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1、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 电网中一般都承受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，对用户连续工作影响不大，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逝，这对提高供电牢靠性，削减停电事故是格外有效的。由于该运行方式简洁、投资少，所以在我国电网初期阶段始终承受这种运行方式，并起到了很好的作用。但是随着电力事业日益的壮大和进展，这中简洁的方式已不在满足现在的需求，现在城
2、市电网中电缆电路的增多，电容电流越来越大超过 10A，此时接地电弧不能牢靠熄灭，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 4UU 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，拨坏了四周空气的绝缘，简洁发生相间短路；3） 产生铁磁谐振过电压，简洁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； 这些后果将严峻威逼电网设备的绝缘，危及电网的安全运行。为了防止上述事故的发生，为系统供给足够的零序电流和零序电压，使接地保护牢靠动 作，需人为建立一个中性
3、点，以便在中性点接入接地电阻。为了解决这样的方法。接地变压 器简称接地变就这样的状况下产生了。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
4、器只供给中性点接地小电阻，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推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。依据上述分析，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
5、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牢靠动作。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1.1 架空线路的电容电流可按下式估算：1.1.1 依据单相对地电容，计算电容电流Ic=3UPC310式中：UP电网线电压kVC单相对地电容F一般架空线单位电容为 5-6pF/m。1.1.2 依据阅历公式，计算电容电流Ic=2.73.3UeL10 3一次设计手册P261式中：L-线路长度公里 Ue-额定电压kVIc-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
6、流为单回线路的1.31.6 倍注：1.3-对应 10kV 线路，1.6-对应 35kV 线路，Ic-单回线路电容电流1.2 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：1.2.1 依据单相对地电容，计算电容电流Ic=3UPC103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 200-400pF/m 左右可查电缆厂家样本。1.2.2 依据阅历公式，计算电容电流Ic=0.1UeL不太准一次设计手册P262 式中：L-线路长度公里Ue-额定电压kVIc-架空线路的电容电流(A)1.3 10kV 电缆线路单相接地电容电流可按下式计算：Ic= 95 +1.44SUe一次设计手
7、册812200 + 0.23s式中：S-电缆截面m Ue-额定电压kVIc-电缆线路的电容电流(A)额定电压电缆截面Sm UekV101625355070951.3.1 1035kV 电缆线路的电容电流A/km可按下表计算： 表 1.3-1120150185240100.460.520.620.690.770.91.01.11.31.435备注：10kV，35kV 电缆为具有金属保护层的三芯电缆。额定电压电缆截面Sm Ue1.3.2 110220kV 电缆线路的电容电流A/km可按下表计算： 表 1.3-2kV24030040050063080010001200140016001102.72.
8、93.33.644.555.35.662204.755.45.96.57.47.88.28.7备注：110kV、220kV 电缆为单芯交联聚乙烯绝缘皱纹铝护套电缆。1.4 电容电流计算完毕后，还需要依据不同电压等级的系统，附加如下表的变电站接地电容电流系数：额定电压kV610153563110表 1.4-1一次设计手册P262系数1.181.161.151.131.121.10二、消弧线圈及协作的接地变压器的选择消弧线圈作用：单相接地故障时，中性点的位移电压产生感性电流流过接地点，补偿电容电流，将接地点的综合电流限制在10A 以下，到达自动息弧、连续供电的要求。安装在 Y/接线的双绕组变压器或
9、者 Y/Y/接线三绕组变压器中性点上的消弧线圈的容量，不应超过变压器三相总容量的50%，且不得大于三绕组变压器任何一绕组的容量。安装在 Y/Y 接线的变压器上的消弧线圈的容量不应超过变压器三相总容量的20%。如变压器无中性点或者中性点未引出，应装设专用接地变压器。其容量应与消弧线圈的容量相协作，并承受一样的定额时间，而不是连续时间。接地变压器的特性要求是：零序阻抗低，空载阻抗高，损失小。一般承受曲折形接法Z 形的变压器。消弧线圈一般承受油浸式。装设在屋内小于80%湿度的场合可以用干式。2.1 消弧线圈选择计算2.1.1 依据架空线或电缆参数计算公式计算电容电流Ic消弧线圈补偿容量计算：Ue3Q
10、=KIc一次设计手册P261式中：Q-补偿容量kVAK-系数，过补偿选择 1.35 Ue-额定线电压Ic-电网电容电流消弧线圈应避开在谐振点运行。一般需将分接头调谐到接近谐振点的位置，以提高补偿Ic - Il成功率。脱谐度V=Ic不大于 10%，Il 为消弧线圈中的电感电流。为便于运行调谐，选用的容量宜接近于计算值。消弧线圈的分接头一般不小于5 个。(Q + S SinF)2 + (S CosF)22.1.2 接地变压器的容量此式中接地变同时作为所用变，二次侧接所用电计算： Sj=式中：Q-消弧线圈容量kVAS-二次侧接所用电的容量kVAF -功率因数角Sj-接地变容量kVA，需除以 10.5
11、接地变 10s 的允许过载系数为额定容量的 10.5 倍，所以计算出来的接地变容量除以10.5 就是接地变的容量。2.1.3 实例例如某 110kV 变电所，二台主变，10kV 单母线分段，共 24 回电缆出线，两套装置补偿，一回电缆平均长度按 2kM 计算，所变容量 100kVA，COS=0.8.依据式4-1或式4-2 有：Ic=0.1UPL=0.110.5212=25.2A变电所增加电容电流为 16%故 Ic=25.21.16=29.23A 依据式上式：Q=KIcUP/3=1.3529.2310.5/3=239kVA依据消弧线圈容量系列性及最大电容电流 Ic，确定相应的 Q=300KVA，
12、补偿电流调整范围为 2550A依据上式：因此整套装置，可调电抗器选用了型号为 XHDCZ-300/10/25-50A九档，容量为300kVA，系统电压 10kV，额定电压 6.062kV，补偿电流调整范围为 25-50A.接地变压器选用了型号为DKSC-400/100/10.5，10.55%、容量为 400kVA，二次容量为 100kVA，系统电压 10.5kV。三、小接地电阻及协作的接地变压器的选择小接地电阻的作用：经小电阻接地产生足够的零序电压或者零序电流，使接地保护牢靠动作。UeId3小电阻阻值RN=，式中：Id-短路电流Id=IN 相电压流过接地电阻电流+IC 电容电流一般取1000A此值为阅历值 Ue-额定电压RN-小接地电阻的电阻值接地电流接地变容量kVA：Se=相数相电压 相数 8秒过负荷倍数10.5