接地电容电流分析
单相接地电流分析
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。
线路对地电容电流计算
一、电力线路电容电流估算方法。
一、中性点不接地系统对地电容电流近似计算公式:
无架空地线:Ic=××U×L×10-3(A)
有架空地线:Ic=××U×L×10-3(A)
其中U为额定线电压(KV)
L为线路长度(KM)
为系数,如果是水泥杆、铁塔线路增加10%
说明:1、双回线路的电容电流是单回线路的倍(6-10KV系统)
1、按现场实测经验:夏季比冬季电容电流增加10%左右。
2、由变电所中电力设备所引起的电容电流的增加估算如下:
额定电压(KV) 6 10 35 110
增值% 18 16 13 10
二、电力电缆线路的电容电流估算
6KV:Ic=Ue(95+)/(2200+6S)(安/公里)
10KV:Ic=Ue(95+)/(2200+)(安/公里)
其中S为电缆截面积(mm2)
Ue为额定线电压(KV)
上面的公式适用于油浸纸绝缘电力电缆,聚氯乙烯绞联电缆单位长度对地电容电流比油浸纸绝缘电力电缆大,参考厂家提供的参数和现场实测经验,大约增值20%左右。
单相接地电容电流
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。
35kV系统接地电容电流的计算
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。
浅谈接地电容电流及其补偿容量计算
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。
浅谈接地电容电流及其补偿容量计算
梁金明,李国明
河北省沧州市沧炼工程设计有限公司
摘要:介绍了10KV中性点不接地系统中电容电流过大的危害及补偿原则,阐述了智能型自动补偿装置的组成及特点,给出了电容电流及补偿容量的计算方法。
关键词:电容电流 消弧线圈
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。
kV侧采用的是三角形接线,10 kV系统是没有中性点的,解决的办法是将消弧线圈接在星形接线的10
kV站用接地变压器中性点上。这样,系统零序网络等效于由对地电容和消弧线圈构成的LC串联电路。
脱谐度决定了一是弧道中的残余电流;二是恢复电压上升到最大值的时间;三是恢复电压的上升速度,它是影响灭弧的主要因素。工程上用脱谐度V来描述调谐程度
(6)接地变压器容量选择
接地变除可带消弧圈外,兼作所用变。
(5-4)
式中:Q — 消弧线圈容量,kVA
S — 所变容量,kVA
Ф — 功率因素角
单相接地电容电流的计算
电网单相接地电容电流的计算和测量第一节有关电缆参数影响电网单相接地电容电流的因素很多,其中最大因素是电缆参数,即电缆芯对地的电容,不同的电缆有不同的参数表1和表2所示的是三芯油纸电缆和交流聚乙烯电缆参数。
表16~10KV三芯油纸电缆每KM对地电容及单相接地电容电流表26~10KV交流聚乙烯电缆参数电缆的参数还包括电缆的直流对地电阻,一般对地电阻电流为对地电容电流的3~5%。
第二节电网单相接地故障电容电流计算电网单相接地故障电容电流准确计算直接影响到选用补偿装置范围,特别是对新建变电站。
对6KV电网一般计算公式为:IC=1.14×ICC+2.8+IDC对于10KV电网一般计算公式为:IC=1.2×ICC+4.8+IDC式中:IC为电网单相接地电流,ICC为电缆计算电容电流,IDC为电网浪涌电容电流。
在计算电网单相接地故障电容电流时,要充分考虑到实际电网情况,特别是新建变电站,要充分考虑回路末端开关站以下高压部分电流。
第三节中性点小电阻接地电网特点1、单相接地电容电流测量方法,准备电压表、电流表各一块,6KV电力电容器若干,接地线及高压试电笔等。
2、测量步骤(1)测量电网自然不平衡电压U01。
在电网正常运行时,去掉电压互感器二次开口三角上的负载,接上电压表,这时电压表的读数即为U01,电压表不要拆除。
(2)选附加电容C:估算一下电网电容电流IC,估算出IC后,按以下条件选取附加电容C:U01≤1V,0.045IC≤C≤0.1IC;U01>1V,0.092IC≤C<0.13IC。
式中C单位为μF,确定C值后,按照电力电容器铭牌上的电容值即可选定附加电容器或电容器组。
(3)选择电流表量程。
电流表量程的安培数必须大于附加电容微法数,宜大出25%左右为佳。
(4)选定某一备用开关柜或带有下隔离开关的停送电柜。
将选定的电容器或电容器组同电流表串联后可靠接地,如图2所示。
必须做到:将电容器放在绝缘垫上,外壳可靠地接到电流表上;将电流表两端用一导线搭接,达到既接触良好,又可方便地挑开;准备好电容器放电接地线。
矿井高压电网单相接地电容电流
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℃。
单相接地电容电流的计算
电网单相接地电容电流的计算和测量第一节有关电缆参数影响电网单相接地电容电流的因素很多,其中最大因素是电缆参数,即电缆芯对地的电容,不同的电缆有不同的参数表1和表2所示的是三芯油纸电缆和交流聚乙烯电缆参数。
地电容电流的3~5%。
第二节电网单相接地故障电容电流计算电网单相接地故障电容电流准确计算直接影响到选用补偿装置范围,特别是对新建变电站。
对6KV电网一般计算公式为:IC=1.14×ICC+2.8+IDC对于10KV电网一般计算公式为:IC=1.2×ICC+4.8+IDC式中:IC为电网单相接地电流,ICC为电缆计算电容电流,IDC为电网浪涌电容电流。
在计算电网单相接地故障电容电流时,要充分考虑到实际电网情况,特别是新建变电站,要充分考虑回路末端开关站以下高压部分电流。
第三节中性点小电阻接地电网特点1、单相接地电容电流测量方法,准备电压表、电流表各一块,6KV电力电容器若干,接地线及高压试电笔等。
2、测量步骤(1)测量电网自然不平衡电压U01。
在电网正常运行时,去掉电压互感器二次开口三角上的负载,接上电压表,这时电压表的读数即为U01,电压表不要拆除。
(2)选附加电容C:估算一下电网电容电流IC,估算出IC后,按以下条件选取附加电容C:U01≤1V,0.045IC≤C≤0.1IC;U01>1V,0.092IC≤C<0.13IC。
式中C单位为μF,确定C值后,按照电力电容器铭牌上的电容值即可选定附加电容器或电容器组。
(3)选择电流表量程。
电流表量程的安培数必须大于附加电容微法数,宜大出25%左右为佳。
(4)选定某一备用开关柜或带有下隔离开关的停送电柜。
将选定的电容器或电容器组同电流表串联后可靠接地,如图2所示。
必须做到:将电容器放在绝缘垫上,外壳可靠地接到电流表上;将电流表两端用一导线搭接,达到既接触良好,又可方便地挑开;准备好电容器放电接地线。
(5)检查接线及电表量程等,确保正确无误。
浅析煤矿6kV高压电网单相接地电容电流的测试原理及方法
图1
信号注入法测量配电网电容电流原理
2011 年 9 月
邓建忠: 浅析煤矿 6 kV 高压电网单相接地电容电流的测试原理及方法
第 20 卷第 9 期
± 2% ; 电源电压: 交流( 220 ± 22 ) V, 50 Hz。 4. 2 测量方法 图 4 是配电网电容电流测量原理图, 其中: L A 、 LB 、 L C 分别为电压互感器 ( PT ) 三相的高压绕组, 二 Lb 、 L c 组成开口三角形; C A 、 CB 、 C C 为导 次绕组 L a 、 线三相对地电容。 测量仪向 PT 开口三角注入一个 LB 、 LC 则在 PT 的一次绕组 L A 、 一定频率的电流 i0 , i2 、 i3 , 中分别感应出三个电流 i1 、 这三个电流将分别 PT R 、 在 三相的一次绕组电阻 漏抗 X L 和导线对地 电容中产生压降。因此就可以依据电容与阻抗的关 系由仪器内置的软件系统准确地计算出系统的电容 电流。
1
煤矿高压电网单相接地电容电流的测试
பைடு நூலகம்电网单相接地电容电流的实际测定, 是为电网
单相接地故障和接地电容电流的综合治理与保护提 供依据, 所以测试数据的真实性及有效性尤为重要 。 为此须注意如下几点:
0530 收稿日期: 2011作者简介: 邓建忠( 1972 - ) , 男, 山西昔阳人, 工程师, 从事机电技术工作。
4
现场测量仪器及注意事项
单相接地电容电流测试仪器种类较多, 原理多 为母线 PT 注入信号法, 如 DRY - 2 型电容电流测试 仪。 4. 1 仪表适用范围 1 ~ 66 kV 中 性 点 不 接 地 电 网; 环 境 温 度: - 20 ~ 45 ℃ ; 测 量 范 围: 1 ~ 200 A; 测 量 误 差: 4. 4
单相接地时零序电流电压分析知识讲解
单相接地时零序电流电压分析下面对系统单相接地时,零序电流与电压之间的关系做简单的分析:将某用电系统简化为上图:(将所有正常回路简化为第一条回路,假定第二条回路出现接地故障,零序CT安装位置如图中1、2)下面就分别对存在或不存在接地故障情况下,电压及对地电容电流进行分析。
对该系统电压情况分析如下:一、在正常情况下一次电压,二次电压(测量、开口三角)关系如图:UA(向量)与Ua(向量)、Ua0(向量);UB(向量)与Ub(向量)、Ub0(向量);UC(向量)与Uc(向量)、Uc0(向量);方向分别相同在测量线圈中变比为:即一二次侧电压比为60,即如果系统线电压为6000V,则在每一测量PT的二次线圈中电压为V,两相之间的电压为100V在开口三角线圈中变比为:即一二次侧电压比为,即如果系统线电压为6000V,则在每只PT的开口三角二次线圈中电压为V,UL0(向量)=Ua(向量)+ Ub(向量) +Uc(向量)====0用向量图的形式表示如下,由上图也可以看出系统正常时开口三角UL0(向量)为0二、如果C相保险熔断,那么UC(向量)=0,有UL0(向量)= Ua0(向量)+ Ub0(向量)======-Uc0(向量)用向量图的形式表示如下,可以看出此时开口三角电压与C相电压大小相等,方向相反。
即有:一相保险熔断(无论高压侧低压侧)开口三角电压约为33.3V,同理可知:如果一相保险熔断(无论高压侧低压侧),开口三角电压与该相二次电压大小相等,方向相反。
电压约为33.3V如果两相保险熔断(无论高压侧低压侧),开口三角电压与正常相二次电压大小相等,方向相同。
电压约为33.3V三、如果存在一相金属性接地(假设为C相金属性接地)则有:UA’(向量)=UAC(向量)=UA(向量)-UC(向量) UA(向量)+Un(向量)UB’(向量)=UBC(向量)=UB(向量)-UC(向量)中性点N对地的电位为零UA’(向量)=UAC(向量)=UA(向量)-UC(向量) ======UB’(向量)=UBC(向量)=UB(向量)-UC(向量) ====用向量图的形式表示如下,由三角函数的推导过程及向量图均可以看出,此时A相、B相相电压增大为原来的倍,即升高到了线电压,而A相电压方向变为滞后原来的相电压,B相电压方向变为超前了原来的B相电压300,此时PT二次侧A相、B相电压也相应增大为原来的倍,且其方向分别与U’A(向量),U’B(向量)相同。
单相接地电容电流的计算
电网单相接地电容电流的计算和测量第一节有关电缆参数影响电网单相接地电容电流的因素很多,其中最大因素是电缆参数,即电缆芯对地的电容,不同的电缆有不同的参数表1和表2所示的是三芯油纸电缆和交流聚乙烯电缆参数。
地电容电流的3~5%。
第二节电网单相接地故障电容电流计算电网单相接地故障电容电流准确计算直接影响到选用补偿装置范围,特别是对新建变电站。
对6KV电网一般计算公式为:IC=1.14×ICC+2.8+IDC对于10KV电网一般计算公式为:IC=1.2×ICC+4.8+IDC式中:IC为电网单相接地电流,ICC为电缆计算电容电流,IDC为电网浪涌电容电流。
在计算电网单相接地故障电容电流时,要充分考虑到实际电网情况,特别是新建变电站,要充分考虑回路末端开关站以下高压部分电流。
第三节中性点小电阻接地电网特点1、单相接地电容电流测量方法,准备电压表、电流表各一块,6KV电力电容器若干,接地线及高压试电笔等。
2、测量步骤(1)测量电网自然不平衡电压U01。
在电网正常运行时,去掉电压互感器二次开口三角上的负载,接上电压表,这时电压表的读数即为U01,电压表不要拆除。
(2)选附加电容C:估算一下电网电容电流IC,估算出IC后,按以下条件选取附加电容C:U01≤1V,0.045IC≤C≤0.1IC;U01>1V,0.092IC≤C<0.13IC。
式中C单位为μF,确定C值后,按照电力电容器铭牌上的电容值即可选定附加电容器或电容器组。
(3)选择电流表量程。
电流表量程的安培数必须大于附加电容微法数,宜大出25%左右为佳。
(4)选定某一备用开关柜或带有下隔离开关的停送电柜。
将选定的电容器或电容器组同电流表串联后可靠接地,如图2所示。
必须做到:将电容器放在绝缘垫上,外壳可靠地接到电流表上;将电流表两端用一导线搭接,达到既接触良好,又可方便地挑开;准备好电容器放电接地线。
(5)检查接线及电表量程等,确保正确无误。
接地电容电流
摘要:随着城市电网的发展,变电站10kV出线中电缆所占比重越来越高,导致10kV系统的电容电流越来越大,远远超过了规程规定的10A(10kV为架空线和电缆线混合的系统)。
因此需要在10kV中压电网中采用中性点谐振接地(经消弧线圈接地)方式。
理想的消弧线圈能实时监测电网电容电流的大小,在正常运行时电抗值很大,相当于中性点不接地系统,在发生单相接地故障时能在极短时间内自动调节电抗值完全补偿电容电流,使接地点残流的基波无功分量为零。
自动跟踪补偿消弧装置基本能实现上述功能,技术现已相当成熟,能将接地故障电流限制在允许范围内,保证系统的可靠运行及人身和设备的安全。
[关键词]:中压电网中性点谐振接地方式一、引言对10kV中压电网而言,设备的绝缘裕度受经济因素的制约作用较小,工频电压升高的不良影响较低,相反限制单相接地故障电流及其一系列危害显得尤为重要,加之接地继电保护选择性难题的攻克(之前为了检出和清除故障线路曾采用低电阻接地方式),现国内10kV中压电网多采用中性点非有效接地方式。
其包括如下几种方式:1、中性点不接地方式;2、中性点经高电阻接地方式;3、中性点谐振接地(经消弧线圈接地)方式。
所谓中性点不接地方式,实际系统是经过一定数值容抗接地的。
当系统发生一点接地时,保护不跳闸,仅发出接地信号,可带故障运行1-2小时(前提是系统接地故障电流不大于10A)。
因接地系数(零序阻抗与正序阻抗比值)k小于0,△U=-U相可能高于相电压,非故障相的工频电压升高将会略高于线电压,约为1.05U线。
另外,中性点不接地系统还具有中性点不稳定的特点,当单相接地电弧自行熄灭后,容易导致电压互感器的铁芯饱和激发中性点不稳定过电压,引起电压互感器烧毁与高压熔丝熔断等事故。
如采用中性点经高电阻接地方式:可限制电弧接地过电压;限制单相接地电弧熄灭后激起的中性点不稳定过电压。
但如系统发生单相接地故障时的故障电流超过10A,接地电弧不能自行熄灭,将引起电弧接地过电压,所以中性点经高电阻接地方式有一定局限性,只适合用于规模较小的10kV电网中。
鹤煤八矿单相接地电容电流分析
摘 要 : 小 电流 接地 系统 的接地 电容 电流对供 电可 靠性影 响极 大 。 阐述 了单相 接地 电容 电流 的 工 程计算 方法 , 用该 法计算鹤煤 八矿 的单相接地 电容 电流 。将其 与实测值 比较 , 并 分析产 生误差 的
原 因。
关键词 : 电缆 ;单相接地 电容 电流 ;工程计 算 中图分类号 :M114 T 3 . 文献标识码 : B 文章编号 :01 07 {000 08 o 10 - 84 2 1)4- 02一 2
Ab t c : T e c p ct e c re ti malg o n ig s s m ma e r a n u n e o h eib l y o o e sr t a h a a i v u rn n s l r u d n y t k s a g e t if e c n t e r l i t fp w r i e l a i
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KV电网单相接地电容电流
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。
单相接地电容电流的计算、分析7
I=0.1UL=0.1*10*27.8=27.8A
27.8*1.16=32.2A
和2#的兄弟的公式计算的差不多,谢谢了,哥们现在还发愁电抗器的选择啊,有没有高手给指点迷津啊!!!
引用:
原帖由空格于2008-10-31 11:24发表
给你个估算公式
I=0.1UL=0.1*10*27.8=27.8A
Uο=60kv/1.732=34.641KV=34641V
故:
Ic=3×314×0.0000005F×34641V=16.315911(A)
中性点不接地的配网系统,如果发生单相接地,则接地点流过系统的电容电流。
接地电流就是电容电流,容流跟线路长度有关,估算表格如下
每公里架空线路及电缆线路单相金属性接地电容电流平均值(A)
单从计算角度,应该对低压也试用
但从实际考虑,低压系统中点直接接地,单相接地故障主要为单相短路电流,电缆的容性电流非常小可以忽略,所以低压系统中应该没有计算容性电流的必要
引用:
原帖由elc_xiaojia于2008-10-31 17:33发表
5#的兄弟,1.16是不是个系数啊?我也存在与7#的兄弟同样的困惑!!
请问Id是怎么计算的?最好有计算过程,谢谢了~!
中性点不接地系统的单相电系统的教科书均可;
Ic=3×ω×C×Uο(A)
式中:
ω是角频率,ω=2πf
C是相对地电容
Uο是相电压
则:
ω=2×3.14×50=314
C=100km×0.005μF/km=0.5μF=0.0000005F
计算电容电流的意义是什么呢?
学习了
变电站用地多一点,尤其现在城市电缆网络,电容电流大。必须经消弧线圈接地。过电压及绝缘配合有规定,具体选多大的消弧线圈,多少档调节,在论文里面有文章专门论述,仔细找找吧。
低压电缆单相接地电容电流计算方法的比较分析
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。
(完整word版)接地电容电流分析
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。
接地电容电流分析
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。
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摘要:随着城市电网的发展,变电站10kV出线中电缆所占比重越来越高,导致10kV系统的电容电流越来越大,远远超过了规程规定的10A(10kV为架空线和电缆线混合的系统)。
因此需要在10kV中压电网中采用中性点谐振接地(经消弧线圈接地)方式。
理想的消弧线圈能实时监测电网电容电流的大小,在正常运行时电抗值很大,相当于中性点不接地系统,在发生单相接地故障时能在极短时间内自动调节电抗值完全补偿电容电流,使接地点残流的基波无功分量为零。
自动跟踪补偿消弧装置基本能实现上述功能,技术现已相当成熟,能将接地故障电流限制在允许范围内,保证系统的可靠运行及人身和设备的安全。
[关键词]:中压电网中性点谐振接地方式一、引言对10kV中压电网而言,设备的绝缘裕度受经济因素的制约作用较小,工频电压升高的不良影响较低,相反限制单相接地故障电流及其一系列危害显得尤为重要,加之接地继电保护选择性难题的攻克(之前为了检出和清除故障线路曾采用低电阻接地方式),现国内10kV中压电网多采用中性点非有效接地方式。
其包括如下几种方式:1、中性点不接地方式;2、中性点经高电阻接地方式;3、中性点谐振接地(经消弧线圈接地)方式。
所谓中性点不接地方式,实际系统是经过一定数值容抗接地的。
当系统发生一点接地时,保护不跳闸,仅发出接地信号,可带故障运行1-2小时(前提是系统接地故障电流不大于10A)。
因接地系数(零序阻抗与正序阻抗比值)k小于0,△U=-U相可能高于相电压,非故障相的工频电压升高将会略高于线电压,约为1.05U线。
另外,中性点不接地系统还具有中性点不稳定的特点,当单相接地电弧自行熄灭后,容易导致电压互感器的铁芯饱和激发中性点不稳定过电压,引起电压互感器烧毁与高压熔丝熔断等事故。
如采用中性点经高电阻接地方式:可限制电弧接地过电压;限制单相接地电弧熄灭后激起的中性点不稳定过电压。
但如系统发生单相接地故障时的故障电流超过10A,接地电弧不能自行熄灭,将引起电弧接地过电压,所以中性点经高电阻接地方式有一定局限性,只适合用于规模较小的10kV电网中。
随着城市的发展,对环境要求的提高,蜘蛛网式满天横飞的架空线路影响了城市的美观,城市的各大街道纷纷将架空线路改为电缆入地。
而每公里电缆的电容电流远大于同等长度的架空线路。
以10kV线路为例:架空线路的电容电流计算(按水泥杆、有避雷线计算)Ic=3.7U线l×10-3=3.7×10×1×10-3=0.037A(1)式电缆线路的电容电流计算Ic(u)=[(95+1.44S)/2200+0.23S]U线(2)式其中S为电缆心线截面积(mm2)以截面积为300的10kV电缆为例,每公里电容电流为2.32A。
10kV线路每公里电缆的电容电流约为架空线路的63倍,10kV出线中电缆比重的增大势必引起电容电流的增大,从而导致接地电弧无法熄灭,严重影响系统的可靠性,影响人身及设备的安全。
我国电力行业标准DL\T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中明确规定:3-10kV不直接连接发电机且由架空线路构成的系统,当单相接地故障电容电流超过10A又需在接地故障条件下运行时,应采用消弧线圈接地方式。
中性点经消弧线圈接地方式与前两种小电流接地方式相比,单相接地故障电流明显减小,非故障相的工频电压升高降低,且不存在中性点不稳定过电压的情况,基本运行特性明显优越。
二、自动跟踪补偿装置理想的消弧线圈能实时监测电网电容电流的大小,在正常运行时电抗值很大,相当于中性点不接地系统,在发生单相接地故障时能在极短时间内自动调节电抗值完全补偿电容电流,使接地点残流的基波无功分量为零。
当然这只是一种理想状态,但实际上现已研制出多种自动跟踪补偿消弧装置,基本实现了上述功能。
现即对自动跟踪补偿装置的构成及各部件的结构原理作一简要介绍。
自动跟踪补偿消弧装置主要由三大核心部件构成:接地变压器、可调节的消弧线圈及带小电流接地选线功能的自动调谐控制器。
针对消弧线圈的不同调节方式又配置了不同的部件,如调匝式等配置阻尼电阻箱,可控硅调节式配置可控硅控制箱等。
1、接地变压器因为10kV系统为三角形结线,无中性点引出,这就需要先通过接地变压器来形成一个中性点。
接地变压器采用Z型结线(或称曲折型结线),与普通变压器的区别是每相线圈分别绕在两个磁柱上,这样零序磁通能沿磁柱流通,而普通变压器的零序磁通是沿漏磁磁路流通,所以Z型接地变压器的零序阻抗很小,可带90%-100%容量的消弧线圈,相比普通变压器可带消弧线圈容量不得超过变压器容量的20%,可节省投资。
一般当系统不平衡电压较大时,Z型变三相绕组做成平衡式,当系统不平衡电压较小时(如全电缆网络),Z型变中性点要做出50-100V的不平衡电压以满足测量需要。
接地变压器除可带消弧线圈外,也可带二次负载,兼作站用变。
2、自动跟踪补偿的控制原理如何实现消弧线圈的自动跟踪补偿,使发生接地故障后的残流|Il-Ic|<5A。
(Il-消弧线圈上电感电流;Ic-电网的电容电流)。
就需要实时监测系统的电容电流。
算法有很多,如利用系统电容电流参数变化引起中性点电压、电流之间的相位变化量来计算电容电流;从消弧线圈内附PT二次侧加一电源,使位移电压发生变化,从而计算出电容电流;从消弧线圈内附PT二次侧注入不同频率的电流信号,找出谐振频率,根据谐振频率计算脱谐度和电容电流等等。
目前在自动跟踪补偿装置中用得较好的是电容电流在线实时测量法,其原理如下:首先画出系统正常运行时的零序等效电路:U0为系统的不对称电压,在装置投入运行时应先测量出来;C为系统对地的等效电容;R为回路电阻;L为有载调节消弧线圈。
首先将消弧线圈调至L1档,测量零序回路电流为I1,再将消弧线圈调至L2档,测量零序回路电流为I2。
U0=I1[R+j(X L1-X C)]U0=I2[R+j(X L2-X C)]由上两式即可求出R和X C,I C=U相/X C。
微机控制器是根据电网的脱谐度和残流的要求进行调节的,在投运前先将脱谐度ε=( Il-Ic)/ Il设定在一个范围内,当系统的脱谐度超出此范围,控制器发出指令,调整消弧线圈使脱谐度及残流满足要求。
控制器同时还有小电流接地选线功能。
在电力系统中,当小电流接地系统发生单相接地故障时会导致:a、系统零序电压升高;b、非故障线路零序电流为本身电容电流值,相位超前零序电压近90度;c、故障线路零序电流最大,为所有非故障线路零序电流之和,相位滞后零序电压近90度。
以上三点当无消弧线圈时对于基波、5次谐波均成立;而在有消弧线圈过补偿时对于基波不成立,只对5次谐波成立;另一方面,流过消弧线圈串接电阻的有功功率会流过故障点。
综上所述,采用零序基波电流、5次谐波电流相对算法,并结合零序有功分量等多种算法进行比较、表决,可大大提高接地选线的准确性。
另外还有一种称为残流增量法的算法,即在系统发生单相接地后把各线路的零序电流采集下来,然后调一档,再把各线路的零序电流采集一遍,求出各线路调档前后零序电流的变化量,其中最大者为接地线路,因为它等于消弧线圈调档前后电感电流的改变值,而其它线路基本不变。
3、消弧线圈的调节方式消弧线圈的调节方式主要有:①调匝式;②调容式;③可控硅调节式;④调直流偏磁式;⑤调气隙式…①调匝式调匝式消弧线圈是将绕组按不同的匝数抽出若干个分接头,用有载分接开关进行切换,改变接入的匝数,从而改变电感量。
调匝式因调节速度慢,只能工作在预调谐方式(即在系统正常运行无接地发生时,消弧线圈跟踪到最佳补偿位置,接地后不再调节),为保证较小的残流,必须在谐振点附近运行。
这将导致中性点位移电压升高,因此需加装阻尼电阻进行限压,保证中性点的位移电压不超过15%相电压。
为避免阻尼电阻上的有功电流使接地残流增大,在发生单相接地时,必须将阻尼电阻延时0.5秒后短接(为与选线装置配合),其原理如下:JJ为交流接触器的触点;JC为直流接触器的触点,当系统发生单相接地时,中性点电压升高,电流增大,同时母线PT开口三角输出电压。
如其值超过设定值时会启动JC或JJ将阻尼电阻短接。
延时由时间继电器控制。
②调容式通过调节消弧线圈二次侧电容量大小来调节消弧线圈的电感电流。
其采用二次调节消弧线圈,其结构如图所示:二次绕组连接电容调节柜,当二次电容全部断开时,主绕组感抗最小,电感电流最大。
二次绕组有电容接入后,根据阻抗折算原理,相当于主绕组两端并接了相同功率、阻抗为k2倍的电容,使主绕组感抗增大,电感电流减小。
因此通过调节二次电容的容量即可控制主绕组的感抗及电感电流的大小。
电容器的内部或外部装有限流线圈,以限制合闸涌流。
电容器内部还装有放电电阻。
因调容式调节速度快,可实现接地后调节(即系统正常运行时,消弧线圈工作在远离谐振点的位置,满足中性点位移电压不大于15%相电压的要求。
当发生接地故障后,再将消弧线圈调至满足残流要求的合适位置),可不加阻尼电阻。
③可控硅调节式采用高短路阻抗变压器式可控消弧线圈(短路阻抗可达100%),其结构原理图及等效电路图如下:一次绕组(GR)作为工作绕组接在接地变中性点与地之间,二次绕组(KR)作为控制绕组由两个反向并接的可控硅(KKG)短路,可控硅的导通角由触发控制器控制。
调节可控硅的导通角由0至180度之间变化,使可控硅的等效阻抗Z KKG在无穷大至零之间变化,输出的补偿电流就可在零至额定值之间得到连续无极调节。
系统中专门设计了有效滤波设施抑制可控硅导通时产生的谐波,使输出的电流保持为工频电流。
由于可控硅工作于与电感串联的无电容电路中,其工况既无反峰电压的威胁又无电流突变的冲击,可靠性得到了保障。
可控硅调节式调节速度极快,正常时消弧线圈工作在远离谐振点的位置,不加阻尼电阻。
其一大优点是因采用短路阻抗而不是励磁阻抗作为工作阻抗,所以伏安特性可保证在0-110%额定电压范围内保持极佳的线性度。
④调直流偏磁式交流工作线圈内布置一个铁芯磁化段,通过改变铁芯磁化段磁路上的直流励磁磁通大小来调节交流等值磁导,实现电感连续可调。
其基本结构如图所示:直流励磁绕组采取反串连接方式,使整个绕组上感应的工频电压相互抵消。
通过对三相全控整流电路输出电流的闭环调节,实现消弧线圈励磁电流的控制,利用微机的数据处理能力,对这类消弧线圈伏安特性上固有的不大的非线性实施动态校正。
消弧线圈还有另外一些调节方式,如调气隙式等就不一一介绍了。
三、工程中的具体应用成都地区过去10kV系统均采用中性点不接地方式,但由于10kV出线电缆所占比重的增加,导致电容电流升高超过了规程的要求,现在新建变电站已广泛采用10kV自动跟踪补偿消弧装置。
以新建青白江110kV大湾变电站为例:变电站10kV采用单母线分段结线方式,共分两段。