变电所设计中接地变、消弧线圈及自动补偿装置_secret.docVIP

变电所设计中接地变、消弧线圈及自动补偿装置的原理和选择 简介： 本文分析了10kV中性点不接地系统的特点，以及系统对地电容电流超标的危害，给出了电容电流的计算方法，对传统消弧线圈接地系统在运行中存在的问题进行了简要分析，重点阐述了自动跟踪消弧线圈成套装置的工作原理和性能特点，以及有关技术参数的选择和配置。１ 问题提出 　　随着城市建设发展的需要和供电负荷的增加，许多地方正在城区建设110/10kV终端变电所，一次侧采用电压110kV进线，随着城网改造中杆线下地，城区10kV出线绝大多数为架空电缆出线，10kV配电网络中单相接地电容电流将急剧增加，根据国家原电力工业部《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定，3—66KV系统的单相接地故障电容电流超过10A时，应采用消弧线圈接地方式。一般的110/10kV变电所，其变压器低压侧为接线，系统低压侧无中性点引出，因此，在变电所设计中要考虑10kV接地变、消弧线圈和自动补偿装置的设置。 ??? ２ 10kV中性点不接地系统的特点 ??? 选择电网中性点接地方式是一个要考虑许多因素的问题，它与电压等级、单相接地短路电流数值、过电压水平、保护配置等有关。并直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、主变压器和发电机的安全运行以及对通信线路的干扰。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，值班人员一般在2小时内选择和排除接地故障，保证连续不间断供电。 ??? 3 系统对地电容电流超标的危害 ??? 实践表明中性点不接地系统(小电流接地系统)也存在许多问题，随着电缆出线增多，10kV配电网络中单相接地电容电流将急剧增加，当系统电容电流大于10A后，将带来一系列危害，具体表现如下： ??? 3.1当发生间歇弧光接地时，可能引起高达3.5倍相电压(见参考文献1)的弧光过电压，引起多处绝缘薄弱的地方放电击穿和设备瞬间损坏，使小电流供电系统的可靠性这一优点大受影响。 　? 3.2 配电网的铁磁谐振过电压现象比较普遍，时常发生电压互感器烧毁事故和熔断器的频繁熔断，严重威胁着配电网的安全可靠性。 ??? 3.3 当有人误触带电部位时，由于受到大电流的烧灼，加重了对触电人员的伤害，甚至伤亡。 ??? 3.4 当配电网发生单相接地时，电弧不能自灭，很可能破坏周围的绝缘，发展成相间短路，造成停电或损坏设备的事故；因小动物造成单相接地而引起相间故障致使停电的事故也时有发生。 ??? 3.5 配电网对地电容电流增大后，对架空线路来说，树线矛盾比较突出，尤其是雷雨季节，因单相接地引起的短路跳闸事故占很大比例。 ??? 4 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 ????????????????(4-1) 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(见参考文献3) 。 ??????? Ic=0.1×UP ×L?????????????????????????? (4-2) 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(见参考文献2)。 ??????? Ic=√3×UP×ω×C×103??????????????? (4-3) 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(见参考文献3)。 ??????? Ic= (2.7~3.3)×UP×L×10-3 ??????????????(4-4) 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 ??? 同杆双回架空线电容电流(见参考文献3) ：Ic2=（1.3~1.6）Ic （1.3-对应10KV线路,1.6-对应35KV线路, ?Ic-单回线路电容电流） ??? 4.3 变电所增加电容电流的计算(见参考文献3) 额定电压（KV） 6 10 35 增大率（%） 18 16 13 ??? 通过4-2和4-4比较得出电缆线路的接地电容电流是同等长