35kV10kV系统消弧线圈小电阻接地接地变压器的选择及计算.docVIP

35kV、10kV系统消弧线圈、小电阻接地、接地变压器的选择及计算 我国电力系统中， 10kV、35kV电网中一般都采用中性点不接地的运行方式。电网中主变压器配电电压侧一般为三角形接法，没有可供接地的中性点。当中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压三角形保持对称，对用户继续工作影响不大，并且电容电流比较小（小于10A《一次设计手册》P81页）时，一些瞬时性接地故障能够自行消失，这对提高供电可靠性，减少停电事故是非常有效的。由于该运行方式简单、投资少，所以在我国电网初期阶段一直采用这种运行方式，并起到了很好的作用。 但是随着电力事业日益的壮大和发展，这中简单的方式已不在满足现在的需求，现在城市电网中电缆电路的增多，电容电流越来越大（超过10A），此时接地电弧不能可靠熄灭，就会产生以下后果： 1）单相接地电弧发生间歇性的熄灭与重燃，会产生弧光接地过电压，其幅值可达4U（U为正常相电压峰值）或者更高，持续时间长，会对电气设备的绝缘造成极大的危害，在绝缘薄弱处形成击穿；造成重大损失。 2）持续电弧造成空气的离解，拨坏了周围空气的绝缘，容易发生相间短路； 3）产生铁磁谐振过电压，容易烧坏电压互感器并引起避雷器的损坏甚至可能使避雷器爆炸； 这些后果将严重威胁电网设备的绝缘，危及电网的安全运行。 为了防止上述事故的发生，为系统提供足够的零序电流和零序电压，使接地保护可靠动作，需人为建立一个中性点，以便在中性点接入接地电阻。为了解决这样的办法。接地变压器（简称接地变）就这样的情况下产生了。接地变压器就是人为制造了一个中性点接地电阻，它的接地电阻一般很小。另外接地变压器有电磁特性，对正序负序电流呈高阻抗，绕组中只流过很小的励磁电流。由于每个铁心柱上两段绕组绕向相反，同心柱上两绕组流过相等的零序电流呈现低阻抗，零序电流在绕组上的压降很小。也既当系统发生接地故障时，在绕组中将流过正序、负序和零序电流。该绕组对正序和负序电流呈现高阻抗，而对零序电流来说，由于在同一相的两绕组反极性串联，其感应电动势大小相等，方向相反，正好相互抵消，因此呈低阻抗。接地变压器的工作状态，由于很多接地变压器只提供中性点接地小电阻，而不需带负载。所以很多接地变压器就是属于无二次的。接地变压器在电网正常运行时，接地变压器相当于空载状态。但是，当电网发生故障时，只在短时间内通过故障电流，中性点经小电阻接地电网发生单相接地故障时，高灵敏度的零序保护判断并短时切除故障线路，接地变压器只在接地故障至故障线路零序保护动作切除故障线路这段时间内起作用，其中性点接地电阻和接地变才会通过IR= （U为系统相电压，R1为中性点接地电阻，R2为接地故障回路附加电阻）的零序电路。根据上述分析，接地变压器的运行特点是；长时空载，短时过载。 总之，接地变压器是人为的制造一个中性点，用来连接接地电阻。当系统发生接地故障时，对正序负序电流呈高阻抗，对零序电流呈低阻抗性使接地保护可靠动作。 一、电容电流的计算 此计算作为是否安装消弧线圈/小接地电阻的判据，小于10A不需要，大于10A需要 （1）架空线路的电容电流可按下式估算： Ic=（2.7~3.3）×Ue×L× 《一次设计手册》P261 式中：L-线路长度（公里） Ue-额定电压（kV） Ic-架空线路的电容电流(A) 2.7-系数，无架空地线的线路 3.3-系数，有架空地线的线路 同杆双回线路的电容电流为单回线路的1.3~1.6倍 （2）电缆（具有金属保护层的三芯电缆）线路的电容电流可按下式估算： Ic=0.1×Ue×L 不太准 《一次设计手册》P262 式中：L-线路长度（公里） Ue-额定电压（kV） Ic-架空线路的电容电流(A) 10kV电缆线路单相接地电容电流可按下式计算： Ic= 《一次设计手册》81 式中：S-电缆截面（m㎡） Ue-额定电压（kV） Ic-电缆线路的电容电流(A) 10~35kV电缆线路的电容电流（A/km）可按下表计算： 额定电压 Ue（kV） 电缆截面S（m㎡） 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 10 0.46 0.52 0.62 0.69 0.77 0.9 1.0 1.1 1.3 1.4 35 备注：10kV，35kV电缆为具有金属保护层的三芯电缆。 110~220kV电缆线路的电容电流（A/km）可按下表计算： 额定电压 Ue（kV） 电缆截面S（m㎡） 240 300 400 500 630