如何选择小电阻接地成套装置中的电阻值

如何选择小电阻接地成套装置中的电阻值

想谈三个问题：

一、小电阻接地装置的概念

1、通常10kV系统为中性点不接地系统，当系统出现单相接地故障时，在不发生谐振过

电压的情况下，健全相的电压将从相电压升高到线电压（1.73倍），而且这种运行方式允许持续2小时。但是，这样的不接地系统的存在是有条件的。那就是只适合于单纯由架空线路组成的电网，且其电容电流必须小于10A。问题是随着电网建设的发展，不可能有单纯的架空线路电网存在，而是电缆线路将越来越多，相应的电容电流也远远不止10A。当10kV系统发生单相接地故障时，往往因比较大的电容电流而产生谐振过电压。而谐振过电压的倍数常常可能达到3倍以上，这就严重威胁了设备的安全。所以人们一直在设法降低产生谐振过电压的条件，从而降低过电压的倍数，以确保运行设备的安全。简而言之，10kV系统可以作为中性点不接地系统而存在，但那是要有条件的，而这种条件遗随着电网的扩大和现代化已不复存在。

因此人们需要寻找一种人工的中性点接地装置，以降低谐振过电压对运行设备的危害。

2、消弧线圈接地装置

通常，消弧线圈的作用目标仅是把单相接地电容电流补偿到10A以下而已。自动跟踪补偿程度好的设备，当然可以解决问题。但如果补偿得不好的话，系统电容电流仍可能大于10A。而且，靠消弧线圈补偿实际上只能起到熄灭电弧（人们通常所说的弧光短路时的电弧）的作用，而不能抑止因弧光短路所引起的过电压倍数。

如果系统瞬时故障较多，那么这种装置还是不错的选择。

但如果系统中谐波分量较高的话，消弧线圈装置就不起作用。因为谐波分量越高，电容电流就越大，甚至可能达到几百安。

那当然频率很高，所以电容电流就相当大

我们知道，电容电流的大小除了和电容量成正比外，

而所谓的谐波分量，至少是三次、五次、七次等，

在系统的电容C一定的条件下，当然其频率越高，电容电流就越大

-3

L Ic= 3 U Cx10还和频率成正比，即：

由于系统中谐波分量的存在，可使电容电流达到几百安培之多，

另外，当系统发生单相接地故障时，其稳态过电压倍数为√3倍（即致使相电压升高到线电压），可是在暂态过电压阶段，其过电压倍数则可达到3～4倍，甚至更高。

还有，当出线因单相接地而造成暂态过电压时，消弧线圈却是起不到作用的！（因为暂态过电压属于高频电压，而电感线圈对高频是相当于开路！）。

此外，当系统电容电流很大（例如100A 以上到200A ）时，消弧线圈很难达到理想的脱谐度而造成谐振的发生。

还有，使用消弧线圈之后，相对不接地系统来说，选线更难。

3、小电阻接地装置

这种接地装置的好处是过电压程度低，对设备安全有利。

但美中不足的是故障电流大。

关于小电阻接地装置的几个问题：

关于过电压倍数：

若IR ＝IC ，过电压倍数为2.6PU (PU －最高相电压的峰值，即√2×U/√3) 若IR ＝2IC ，则过电压倍数为2.3PU ，

若IR ＝4IC ，则过电压倍数为2.0PU

结论：流经小电阻的阻性电流越大，过电压倍数就越低。

关于保护精度：

IR 越大，则故障电流就越大，保护的灵敏度越高。

所以，从过电压倍数和保护精度来看，都希望流经小电阻的阻性电流要大。

二、如何选择接地变的容量和小电阻接地成套装置中的电阻值

1、如何选择接地变的容量

若根据计算或统计，系统的电容电流为100A左右，那么为了使过电压倍数不要大于2倍的PU值，通常按4倍系统电容电流来确定流经小电阻的阻性电流，即IR＝400A，施加在小电阻上的电压为相电压，即10.5/√3＝6kV，则故障时段接地变容量为S＝IR×U＝400×6＝2400kVA。而按IEC标准，变压器10s的过负荷倍数为10.5倍（在10s 过负荷时间内，继电保护肯定已动作切除故障了，也就是说，变压器过负荷时间肯定小于10s），这样

接地变的额定容量S＝2400/10.5≈240kVA

若按产品系列来选择，则Sjdb＝315kVA

再保守一点，则可选为Sjdb＝400kVA

2、如何选择接地

接地电阻值R＝U相/I R＝6000V/400A＝15Ω

通常我们就选择为16Ω

因此，若我们选择R＝40Ω，那么流经小电阻的阻性电流只能是6000/40＝150A，若要保证流经小电阻的阻性电流是系统电容电流的4倍，那么，系统电容电流只能是37.5A，这和设计当初的预设条件是否相符，就要加以验证了。

三、如何估算系统电容电流

1、10kV电缆线路的电容电流：

式中：Ic——10kV电缆线路的电容电流，（A/km）

S——电缆截面，（mm2）

U线——额定线电压，（kV）

根据上式可以计算出各种截面的10kV电缆线路的电容电流如下表所示：

10kV电缆线路的电容电流

2、10kV架空线路的电容电流：

Ic＝0.025 A/km

3、我们可以按照所掌握的线路资料利用上面的数据来估算系统的电容电流，然后再按4

倍大小来确定流经小电阻的阻性电流IR。