浅谈矿井接地电容电流测试及其补偿

浅谈矿井接地电容电流测试及其补偿

发表时间：2019-09-17T11:14:29.927Z 来源：《电力设备》2019年第7期作者：黄奇1 贾宝田2 李楠2 [导读] 摘要：介绍了6KV中性点不接地系统中电容电流过大的危害，并采用偏置电容法测试接地电容电流，阐述了新型消弧线圈自动跟踪补偿装置的组成及特点。

（铁法煤业（集团）有限责任公司供电部辽宁铁岭 112700）

摘要：介绍了6KV中性点不接地系统中电容电流过大的危害，并采用偏置电容法测试接地电容电流，阐述了新型消弧线圈自动跟踪补偿装置的组成及特点。

关键词：接地电容电流；新型消弧线圈自动跟踪补偿装置

引言

在矿井供电系统6kV中性点不接地系统(小电流接地系统)中：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。根据《煤矿安全规程》第434条规定“矿井高压电网的单相接地电容电流不得超过20A，否则，必须采取限制措施”。

1、单相接地电容电流的危害

矿区供电系统的配电线路以电缆为主，6kV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。单相接地电容电流过大的对矿区供电产生很大的危害，主要体现在以下方面：

1）线路发生接地时，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，它不仅击穿电网中的绝缘薄弱环节，还造成用电设备、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）产生的接地电容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）在雷雨季节，配电网对地电容电流增大后，会提高单相接地引起的短路跳闸事故。 4）入井电缆发生接地或者发生相间短路，产生的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。

2、单相接地电容电流的测试

为了更好的掌握矿井变电所接地电容电流的情况，我们采用了偏置电容法进行间接测量。单相接地电容电流测定接线如图1所示，选用高压6 kV并联补偿电容器,容量20～40kvar,电流表选用0.5级的0～5A交流或交直流电流表,电压表选用可测交流的0.5级0～30V的一只,串接电容器的连接导线应选用截面积不小于15mm2 的铜芯电缆，测量开口三角电压,0～150V的二只。图2中的PT 为变电所6kV 母线三相五柱电压互感器。接好线后,备用开关柜送电, 分别测量出A、B、C在单独串联电容器时，流过偏置电容的电流为IA、IB、IC取平均值I’；同时读取6KV电压互感器二次侧开口三角相电压Uao、Ubo、Uco取平均值U’’与PT二次侧的电压继电器的相电压值UA、UB、UC取平均值U’。

图1 偏置电容法测量原理图

图2 PT变电所6KV母线三相五柱式电压互感器

根据测量数据通过公式Id= I’计算出变电所6KV接地电容电流值。测量应注意以下事项：

测试前，消弧线圈退出运行。在测试过程中，严禁进行与测试无关的任何操作。临时接地点的接地电阻应合格，临时接地线接触良好，否则将导致外接电容或电压表与接地电阻串联，既造成地电位升高，危及人身和设备安全，又影响测试的准确性；每次测试结束后，外接电容应充分放电，以防残余电荷危及人身安全。真空开关断路器应有保护措施，重合闸应退出。试验时，应首先测量电压互感器开口三角处电压，确定中性中偏移电压的偏移度，当确认无误后用35kv绝缘棒将高阻电压表接于中性点，测量中性点电压，以保证读数准确。

3、新型消弧线圈自动跟踪补偿装置的组成及特点

当前在国内外小电流接地系统中, 限制接地电容电流最有效的方法是采用中性点谐振接地(经消弧线圈接地)。近年来人工调谐的老式消弧线圈已逐步被智能型自动调谐式接地补偿装置取代。

（1）新型消弧线圈自动跟踪补偿装置一般包括微机控制柜、偏磁式消弧线圈本体、接地变压器。

（2）新型消弧线圈自动跟踪补偿装置的特点：

采用动态补偿方式，从根本上解决了补偿系统串联谐振过电压问题。众所周知，当消弧线圈在电网正常运行时无任何好处，如果这时调谐到全补偿状态或接近全补偿状态，会出现串联谐振过电压，使中性点电压升高，电网中的各种正常操作及单相接地以外的各种故障的发生都可能产生危险的过电压，所以在电网正常运行时，调节消弧线圈使其跟踪电网电容电流的变化不利于电网安全，这也是电力部门有关规程规定“固定补偿式消弧线圈不能工作在全补偿及接近全补偿状态”的原因。传统自动补偿装置均是在电网尚未发生故障前即将消弧线圈调节到全补偿状态等待接地故障的发生，为了避免出现过高的串联谐振过电压而在消弧线圈上串联一个阻尼电阻，将谐振过电压限制到允许的范围内。由于电阻的瓦数受限，在出现接地故障后必须在数秒内迅速切除，这也造成了电网的不安全因素。

而新型消弧线圈自动跟踪补偿装置不是采取限制串联谐振过电压的方法，而是采用避开谐振点的动态补偿方式，不让串联谐振产生，既在电网正常运行时，不施加励磁电流，将消弧线圈调谐到远离谐振点的状态，但实时检测电网电容电流的大小，当电网发生单相接地后，瞬间调节消弧线圈实施全补偿。

4、结束语

本文介绍了接地电容电流的危害，通过采用偏置电容法测量接地电容电流，对变电所接地电容电流有了详细的了解，并介绍了一种新型消弧线圈自动跟踪补偿装置，更好的保证了电网运行安全，为今后的变电所建设提供了参考。

参考文献

[1]《电力工程电气设计手册》，中国电力出版社，1991年.

[2]《煤矿安全规程》，煤炭工业出版社，2016年.

作者简介

黄奇（1985.05.10），性别：男；学历：在职研究生；职称：工程师；职务：现任铁煤集团供电部试验计量室技术员；研究方向：高压电气试验、继电保护及计量检定工作。

贾宝田（1986）性别：男；学历：毕业于沈阳理工大学-光信息科学与技术专业；职称：工程师；职务：现任铁煤集团供电部生产办公室科员；研究方向：变电运行与检修工作。

李楠（1985.1.10）性别：男；学历：毕业于辽宁工程技术大学；职称：工程师；职务：现任铁煤集团供电部送电工区技术员；研究方向：输配电线路管理工作。