消弧线圈容量选择
城市变电站消弧线圈容量选择
河南科技 Henan Science and Technology
能源与化学
城市变电站消弧线圈容量选择
邵 昱 拜姝羽 李陆军 李丰克
（国网河南省电力公司郑州供电公司，河南 郑州 450000）
摘 要：随着城乡建设的不断发展，用户负荷增长，变电站馈线回路增多，线路增长，再加上近年来城市架空
性的变电站，根据相关规程的规定进行电容电流计算，并 与投运后的实测值进行对比，找出存在差距的原因，提出 解决建议［2］。
1 ××市电网系统电容电流测量结果
表 1 为变电站消弧线圈及实测值一览表。 由表 1 可知，有相当一部分变电站目前未配置消弧 线圈，其余的变电站则补偿容量不足，或实测值已达到补 偿容量的最大值。根据规程规定，装在电网变压器中性 点的消弧线圈应采用过补偿式，以防止运行方式改变时， 电容电流减少，使消弧线圈处于谐振点运行，过补偿系统 取 1.35。因此，表 1 所列变电站的消弧线圈均需要进行增 容改造［3］。
随着城市电网的不断发展，市区架空线路入地改造 大量实施。城市建设的不断扩展，城市中电缆线路的长 度快速增加，导致系统单相接地电容电流越来越大。当 系统单相接地电容电流超过一定的范围而不对其进行补 偿，或补偿容量长期不足，不仅会影响消弧线圈的灭弧功 能，而且会对电网和其他设备带来危害［1］。
国家相关电力工程设计规程规定，当 6～10kV 电网 的单相接地电容电流大于 30A，中性点应设置消弧线圈， 可以在系统发生单相接地故障时产生感性电流，补偿接 地电容电流，使通过接地点的电流低于产生间歇电弧或 维持稳定的电弧所需要的电流，起到消除接地点电弧的 作 用 ，有 效 减 少 产 生 弧 光 接 地 过 电 压 的 机 率 。 本 文 结 合××市多个变电站的电容电流实测值，选取其中有代表
消弧线圈的整定原则、容量和安装地点的选择
专题一： 消弧线圈的整定原则、容量和安装地点的选择一.整定原则消弧线圈整定时，主要考虑的原则有：1. 故障点流过的残余电流应该尽量的小。
因为残流越小，接地电弧的危害也越小，电弧的最后熄灭也越容易。
有的要求60kV 及以下的电力网，故障点的残余电流不超过10A 。
要使残流小，则应将消弧线圈调整到谐振补偿附近。
此时如果系统三相电容不对称，在正常运行情况下，就可能发生串联谐振，使中性点具有较高的电压，这是不允许的。
所以消弧线圈整定时还应考虑第二个原则。
2. 在正常和事故情况下，中性点对地电压应不致危害网络的正常绝缘。
有的要求系统在正常运行时，中性点的位移电压应不超过相电压的15%，发生事故时应不超过相电压的100%。
因此为避免产生较大的谐振过电压，消弧线圈不宜整定在谐振补偿，而须整定在过补偿或欠补偿的位置。
实际证明，在同时满足故障点残流和中性点位移电压规定的条件下，过补偿和欠补偿对灭弧的影响是差不多的。
但在欠补偿运行时，当网络因故障或其它原因，使某些线路断开后，可能构成串联谐振，产生危险的过电压。
所以正常情况下，不宜采用欠补偿的运行方式，而应采用过补偿的运行方式。
如果消弧线圈容量不足，可以允许在一定的时间内采用欠补偿的方式允许，但要对可能产生的过电压进行校验。
二.消弧线圈的容量选择消弧线圈的容量，应考虑电网的发展，并按过补偿进行设计。
其容量按下式计算：；式中：千伏安）(35.1X DC XH U I S =XH S ——消弧线圈的容量，千伏安；DC I ——电网接地电容电流，安倍；它包括变电所母线及其它设备和线路中个别地段（增大对地电容的因素）的附加电容电流，并考虑电网在近几年内的发展；X U ——电力网的相电压，千伏；1.35——系数；它考虑到计算误差系数1.1，气候影响系数1.05和过补偿运行系数1.1及以后电网发展用的消弧线圈容量储备系数1.1。
三.消弧线圈的安装地点消弧线圈的安装地点，应根据实际电网的具体情况来决定，但要保证电网在任何运行方式下，断开一、两条线路时，大部分电网不致失去补偿，所以不应将多台消弧线圈集中安装在电网的一处，且尽量避免电网只安装一台消弧线圈。
消弧线圈技术标准(附编制说明)
1总则
1.1 目的 为适应电网的发展要求，加强消弧线圈装置技术管理，保证消弧线圈装置的安全、准确、可靠
运行，特制定本技术标准。 1.2 依据
本标准是依据国家、行业和国际有关标准、规程和规范，并结合近年来国家电网公司输变电设 备评估报告、生产运行情况分析以及设备现场运行经验制定。 1.3 内容
本标准对 10kV～66kV 消弧线圈装置（含消弧线圈、接地变压器、控制器）的设计选型（运行选 用）、订货、监造、出厂验收、包装运输、现场安装和现场验收等环节提出了具体的技术要求。 1.4 适用范围
2
GB/T 14598.13-1998 量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第 1 部分：1MHz 脉冲群干扰试 验
GB/T 14598.14-1998 量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第 2 部分：静电放电试验 国家电网公司电力生产设备评估管理办法（生产输电[2003]95 号） 国家电网公司关于加强电力生产技术监督工作意见（生产输电[2003]29 号） 所有螺栓、双头螺栓、螺纹、管螺纹、螺栓头和螺帽均应遵照 ISO 及 SI 公制标准。 1.10 使用条件
2 消弧线圈装置技术参数和要求 .........................................................................................4 2.1 基本要求 ·······················································································4 2.2 引用标准 ·······················································································4 2.3 使用条件 ·······················································································4 2.4 技术要求 ·······················································································5 2.5 工厂监造和检验 ··············································································11 2.6 试验 ····························································································11 2.7 制造厂应提供的资料 ········································································16 2.8. 备品备件 ······················································································16 2.9 专用工具和仪器仪表 ········································································17 2.10 包装、运输和保管要求 ····································································17 2.11 技术服务 ·····················································································17 2.12 消弧线圈性能评价指标 ····································································17
10kV、35kV系统消弧线圈容量计算
35kV电容电流不得大于10A
10kV采用钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路时，电容电流不得大于10A
10kV采用非钢筋混凝土或非金属杆塔的架空线路时，电容电流不得大于20A
10kV电缆线路构成的系统，30A。
Ic＝（2.7～3.3）Ue*L/1000 （A）系数1 Ue——线路的额定电压（kV）L——线路的长度（km）
系数2.7~3.3的取值原则为：对没有架空地线的取2.7，对有架空地线的取3.3
对于同杆双回线路，电容电流为单回线路的1.3~1.6倍系数1.1变电所增加的接地电容电流为：10kV增加16%，35kV增加13%。
电缆线路的单相接地电容电流值
Ic＝0.1Ue*L （A）系数1.2如电缆的导线截面可知，可查表7-25得其电容电流。
S=SQRT(P2+Q2)
P=S*cosφ
Q=S*sinφ
cos sin二次容量 S接地变容量
0.80.6160
Q2；P2S变=sqrt(P2+Q2) Q=S站sinφ+Q W719.7213966517998.8888731.015
P=S站cosφ12816384
782.0935363611670.2995792.4988
12816384
+5。
110kv变电站低压系统电容电流计算及消弧线圈配置
110kv变电站低压系统电容电流计算及消弧线圈配置一、概述110kv变电站是电力系统中重要的电能传输和分配设施，其低压系统的电容电流计算和消弧线圈配置是保障系统安全稳定运行的重要环节。
本文将对110kv变电站低压系统电容电流计算和消弧线圈配置进行详细介绍，以期为相关工程技术人员提供参考和指导。
二、110kv变电站低压系统电容电流计算1. 低压系统电容电流的定义在110kv变电站的低压系统中，电容器被广泛应用于无功补偿和电压稳定等方面。
低压系统中的电容器会产生电流，称为电容电流。
电容电流的大小直接影响着系统的稳定性和安全性。
2. 电容电流的计算方法电容电流的计算方法可以通过以下公式来实现：Ic = 2πfCU其中，Ic为电容电流，f为电源的频率，C为电容器的电容量，U为电平电压。
3. 电容电流计算的实例分析以某110kv变电站的低压系统为例，其安装有若干台电容器，电容量分别为10μF、15μF、20μF和25μF，电源频率为50Hz，低压系统的电压为110V。
根据上述公式，分别计算出各个电容器的电容电流，并对比电容电流的大小，进行综合评估。
三、110kv变电站低压系统消弧线圈配置1. 消弧线圈的作用110kv变电站低压系统中，消弧线圈是用来限制短路电流和消除接点电弧的设备。
其作用是在低压系统发生故障时，迅速限制电流大小，使得故障电流迅速减小至可靠的数值，从而保护设备和系统的安全运行。
2. 消弧线圈的配置原则在110kv变电站低压系统中，消弧线圈的配置需要遵循一定的原则，包括：（1）根据低压系统的额定电流和短路容量确定消弧线圈的额定容量；（2）根据低压系统的接线方式和结构确定消弧线圈的接线方式；（3）根据低压系统的保护要求确定消弧线圈的动作特性。
3. 消弧线圈的配置方法消弧线圈的配置方法需要根据具体的110kv变电站低压系统情况进行综合考虑，包括系统的负荷特性、故障特性、运行条件等因素。
四、结论110kv变电站低压系统电容电流计算和消弧线圈配置是保障系统安全稳定运行的重要工作。
消弧线圈容量计算
消弧线圈（Reactor）是一种用于限制电流短路故障时的电弧电流的电气设备。
消弧线圈的容量计算通常需要考虑以下几个因素：1. 额定电压（Rated Voltage）：消弧线圈的容量应与电网的额定电压相匹配。
2. 短路电流（Short Circuit Current）：消弧线圈的容量需要能够限制电网的短路电流在安全范围内。
3. 线路容量（Line Capacity）：消弧线圈的容量应该与所连接的线路容量相匹配，以确保其正常运行。
4. 线路阻抗（Line Impedance）：消弧线圈的容量计算还需要考虑线路的阻抗，以确保消弧线圈能够有效地限制电网的电弧电流。
具体的容量计算方法会根据具体的应用场景和设备参数而有所不同。
一般情况下，容量计算需要参考相关的国际标准、规范以及厂家提供的设计指南。
建议在进行容量计算时，咨询专业的电力工程师或从事相关领域的专业人士，以确保计算的准确性和安全性。
关于消弧线圈的容量和选型案例计算
关于五中央消弧线圈的容量和选型计算一。
五中央的电缆长度和电容电流计算1.所有电缆出线为：A. 电缆单芯电缆，最大直径为400平方,其它的为185、240、300等规格B．一期的电缆长度105030米（105km）C．二期27900米（27.9Km）D. 电缆总长度为133km的单芯电缆本方案考虑系统配置两台主变，2.电容电流计算（按照交联聚乙烯电缆计算）：A.按照电缆的平均直径为240平方计算系统电容电流＝L×Ue×ω×C=133×22228×314.2×0.18×10-6＝167A（电缆按照240平方计算，0.18微法/km）B。
假设电缆平均400平方计算系统电容电流＝L×Ue×ω×C＝195A（电缆按照400平方计算，0.21微法/km）C。
本期电缆系统电容电流计算一期的电缆只有105km，电容电流大约为132A左右，每段大约为66A左右。
二。
消弧线圈容量计算1。
本次方案要求：A。
35kV系统是三角形接法，需要配置接地变B。
接地变二次带有400kvA的所用变C。
接地变和消弧线圈拟采用干式2.选型依据：我们按照电力系统的规程《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T 620—1997）上规定：一般裕度取为35%左右即可综上所述，正常每段母线的电容电流为本期为66A 左右，远期为83.5A 左右，按照公式计算，335.1n CU I W=1.35*83.5*22228=2500kvA三。
消弧线圈容量选型1.方案一：消弧线圈我们2500kVA 进行选型，是考虑到二期工程和以后发 展裕度，我们考虑一定的裕度，消弧线圈安装两台，每段母线补偿最大电流112A 。
消弧线圈设计为XHDCZ-2500/35，电流范围为38-112A ，接地变为DKSC-2900/35-400/0.4。
这样系统最大补偿电流为224A ，而系统估算最大电容电流为167A （极端情况为195A ），假设容量选择大一些，我们可以选择2700kvA （40-120A ）,3000kvA （50-135A ），3300kvA(50-150A)序号 设备名称型号规格 单位 数量 备注 1 干式接地变压器 DKSC-2900/35-400/0.4 台 2 配温湿控制器2 干式消弧线圈 XHDCZ-2500/35 台 23 真空有载开关 BPKI200-35/85 台 24 控制器及专用软件 XHK-Ⅱ 套 25 控制屏 PK-10 面 16 隔离开关 GN19-40.5/630 只 2 单极7 阻尼电阻控制器 RNK-35 台 2 内附CT8 电压互感器 JDZX9-35 只 2 9 氧化锌避雷器 HY5WZ2-51/134 只 2 10 故障录波功能 XHK-Ⅱ-LB 套 2 11 小电流接地选线 XHK-ⅡX 套 2 12 并联中电阻 BLX-35 套 2 推荐使用13零序电流互感器18。
2021年电气工程师发输变电专业练习题和答案(Part37)
2021年电气工程师发输变电专业练习题和答案（Part37）共2种题型，共75题一、单选题(共60题)1.消弧线圈容量选择及其他指标。
中性点经消弧线圈接地的电网，在正常情况下，脱谐度一般不大于（）。
A：8%,B：10%；C：15%；D：20%。
【答案】：B【解析】：解答过裎：根据《导体和电器选择册技术规定》（DL/T5222—2005）第18.1.4和18.1.7条之规定判断。
2.架空地线的设计安全系数应为（）。
A.2.75；B.3；C3.25；D.大于导线。
A：AB：BC：CD：D【答案】：D3.调度自动化设备交流电源供电，按规程规定应采用（）。
A：一路供电；B：两游供电，可来自同一电源点；C：两路洪电，来自不同电源点；D：三路供电，来自不同电源点。
【答案】：C4.某单端供电220kV电网如图14所示，AB线路A侧、BC线路B侧、BD线路B侧分别配置有三段式相间距离保护。
已知：可靠系数k=0.8,k'=0.8,k2=1时间级差△t=0.5，II段与相邻线路I段配合，灵敏系数km≥1.5，不考虑振荡闭锁和负荷电流的影响。
求：AB线路A侧相间距离保护I段的定值，即AB线路A侧、BC线路B侧、BD线路B侧距离保护的定值分别为（）Ω。
A：8、16、12；B：8、14、12；C：8,16、14；D：12、16、14。
【答案】：A【解析】：计算距离保护I段的定值5.继电保护整定计算时，短路电流计算的以下假设条件，()是不正确的。
A：发电机及调相机的正序电抗可采用t=0对的初瞬值X"d的饱和值；B：应计及故障点的电阻和接地电阻；C：不计线路电容电流和负荷电流的影响；D：不计短路暂态电流中的非周期分量。
【答案】：B6.弱电控制电缆的额定电压不应低于（）。
A：250V；B：450/750V；C：600/1000V；D：800/1200V。
【答案】：A7.某热电厂扩建2台机组，发电机单机额定容量Se=50MW,额定功率因数为0.85,额定电压Ue=10.5kV，2台发电机以扩大单元接线接入已建的11OkV升压站。
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消弧线圈容量应主要根据系统单相接地故障时电容电流的大小来确定，并应留一定裕度，以适应系统今后的发展和满足设备裕度的要求等。
消
弧线圈的容量可按式(6)确定：
式中q——消弧线圈的容量, kv·a;
un——系统标称电压， kv；
ic——对地电容电流，a。
对于改造工程，ic应以实测值为依据；对于新建工程，则应根据配电网络的规划、设计资料进行计算。
消弧线圈接地装置的选择首先是由配电网的电容电流确定，主要有2种方法：
a. 进行实际测量利用中性点外加电容法、增量法等，可以比较有效地将电容电流测出来，且对系统没有任何影响。
b. 根据配电网参数估算估算电容电流主要包括有电气连接的所有架空线路、电缆线路、变压器以及母线和电气的电容电流。
架空线路的电容电流近似估算公式为：
无架空地线：ic=2.7×ue×l×10-3(7)
有架空地线：ic=3.3×ue×l×10-3(8)
以上2式中，l为线路的长度，km；ic为线路的电容电流，a；ue为额
定电压， kv。
同杆双回线路的电容电流为单回路的1.3～1.6倍。
电缆线路的电容电流近似估算公式：
以上2式中，s为电缆截面，mm2；ic为线路的电容电流，a；ue为额定电压，kv。
上述公式主要适用于油浸纸电力电缆，对于目前采用较多的交联聚乙烯电缆，其每km的对地电容电流根据制造厂提供的参数比油浸纸电力电缆的大20%左右。
2.2 实际应用
石家庄钢铁厂220 kv 中央变电站为比较典型的用户站，该站规模为：2台220 kv/35 kv/6 k v，90 mv·a变压器；220 kv部分为桥型接线；
35 kv、6 kv部分均为单母线分段接线；6 kv部分由于进线额定电流较大，故采用了双开关进线。
35 kv出线7回，均为架空线，且线路非常短；6 kv出线15回，分别接在2段母线上。
在6 kv 2段母线上分别
装1套接地变压器加消弧线圈，出线均采用电缆，业主提供每段母线所接的电缆长度资料为：vlv22--240，15 km；vlv22--35，10 km。
根据电缆的长度选择消弧线圈的容量。
根据计算公式(10)，计算vlv22-240电缆的单位电容电流：
采用相同的计算方法，得到vlv22-120电缆的单位电容电流为1.124 59 a/km；vlv22-35电缆的单位电容电流为0.482 9 a/km。
根据业主提供的电缆长度，可以得出1段母线上所接电缆的电容电流：
根据上述计算，消弧线圈的容量选择为200 kv·a。
接地变压器的选择
使用z型接线变压器作为接地变压器
消弧线圈接入系统必须要有电源中性点，在其中性点上接入消弧线圈，
当发生单相接地时，流过变压器的三相同方向的零序磁通，经过油箱壁绝缘油及空气等介质形成闭合的回路，在油箱铁芯等处产生附加的损耗，这种损耗是不均匀的，必然要形成局部过热，影响变压器的正常运行和使用寿命。
所以接入此类接地变压器的消弧线圈的容量不应超过变压器容量的20%；为满足消弧线圈接地补偿的需要，同时也满足动力与照明混合负载的需要，可采用z型接线的变压器zn，yn11连接的变压器。
由于变压器高压侧采用z型接线，每相绕组由2段组成，并分别位于不同相的铁芯柱上，2段线圈反极性相连，零序阻抗非常小。
它的空载损耗低；变压器容量可以95%被利用；并能够调节电网的不对称电压。
由此可见，z型接线的变压器作为接地变压器是一种比较好的选择。