煤矿高压电网单相接地电容电流计算方法.pdfVIP

山西省晋煤寺河矿二号井

高压电网单相接地电容电流计算

近年来，随着矿井井型的增大，井下用电设备的增多，煤矿机械

化程度的提高，供电线路逐渐增加，煤矿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

煤矿安全事故发生的可能，必须对煤矿高压电网的单相接地电容电流

进行准确的治理和补偿，因此准确计算煤矿供电系统对地电容电流具

有重要的现实意义。

单相接地故障是影响煤矿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和补偿，本文在分析煤矿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。最后，通过实例

计算验证了该改进计算方法的正确性。

1、电网单相接地电容电流的理论计算

煤矿10kV高压电网中性点不接地系统可以由图1模拟表。

图110kV中性点不接地模拟电网



图中，、、为电网各相相电势，C~C为各线路每相对地分

EEE

ABC14

布电容，C为电力系统中其它线路与设备的一相对地总电容，

0

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

d01234

相接地故障时，故障点的接地电容电流由式Id3CUA计算，其中

CCCCCC为配电网一相对地总电容值，为电网的相电压，

01234

大小为6000/3。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，煤矿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。本文提出了一种综合考虑电缆参数、天气系数及高压电器增值系

数的煤矿10kV高压电网对地电容电流的精确理论计算方法。该计算

方法克服了原有公式选择电缆参数单一的缺点，根据不同电缆参数、

天气因素及高压电器增值系数选用不同计算参数，有效提高了计算结

果的精度。

2.1电缆对地电容电流

在煤矿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：

IcdKUL（1）

式中；K(95hS)/(22006S)；L为电缆的长度(km)；S为电缆芯线横

i

2

截面积(mm)；U为电缆线路的额定电压(kV)；hi为电缆截面系数，见

表1，如h1503.3。

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：

ILd1.14.2UL103(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