浅析消弧线圈容量的选择

浅析消弧线圈容量的选择
【摘要】随着城市供电网络的发展，特别是电缆线路在城区范围内的广泛应用，消弧线圈的应用也越来越广泛。

本文介绍了消弧线圈容量的选择及系统单相接地故障时电容电流的计算。

【关键词】消弧线圈；电容电流计算；容量选择
0 引言
在中性点不接地电网中，单相接地故障占80%，随着单相接地电容电流的增大，越来越多的接地故障不能自动消除。

间歇性接地电弧会在系统中引起过电压，采用消弧线圈接地，消弧线圈产生的电感电流补偿了接地点的电容电流，降低了故障相电压恢复速度，使接地点电弧自动熄灭，使系统自动恢复正常，发生稳定性单相接地时，很少的残余接地电流并不会造成危险，系统仍可继续供电，运行人员可在规定的时间内发现并处理故障。

选择合理的消弧线圈对电网安全运行有着非常重要的意义。

1 消弧线圈的使用条件
根据电力行业标准DL/620-1997《交流电气装置的过电压保护盒绝缘配合》中的明确规定：
3～10kV架空线路构成的系统和所有35kV、66kV电网，当单相接地故障电流大于10A时，中性点应装设消弧线圈；
3～10kV电缆线路构成的系统，当单相接地故障电流大于30A时，中性点应装设消弧线圈。

2 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下式确定：Q=1.35 Ic Ue/√3
式中Q——消弧线圈的容量，kV A；
Ue——系统标称电压，kV；
Ic——对地电容电流，A。

由此可见：计算单相接地故障时电容电流Ic是选择合理消弧线圈容量的关键。

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。

3 系统电容电流的计算
电容电流的确定，主要有以下2种方法：
1）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。

2）根据系统参数估算。

电网的电容电流，应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器的电容电流，并应考虑电网5～10年的发展。

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：
Ic=0.1×Ue×L
不同电缆截面的电容电流值见下式：
6kV电缆线路：
Ic=（95+2.84S）Ue L /（2200+6S）
10kV电缆线路：
Ic=（95+1.44S）Ue L /（2200+0.23S）
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。

4 实际应用
和硕清水110kV变电站，本站建设规模为2台40MV A变压器，10kV侧为单母线接线，每台主变出线6回，均为电缆与架空混合出线，其中每回出线电缆长度为1km，架空线路长度为2km。

选择消弧线圈容量的计算步骤如下：
（1）电容电流计算
（2）变电站增加的接地电容电流值为16%，且1、2号主变容量相同
Ic总=（1+16%）XI’c=（1+16%）×64.66=75A
（3）消弧线圈容量计算
Q=1.35 Ic Ue/√3，过补偿：K=1.35，Ic=75A，Ue=10.5kV，代入上式：
S =613.8kV A故选择630kV A消弧线圈。

5 结束语
随着城市供电网络的发展，特别是电缆线路在城区范围内的广泛应用，使得消弧线圈的应用也越来越广泛。

本文对消弧线圈容量的选择及系统单相接地故障时电容电流的计算进行了详细的介绍，在电力系统工作中具有实际的指导意义。