不接地系统容性电流危害分析处理

不接地系统电网单相接地电容电流危害

处理办法

近年来，供电线路逐渐增加，高压电网的单相接地电容电流也在增大，给供电系统的正常运行带来一系列安全性和可靠性问题。随着接地电容电流的增大，降低了电缆的绝缘程度，易形成绝缘击穿从而发生两相或三相短路故障，当电网的接地电容电流增大到一定值后，接地故障点电弧便难以自熄，容易引起间隙电弧过电压。为减少安全事故发生的可能，必须对高压电网的单相接地电容电流进行准确的治理。

单相接地和电弧光故障是影响高压电网安全供电的主要因素之一，当单相接地电容电流超过一定值时，必须对煤矿高压电网的单相接地电容电流进行准确的治理。本文在分析高压电网电容电流理论准确计算基础上，应用了综合考虑电缆系数、天气系数及高压电器设备增值系数的改进的单相接地电容电流计算方法。

1 、电网单相接地电容电流的理论计算

10kV 高压电网中性点不接地系统可以由图1模拟表。

图中，A E ∙、B E ∙、C E ∙

为电网各相相电势，14~C C 为各线路每相对地分布电容，0C 为电力系统中其它线路与设备的一相对地总电容，01234d I i i i i i =++++为电力系统单相接

地电容电流。当配电网发生A 相单相接地故障时，故障点的接地电容电流由式3d A I CU ω=计算，其中01234C C C C C C =++++为配电网一相对地总电容值， 为电网的相

电压，大小为6000。从而可见，在配电网中，供电电缆长，电缆越粗，则电网的对地电容就越大，接地电流也越大。煤矿配电网中性点不接地系统单相接地故障时，有如下的故障特征：流过所有非故障线路零序电流的方向相同，故障线路零序电流方向与非故障线路相反，且故障线路电流突变的幅值大于所有非故障相的幅值，其值为所有非故障相的幅值之和。

2 、10kV 供电系统单相接地电容电流的实用精确计算

通常情况下，高压电网中计算电缆和架空线路的电容电流，再加上电气设备的对地电容电流，作为电力系统总的单相接地电容电流。 技术交流

2.1 电缆对地电容电流

在10kV 高压电网中，发生单相接地故障时，电缆的电容电流计算如下：

cd I K U L =∙∙ （1）

式中； (95)/(22006)i K h S S =++；L 为电缆的长度(km)；S 为电缆芯线横截面积(mm 2)；U 为电缆线路的额定电压(kV)；i h 为电缆截面系数，见表1，如150 3.3h =。

2.2 架空线路对地电容电流

根据经验架空线路对地电容电流远小于电缆线路，煤矿10kV 高压电网的架空线路均无架空地线，系统发生单相接地故障时，架空线路电容电流可由下式计算：

31.1 4.210Ld I U L =⨯⨯⨯ (2)

式中L 为线路长度(km)；U 为架空线路额定线电压(kV)。

2.3电气设备对地电容电流

由经验知10kV 电气设备的单相接地电容电流约为架空线及电缆对地电容电流总和的0.18倍，从而可精确计算在分列运行状态下，以各段10kV 母线为电源的相对独立的煤矿高压电网单相接地电容电流。计算如下：

612()d Ld cd I K K I I =+∑∑ (3 )

式中 6d I 为相对独立的高压电网发生单相接地故障时的电容电流；1K 为天气系

数。阴雨天时1K =1.05，天气晴朗干燥时1K =1；2K 为电力系统中所接高压电气设备的

增值系数，在10kV 高压电网中 2K =1.18； Ld I ∑为该高压电网中所有带电运行的架

空线路单相接地电容电流之和；cd I ∑为该高压电网中所有带电运行的电缆路单相接

地电容电流之和。

3 、翔盛供电系统单相接地电容电流的计算

A 、变电所10KV 母线I 段：地面架空线路较短可以忽略

电缆长度统计：95mm 2/2.8km 、185mm 2/0.2km 、240mm 2/0.15km ；

计算后容性电流为：约为15A ；

B 、变电所10KV 母线II 段：

电缆长度统计：95mm 2/1233m 、185mm 2/0.2km 、240mm 2/669m ；

保守估算后容性电流为：约为11A ；

C 、变电所10KV 母线Ⅲ段：

电缆长度统计：95mm 2/6530m ；

保守估算后容性电流为：约为29A ；

D 、硫酸厂变电所：

电缆长度统计：95mm 2/1260m ；

保守估算后容性电流为：约为6A ；

4、中华人民共和国电力行业标准

3kV～10kV不直接连接发电机的系统当单相接地故障电容电流不超过下列数值时，应采用不接地方式；当超过下列数值又需在接地故障条件下运行时，应采用消弧线圈接地方式接地，或强制消弧措施；

a)3kV～10kV钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统，10A。

b)3kV～10kV非钢筋混凝土或非金属杆塔的架空线路构成的系统，当电压为：

1)3kV和6kV时，15A；

2)10kV时，10A。

3)3kV～10kV电缆线路构成的系统，10A。

5、不接地系统容性电流的危害：

单相接地时，当接地电流大于10A而小于30A时，有可能产生不稳定的间歇性电弧，随着间歇性电弧的产生将引起幅值较高的弧光接地过电压，其最大值不会超过3.5倍相电压，对于正常设备有较大的绝缘裕度，应能承受这种过电压，对绝缘较差的设备、线路上的绝缘弱点和绝缘强度很低的旋转电机有很大的威胁，在一定程度上对安全运行有影响。过电压一般为下列数值：

不接地： 3.5 P.U

消弧线圈接地： 3.2 P.U

电阻接地： 2.5 P.U

非线性电阻接地：不大于 2.5 P.U

A、开关柜内部电燃弧耐受时间及成本估计

B、实际发生的电弧事故