相位比较单元,对各单元原理和实现过程进行了详细的介绍,并通过仿真验证所提方法的正确性.结果表明该方法可以消除电力系统工频干扰,精确测量电压互感器开口三角形侧电压、电流相位差.【期刊名称】《湖北工业大学学报》【年(卷),期】2019(034)001【总页数】4页(P44-47)【关键词】电容电流测量;FIR数字工频滤波;相位比较【作者】张杰;郑逸凡【作者单位】湖北工业大学太阳能高效利用湖北省协同创新中心,湖北武汉430068;湖北工业大学太阳能高效利用湖北省协同创新中心,湖北武汉430068【正文语种】中文【中图分类】TM930.12随着配电网容量不断加大，输电距离逐渐增加，电力电缆在电力系统中使用的比例也越来越大[1]，电力系统中接地电容电流大大增加，特别在电力系统单相短路时会产生电弧，危害设备及人身安全，降低电力系统的运行可靠性。
准确测量电容电流是选取消弧线圈容量以及配电网灵活调谐的重要依据[2]。
信号注入法是在电力系统中性点(一般取电压互感器开口三角形侧)注入小信号来进行测量，不影响电力系统正常运行，使用较广。
信号注入法中的二频法和谐振法都需要准确测量电压互感器开口三角形侧电压电流相位差来进行相应的计算。
文献[3-4]将示波器接在电压互感器开口三角形侧的两端，通过示波器显示的电压、电流波形观察相位差，这种方式不直观且误差较大；文献[5]通过单片机相位测量模块测量相位差，但电力系统工频干扰没有消除；文献[6]采用T型陷波电路滤除工频信号，但模拟电路易发生老化故障。
因此，本文针对传统相位测量方法的不足，提供了一种带FIR数字工频滤波的相位比较方法，采用具有线性相位的FIR数字滤波滤除电力系统工频干扰的同时，省去了示波器，能方便直观地观察电压互感器开口三角形侧电压、电流相位差。
配电网电容电流估算公式的修正
钟新华
【期刊名称】《供用电》
【年(卷),期】2004(021)001
【摘要】配电网电容电流估算公式是配电网设计中经常使用的公式,随着电缆线路增多,配电网设备变化,传统估算公式已经出现了很大的误差,本文分析了造成公式误差的原因,重新推导出了新的估算公式,对从事电力工程的技术人员有一定的实用价值.
【总页数】3页(P32-34)
【作者】钟新华
【作者单位】浙江金华电业局
【正文语种】中文
【中图分类】TM715
【相关文献】
1.配电网电容电流估算公式的修正 [J], 钟新华
2.使用SDJ型配电网电容电流测试仪从变压器中性点测量配网电容电流的方法 [J], 蒋学军;刘力
3.基于改进信号注入法的配电网电容电流测量方法 [J], 彭元庆; 程洪锦
4.一种测量配电网电容电流的新方法 [J], 王建风;张宏云;边军;王成军
5.在6—10千伏配电网络中应用中性点外加电容法测量电容电流 [J], 王敬侃
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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。
基于单相接地故障的配电网馈电线路电容电流测算方法周永其;陈挥瀚;常勇;王莹;杨洪灿;孙建华【摘要】介绍随着城市配电网的规模不断扩大,电缆线路大面积的应用,配电网线路的电容电流日益增大,电容电流的大小决定消弧线圈调控,对电网的规划设计和运行安全有重要影响.本文研究了配电网发生单相接地故障时线路零序电流和电容电流之间的关系,基于单相接地故障时馈电分支线路的零序电流测量值,提出一种线路电容电流的测算方法.【期刊名称】《云南电力技术》【年(卷),期】2018(046)003【总页数】2页(P73-74)【关键词】配电网;单相接地故障;零序电流;电容电流【作者】周永其;陈挥瀚;常勇;王莹;杨洪灿;孙建华【作者单位】云南电网有限责任公司曲靖供电局,云南曲靖 655000;昆明同弘瑞能电力科技有限公司,昆明 650000;昆明理工大学,昆明 650500;昆明理工大学,昆明650500;云南电网有限责任公司曲靖供电局,云南曲靖 655000;云南电网有限责任公司曲靖供电局,云南曲靖 655000【正文语种】中文【中图分类】TM740 前言低压配电网一般采用小电流接地系统运行方式[1]，配电网系统发生单相接地故障时故障电流与配电线路电容电流大小相关。
配电网对地电容电流决定了是否装设消弧线圈以及消弧线圈的补偿容量[2]，同时对分析铁磁谐振过电压也有重要意义[3]。
传统的电容电流测量方法分为直接法和间接法[4]。
直接法操作繁杂，危险性高，容易引起事故，基本不再采用。
间接法虽然比直接法简单，但是其测量时涉及一次侧，人员与设备安全无保障、操作繁琐、准备工作耗时长、测量工作效率低，同时存在误操作危险。
信号注入法是目前常采用的方法，主要采用三频法、双频法和扫频法等方式[5]。
信号注入法存在受互感器漏阻抗影响较大、频率选取困难等问题。
本文根据配电网发生单相接地故障时电容电流与零序电流的关系，测量得到发生单相接地故障时配电馈线路上的零序电流，得出各个线路运行时的线路电容电流。
第 21卷第 1期 2004年 2月现代电力M ODERN E LECTRIC POWER V ol 121 N o 11Feb 1 2004配电网电容电流估算公式的修正钟新华(浙江省金华市电业局 , 金华 321017摘要 :配电网电容电流估算公式是配电网设计中的常用公式。
随着线路增多和设备变化 , 传统的估算公式出现了很大误差。
为此 , 分析了造成公式误差的原因 , 重新推导出了新估算公式 , 对从事电力建设工程技术人员有极大的实用价值。
关键词 :配电网电容电流 ; 估算公式 ; 修正中图分类号 :T M727文献标识码 :A 文章编号 :100722322(2004 0120045205收稿日期 :20031021基金项目 :浙江省电力科技项目作者简介 :钟新华 (1958- , 高级工程师 , 主要从事配电网规划设计方面的研究。
1问题的提出随着城市电网的扩大 , 特别是电缆出线的增多 , 配电系统电容电流增加较快。
当系统的某一相发生接地故障时 , 对地电容电流会相当大 , 接地电弧如不能自熄 , 极易产生间隙性弧光接地过电压 , 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。
有时由于电磁式电压互感器铁心饱和引起铁磁谐振过电压 , 将会造成电压互感器损坏或熔断器熔断 , 使事故跳闸率明显上升。
针对配电网日益出现电容电流增大现象 , 1997年浙江省金华电网实施接地变消弧线圈自动补偿电容电流来提高配网可靠性 , 从 110kV 江南变第一台接地变投运后五、六年来 , 先后出现了接地变均由于补偿容量太小问题 , 而实际运行电容电流大而逐一更换。
例如 110kV 江南变、站前变主变容量均为 2×40M VA , 10kV 母线 I 、 II 段分别装了 2台接地变 , 补偿范围每台 20~50A , 运行 3年后市区供电局反映电压不平衡 , 时常有接地信号 , 各条线路轮流拉 , 2001年进行了实际测试 , 发现每段母线上电容电流已超过了 70A , 随即更换了容量大的接地变。
电容器组的电流平衡与校正随着电力系统的发展，电容器组在电力变电站中起到了重要的作用。
电容器组主要用于改善电力系统的功率因数、提高电网的电压稳定性以及降低线路的有功损耗。
然而，在电容器组的运行过程中，可能会出现电流不平衡的情况，这会导致设备的损坏和电力系统的不稳定。
因此，电容器组的电流平衡与校正成为了一个重要的问题。
一、电容器组的电流平衡原理当电容器组与电力系统连接时，电容器组的电流会受到电力系统中其他负载电流的影响，从而导致电流不平衡。
电容器组的电流平衡原理主要有两个方面：1. 电压平衡原理：根据基尔霍夫电流定律，电容器组所接入的电网电流之和必须等于电容器组的电流。
假设电容器组接入的电网电流为Ic，电容器的电流为Ic1、Ic2、Ic3...则：Ic = Ic1 + Ic2 + Ic3 + ...当电容器组的电流平衡时，Ic1 = Ic2 = Ic3 = ... = Ic。
2. 相量平衡原理：电容器组的电流是一个相量的叠加，相量可以表示为幅值和相位。
当电容器组的电流平衡时，其相量叠加后应该恒定，即幅值不变、相位不变。
二、电容器组电流不平衡的原因电容器组电流不平衡的主要原因有以下几点：1. 线路电阻不平衡：电力系统中的线路电阻由于制造工艺或老化等原因可能存在一定的不平衡，导致电流分配不均。
2. 电网电压不平衡：电力系统中电压不平衡可能由于负载不均匀或电力系统故障等原因引起，从而影响电容器组的电流平衡。
3. 电容器本身的参数不一致：由于电容器组中的电容器可能来自不同厂家或型号，其参数包括电容值、损耗角等可能存在差异，这也会导致电流不平衡。
三、电容器组电流校正方法为了保证电容器组的电流平衡，需要采取一些校正方法。
以下是几种常见的电容器组电流校正方法：1. 电容器组的并联与串联：将多个电容器组进行合理的串、并联连接，通过调整电容器组的连接方式可以实现电流均衡。
例如，将电容器组同时连接到电网的不同相位或将不同电容器组连接串联或并联。
第21卷第1期2004年2月现 代 电 力M ODERN E LECTRIC POWER V ol 121 N o 11Feb 1 2004配电网电容电流估算公式的修正钟新华(浙江省金华市电业局,金华 321017) 摘 要:配电网电容电流估算公式是配电网设计中的常用公式。
随着线路增多和设备变化,传统的估算公式出现了很大误差。
为此,分析了造成公式误差的原因,重新推导出了新估算公式,对从事电力建设工程技术人员有极大的实用价值。
关键词:配电网电容电流;估算公式;修正中图分类号:T M727文献标识码:A 文章编号:100722322(2004)0120045205收稿日期:20031021基金项目:浙江省电力科技项目作者简介:钟新华(1958-),高级工程师,主要从事配电网规划设计方面的研究。
1 问题的提出随着城市电网的扩大,特别是电缆出线的增多,配电系统电容电流增加较快。
当系统的某一相发生接地故障时,对地电容电流会相当大,接地电弧如不能自熄,极易产生间隙性弧光接地过电压,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。
有时由于电磁式电压互感器铁心饱和引起铁磁谐振过电压,将会造成电压互感器损坏或熔断器熔断,使事故跳闸率明显上升。
针对配电网日益出现电容电流增大现象,1997年浙江省金华电网实施接地变消弧线圈自动补偿电容电流来提高配网可靠性,从110kV 江南变第一台接地变投运后五、六年来,先后出现了接地变均由于补偿容量太小问题,而实际运行电容电流大而逐一更换。
例如110kV 江南变、站前变主变容量均为2×40M VA ,10kV 母线I 、II 段分别装了2台接地变,补偿范围每台20～50A ,运行3年后市区供电局反映电压不平衡,时常有接地信号,各条线路轮流拉,2001年进行了实际测试,发现每段母线上电容电流已超过了70A ,随即更换了容量大的接地变。
再如110kV 义乌变、稠城变在10kV 母线装了补偿电流为20～50A 接地变,投运不久,就出现接地变工作在欠补偿状态,实际测试后,每段母线上电容电流在80～100A ,随即更换成补偿容量为100A 接地变。
针对这样的情况,引起了我们重视。
一是对设计人员对配网电容电流估算公式进行核对,发现是按设计手册上计算的没有差错;二是访问了浙江省其它地市局,发现一部分地市局(衢州、台州等)与金华有相同情况。
如何才能预先准确计算出配电网电容电流是急待解决的问题。
接地变消弧线圈容量的确定,取决于配网中电容电流的大小。
目前配网电容电流的确定主要采用实际测量和理论估算两种方式。
实际测量具有准确度高的特点,在电网已经形成时可采用测量的方法确定电网的电容电流。
但在设计阶段,由于电网尚未形成,必须经理论方法进行估算。
2 配电网电容电流传统估算方法211 传统上工程估算电容电流的几种经验公式目前电力部门在估算接地电容时,按照电力系统设计手册多采用的传统计算方法。
单相接地系统电容电流可以采用如下公式估算:架空线的电容电流值:I C =(217-313)Ul ×10-3(A )对于没有架空地线的采用:I C =217Ul ×10-3(A );对于有架空地线的采用:I C=313Ul×10-3 (A)对于同杆双回线路,电容电流为单回路的113～116倍。
电缆线路单相接地电容电流值:I C=011Ul (A)U———线路的额定电压(kV)l———线路的长度(km)而这样的估算公式早在20世纪70年代中期就被提出,适用于当时的线路和设备的情况。
至20世纪80年代后期,由于电缆已经逐渐增多,电缆结构尺寸发生很大变化,所以在电缆线路设计手册中电容估算公式进行了修正,将电缆截面作为因变量引入公式:I C=K・U・L (A)其中 K=95+1144S/2200+0123SU———缆线的额定电压(kV)L———电缆的长度(km)S———电缆芯线截面(mm2)212 传统经验公式的不足目前看来,即使是以上修正公式对于电缆的结构尺寸变化予以考虑,但由于近来大量采用的电缆多为交联聚乙烯电缆(XP LE),与较早采用的油浸电缆的电气参数发生了很大变化,所以该修正公式也已经无法满足设计估算要求。
另外,由于配电网越来越大,网架结构非常复杂,负荷多样化,拥有内部中压线路的大用户增加很快,导致了对电容电流产生影响的因素非常复杂,原来单一的估算公式考虑的情况过于简单,无法满足现在配电网电容电流的估算要求,带来误差较大,所以需要再修正。
3 估算公式修正的依据在长达一年多时间里,我们通过大量分析和现场测试,对影响配网电电容电流的各种因素进行了研究,找到了估算配网电容电流误差的主要原因。
311 架空绝缘线和架空裸导线的分布电容差异架空绝缘线造价比电缆要省得多,因此城区10kV配网使用绝缘线比较普遍。
原先设计手册中未专门对架空绝缘线分开计算,传统上设计人员把它归类到架空线中,而实际由于架空绝缘线加了一层绝缘介质,特别是绝缘架空线如果相距缩小架设、相与相电容和相对地电容都增大。
通过测试,架空裸导线与架空绝缘线的电容电流是有差异的。
大约是:400V每10km架空线:0132A;10kV每10km绝缘架空线:0162A。
312 配电网参数(主要是电缆长度)无法统计准确误差 由于现在对供电可靠性要求很高,变电站是以环形网状或手拉手供电,电缆、架空线布置错综复杂。
对于绝缘架空线、电缆长度与截面无法统计准确,对用户自已管辖范围内的配电系统更无法统计,这也造成估计误差的原因。
一般根据供电部门设计及管理职能划分,担任110kV变电所设计只关心110kV变电所10kV馈线出去的电缆规格,计算10kV配网电容电流也只计这一部分,而未考虑其它因素,但设计10kV接地变容量,计算电容电流时还应考虑如下两点:①10kV开闭所到各配电房、配变的电缆。
城区10kV配网现在大部分已设置了开闭所,便于灵活供电,因此配网分成几段供电,所以在统计10kV电缆时应考虑所有10kV高压电缆。
例如金华市区1997年110kV江南变设计时按馈线电缆统计(近期15km,远景40km)只有40km,而实际开闭所至各配变、配电房高压电缆就有45km,加110kV变电所10kV主电缆出线近80km,误差一倍。
②互为备用供电时配电网络的电缆。
城区10kV配网正常时有各自110kV变电所供电,而一旦有一只110kV变电所出现抢修、事故时,10kV配网由于已经实现了互为备用,这时配电网覆盖范围扩大了。
因此,在设计接地变时应该考虑互为备用的高压电缆。
313 无功补偿电容器组接错线的影响一些电力局曾有因为无功补偿器接错线,从而造成的估算结果出现了较大偏差。
主要是由于错将中性点接地,会人为造成线路对地电容的增大。
314 用户负荷对测量结果的影响对于10kV系统,供电企业往往只估算自己所辖线路,而不计及大用户的电缆,有些大工业用户,本身有十几公里的电缆,因此,实际测量结果会与估算值相差较大。
另外,有些用户本身有变电所,其母线分段与电源变电站分段相同,且由同一变电站供电。
这样,总电容电流相差不大,分段测电容电流时,会有很大差别。
如某热电厂,10kV系64现 代 电 力 2004年统分3段,分别向该厂10kV系统3段供电,实测总电容电流250A,而分段测时,每段电容电流均在200A左右。
315 大量的低压电缆的影响10kV系统中,配变下均有大量的低压电缆。
根据前面我们推导的低压线路的分布电容公式,可以看到,由于目前低压线路的材质和大量使用,其贡献的电容电流对系统总的电容电流是有相当程度的影响。
而长期来,供电企业一般忽略由低压线路产生的电容电流,目前看来,这部分电容电流也会造成实际测量值和估算值一定程度的差异。
在设计规程中说到,380V厂用电系统的接地电容电流一般不超过1A,接地电容电流与电缆选型有关,但不会超过1A。
而配电变压器供电的低压电缆直至进户线,虽然影响小,但因数量多,长度长,总的电容电流不可忽视,但设计人员往往不会去考虑。
例如对金华电业局试点地区作了统计,城区供电的一台250kVA公变或小区专变,低压电缆(直至进户线)一般在3km左右。
全塑电缆由于对地电容电流较小,忽略不计,金属保护的三芯电缆查得每相对地电容值如表1。
表1 低压电缆统计数据(对地电容)电缆截面/mm2对地电容/(μF/km) (Ue=1kV) 25015～0156500163～0182700172～01911201181～1116 2台40M VA主变的110kV变电所,有配电变压器容量80～100M VA,则有低压电缆约800kM(不包括全塑电缆),则换算到10kV测电容电流约为10A左右。
316配电变压器电容电流的影响配电变压器虽然感抗大于容抗,而仍存在电容,市区一个110kV变电所按80M VA容量输送负荷,配电变压器也大约在80M VA容量考虑,根据有关测试和查找,大约每800kVA单相对地电容为1μF,单相电容电流为0121A,一个110kV变电所所属供电配电变压器电容电流有13A左右。
317 高次谐波的影响电力系统中的谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变。
如民用配电系统中的中性线,由于荧光灯、调光灯、计算机、冶炼厂等负载,会产生大量的奇次谐波,其中3次谐波的含量较多,可达40%;三相配电线路中,相线上的3的整数倍谐波在中性线上会叠加,使中性线的电流值可超过相线上的电流。
4 系统电容电流估算公式修正综上所述对配网电容电流估算公式影响因素诸多,有必要对其进行修正,忽略次要因素,对主要影响配网电容电流的几个参数予以修正。
411 配电装置影响率ε计算电网的电容电流时,除了考虑了架空线路和电力电线线路的电容电流,还应考虑变电所内配电装置的影响。
资料表明:电网额定电压为10kV 时,变电所配电装置使电容电流增加了12%～18%左右,一般情况下取15%进行计算。
这部分电容电流主要由主变压器、电流互感器、电压互感器和开关柜等对地电容产生。
由于现在城区变配电装置开关柜已从GG21A改为全封闭中置柜,母线从敞开改为全封闭,布置形式从水平改为三角形,大大提高对地电容,因此经我们推测电容电流要比原来高,可取15%～20%为常用影响率。
412 低压侧影响率λ(单位为A)低压侧电容电流的影响率可以分为两部分,一部分是配电变压器对系统电容电流的影响,一部分是低压线路对电容电流的影响。
低压线路的电容电流计算不同于10kV线路的电容电流理论计算,其方法首先要简单,其次满足一定的精度要求,并应具有良好的可操作性。
根据已知的低压网络结构相关的统计数字以及现有的一些测量资料,就可以对待定的低压线路造成的电容电流影响率科学预测出来。
