单相接地电容电流的计算

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单相接地电容电流

单相接地电容电流

单相接地电容电流一、引言单相接地电容电流是电力系统中的一种特殊电流形式,它是由于系统中出现接地故障而产生的。

接地故障是指电力系统中的相线与地之间发生短路或接触,导致电流通过地面流回电源,形成回路。

接地电容电流的产生与电力系统的接地方式、接地电阻等因素有关。

二、接地方式及接地电容电流的产生原理2.1 接地方式电力系统的接地方式主要有直接接地、间接接地和无接地三种形式。

直接接地是指将电力系统中的相线直接接地,通常采用接地刀闸或接地开关实现;间接接地是指通过接地电阻将系统接地,通常采用接地变压器或接地电抗器实现;无接地是指电力系统不与地直接接触,通常用于特殊场合。

2.2 接地电容电流的产生原理接地电容电流的产生是由于电力系统中的电容器与地之间的电容所引起的。

当电容器与地之间发生接地故障时,电流通过电容器与地之间的电容流回电源,形成回路。

接地电容电流的大小与电容值、故障电压、频率等因素有关。

三、接地电容电流的特点接地电容电流具有以下特点:3.1 交流电流接地电容电流属于交流电流,其频率与电力系统的频率一致,通常为50Hz或60Hz。

交流电流的特点是周期性变化,具有正负交替的特性。

3.2 电流幅值较小接地电容电流的幅值通常较小,一般在几十安培以下。

由于电容的特性,接地电容电流的幅值受到电容值及故障电压的影响。

3.3 波形不对称接地电容电流的波形通常不对称,正、负半周期的波形形状不同。

这是由于电容的特性决定的,电容在充电和放电过程中的特性不同。

3.4 含有谐波成分接地电容电流中通常含有谐波成分,这是由于电力系统中存在非线性负载和谐波源所引起的。

谐波成分对电力系统的稳定运行具有一定的影响。

四、接地电容电流的影响及防护措施4.1 影响接地电容电流对电力系统的影响主要表现在以下几个方面:1.电压失真:接地电容电流中的谐波成分会引起电力系统中的电压失真,影响电力设备的正常运行。

2.电流过载:接地电容电流的存在会导致系统中的电流增大,可能引起设备过载,甚至烧毁设备。

发电机中性点用接地电阻设计计算书

发电机中性点用接地电阻设计计算书

发电机中性点用接地电阻设计计算书发电机中性点用接地电阻设计计算书一、发电机中性点接地方式的选择,设计依据发电机定子绕组发生单相接地故障时,接地点流过的电流是发电机本身及其引出回路所连接元件(主母线、厂用分支线、主变压器等)的对地电容电流。

当超过允许值时,将烧坏定子铁芯,进而损坏定子绕组绝缘,引起相间短路,故需要在发电机中性点采取经高电阻接地的措施。

以保护发电机免遭损坏。

表1示发电机接地电流允许值。

发电机额定电压(KV) 6.3 10.5 13.8~15.75 18~20 发电机额定容量(MW)≤50 50_100 125-200 300 表1发电机接地电流允许值二、发电机中性点经高电阻接地设计原则1、接地点阻性电流应大于(1~1.5)倍单相接地总的容性电流,以限制系统过电压不超过2.6倍额定相电压,其中容性电流应以发电机运行回路中出现的最大单相接地电容电流为依据。

2、发生单相接地时。

总的故障电流不宜小于3A,以满足继电保护动作的灵敏度。

3、发生单相接地时,总的故障电流不宜大于(10~15)A,以满足在定子绕组对铁芯发生单相接地时不损坏铁芯。

4、为定子接地保护提供电源,便于检测。

三、发电机电阻器的阻值计算1. 发电机定子绕组单相接地电容电流的计算根据发电机定子绕组的电容:C1=0.1uf发电机额定电压U0=10.5KV,则发电机电容电流为:Ic1=1.732_ωC1U0=1.732_2πfC1U0=1.732_314_0.1_10-6_10500=0.571A 2. 发电机出口电缆头及电缆头至主变低压绕组的单相接地电容电流计算按常规配电网络的经验估计:发电机出口电缆头及电缆头到主变低压绕组的故障电流允许值(A) 4 3 2 1 单相接地电容约为:C2=0.2uf发电机额定电压U0=10.5KV,则发电机电容电流为:Ic2=1.732_ωC2U0=1.732_2πfC2U0=1.732_314_0.2_10-6_10500=1.142A 3. 电缆单相接地电容电流的计算:电缆线总长为10m,其电容电流为: Ic3=0.1U0L=0.1_10.5_0.01=0.01A4. 发生单相接地时流向故障点的总的电容电流为:ΣIC= Ic1+ I c2+Ic3=0.571+1.142+0.01=1.723A从上计算结果可以看出,发电机发生单相短路时,接地电流小于表1规定值.考虑到保护,电流值选取为3A 5. 中性点接地电阻的选取计算: R=U相/I=10500/(1.732_3)=____.8ohm 四、发生单相接地时,总故障电流: I总2=I2+IC2I总=3.46A。

35kV、10kV系统消弧线圈、小电阻接地、接地变压器的选择及计算

35kV、10kV系统消弧线圈、小电阻接地、接地变压器的选择及计算

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。

黑龙煤矿10kV高压电网单相接地电容电流计算方法的优化

黑龙煤矿10kV高压电网单相接地电容电流计算方法的优化

2011年 6月
欧阳思华 :黑龙煤矿 1O kV高压 电网单相接地 电容 电流计算方 法的优 化
第20卷增刊 1
长度 ,km;S为电缆芯线横截面积 ,mm ;U为电缆线
10 kV 电网单相 接地 电容 电流 的计 算 如下 。
路 的额 定 电压 ,kV;hi为 电缆 截 面 系 数 ,见 表 1,如 3.1 地 面 35 kV变 电所 lOkV母 线 I段
路 ,煤矿 10 kV高压 电网的架空线路均无架空地线 ,
120
3.3
系统发生单相接地故障时 ,架空线路 电容 电流可由
150 185
3.3 3.3
下 式计 算 :
,I_.d=1.1×4.2U X L×10
(4)
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
doi:10.3969/j.issn.1005—2798.2011.S1.027
总 第 142期
黑龙 煤 矿 10 kV 高压 电 网单 相接 地 电容 电流计 算方 法 的优 化
欧 阳思 华
(潞安矿业集 团公司 设计处 ,山西 长 治 046204)
摘 要 :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 ,因此 ,本 文在分 析煤矿 高压 电网电 容 电流理论准确计算基础上 ,提出了一 种综合考 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 过黑龙煤 矿实例计算验证 了该改进计算方法 的正确性 。 关键词 :单相接地 ;对地电容电流;煤矿高压 电网 中图分 类号 :TM8 文献标识码 :B 文章编号 :1005—2798(2011)S1—0050-o4

中性点不接地系统 发生单相接地故障问答大全【精选】

中性点不接地系统 发生单相接地故障问答大全【精选】

多用在中压10~35kV ;(1kV以下低压,1~10kV中低压)中性点不接地系统正常运行时,各相对地电压是对称的,中性点对地电压为零,电网中无零序电压。

由于任意两个导体之间隔以绝缘介质时,就形成电容,所以三相交流电力系统中相与相之间及相与地之间都存在着一定的电容。

系统正常运行时,三相电压U A、U B、U C 是对称的,三相的对地电容电流i c0也是平衡的。

所以三相的电容电流相量和等于0,没有电流在地中流动。

每个相对地电压就等于相电压。

当系统出现单相接地故障时(假设C相接地) 。

则C相对地电压为0,而A相对地电压U’A=U A+(-U C)=U AC,而B相相对地电压U′B=U B+(-U C)=U BC。

由此可见,C相接地时,不接地的A、B两相对地电压由原来的相电压升高到线电压(即升高到原来对地电压的√3 倍,即1.732倍)。

C相接地时,系统接地电流(电容电流)IC应为A、B两相对地电容电流之和。

由于一般习惯将从电源到负荷方向取为各相电流的正方向,所以:IC=-(ICA+ ICB)。

IC在相位上超前U C 90º(流过故障线路始端的零序电流是电容电流,所以零序电流超前零序电压90°;由于在不接地系统中,单相接地是不会产生电流(对地分布电容的容性电流不算,所以小电流接地),即不会产生额外负载,所以不会影响各相电压包括相对中性点的电压关系);而在量值上由于IC=I CA又因I CA=U’A/X C= UA/XC= I C0,因此I C=3I C0,即一相接地的电容电流为正常运行时每相电容电流的三倍。

由于线路对地电容C很难确定,因此I C0和I C也不能根据电容C来精确计算。

一般采用下列经验公式来计算中性点不接地系统的单相接地电容电流:I C=Ue(Ik+35IL)/350Ue(为线路额定电压KV)Ik(为同一电压的具有电的联系的架空线路总长度)IL(为同一电压的具有电的联系的电缆线路总长度)在不完全接地(即经过一些接触电阻接地,中性点经消弧线圈接地)时,故障相对地的电压将大于0而小于相电压,而未接地相对地电压小于线电压,接地电容电流也比较小。

35kV电网接地电流计算及实测

35kV电网接地电流计算及实测

(下转第17页)35k V 电网接地电流计算及实测段晋伟(山西晋城煤业集团供电分公司,山西晋城048006)摘要:以矿井35k V 供电系统为研究目标,在高压电网电容电流理论基础上,综合考虑电缆系数、敷设环境及矿井的特殊性,建立了一套煤矿35k V 电网单相接地电流的计算方法,同时在35k V 系统正常供电的情况下,首次使用了直接测量法对矿井35k V 电网进行接地电流实测。

关键词:接地电容电流;中性点不接地;35k V 电网0引言为提高供电可靠性,我国35k V 电力系统一般采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式,《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定:“35k V 系统单相接地故障电流超过10A 时,应采用消弧线圈接地方式。

”同时《煤矿安全规程》规定:“矿井高压电网,必须采取限制单相接地电网电流的措施。

”矿井6~10k V 系统多采用经消弧线圈接地的运行方式,但在35k V 系统中并未采用经消弧线圈接地的运行方式。

通常认为煤矿35k V 供电系统结构简单,电缆及架空线路不长,与6~10k V 系统相比较电容电流相差很多,因此未引起足够重视。

但随着矿井井型的增大,采区的不断延伸,35k V 供电线路也在逐渐增加,使得煤矿35k V 电网的单相接地电容电流也在增大。

但对于煤矿35k V 供电系统来说,由于其敷设方式的局限性和特殊性,加之35k V 的高电压等级、煤矿供电的风险性,在煤矿35k V 供电系统中还没有对35k V 系统接地电流进行估算及直接测量的手段及方法。

为减少煤矿35k V 电网接地事故发生的可能,必须对煤矿35k V 电网的接地电容电流进行准确的计算及测量。

1高瓦斯矿井35kV 电网系统单相接地电容电流计算成庄矿35k V 电网供电系统如图1所示。

综合考虑电缆系数、敷设环境及矿井的特殊性使用以下公式:架空线路电容电流(A )=1.1×3.3×U ×L ×10-3电缆线路电容电流(A )=0.1×U ×L式中,U 为额定电压(k V );L 为架空线路或电缆线路的长度(k m )。

单相接地故障电容电流

单相接地故障电容电流

单相接地故障电容电流在电力系统中,电容是一种常见的电器元件,其具有存储电能的能力。

当电容器发生故障时,可能会产生单相接地故障电流。

本文将探讨单相接地故障电容电流的产生原理、特点以及对电力系统的影响。

一、单相接地故障电容电流的产生原理电容器由两个导体板和介质组成,当电容器的绝缘介质发生击穿或损坏时,就会导致电容器内部的导体板发生短路。

在电力系统中,如果一个相位的电容器发生故障,即其中一个导体板与地接触,就会产生单相接地故障电容电流。

二、单相接地故障电容电流的特点1. 高频特性:电容器的故障通常会引起电流频率的变化。

由于电容器内部的电荷变化速度非常快,所以产生的电容电流通常是高频电流。

2. 波形特点:单相接地故障电容电流的波形通常是尖峰状或类似脉冲的形状。

这是由于故障导致电容器内部的电荷突然释放,产生了一个瞬时的电流脉冲。

3. 持续时间短:由于电容器内部的电荷释放速度非常快,所以单相接地故障电容电流的持续时间通常非常短暂,一般只有几个毫秒。

三、单相接地故障电容电流对电力系统的影响1. 电压暂降:由于单相接地故障电容电流的产生,电流会通过故障点到达地面,导致故障线路的电压暂时下降。

这可能会对电力系统的稳定性和设备的正常运行产生一定影响。

2. 故障电流大小:故障电容电流的大小取决于电容器的额定容量以及故障点与地之间的电阻大小。

通常情况下,故障电容电流较小,不会对电力系统产生严重的影响。

3. 故障检测和定位:通过检测故障电容电流的存在和特征,可以用于故障的检测和定位。

这有助于快速排除故障,减少停电时间,并提高电力系统的可靠性和稳定性。

四、如何减小单相接地故障电容电流的影响1. 定期检测和维护电容器,确保其正常运行。

通过定期检查电容器的绝缘状况和接地情况,可以及时发现潜在的故障,并采取相应的措施修复或更换电容器。

2. 加强故障检测和定位技术。

利用先进的故障检测设备和方法,可以更准确地检测和定位故障点,提高故障处理的效率和准确性。

单相接地电容电流

单相接地电容电流

单相接地电容电流
单相接地电容电流是指电力系统中出现的一种电流,它与系统接地电容有关。

这种电流会引起电力设备损坏,甚至会导致人身安全事故的发生。

因此,我们需要了解单相接地电容电流及其防护措施。

在电力系统中,接地电容是指电力设备与大地之间的绝缘物质。

在正常情况下,接地电容的电场是均匀的,接地电流很小,并且不危险。

但在某些情况下,比如设备被雷击等不正常情况下,接地电容的电场就会变得不均匀,从而导致接地电流增大。

单相接地电容电流的产生,往往是由于接地电容与其他受到外部干扰的因素共同作用的结果。

例如,在接地电容电压升高时,会产生较大的谐波电流,这些电流会引起设备的损坏。

因此,我们需要寻找方法来减小这种电流的危害。

一种解决单相接地电容电流的方法是通过对系统接地方式的改变。

我们可以采用多点接地系统,这样可以减小单一点的接地电容。

还可以采用天线接地、沟槽接地等方式来降低接地电容的大小。

此外,我们还可以使用接地电阻器、接地反推电抗器等装置来减小单相接地电容电流,从而降低设备的损坏风险。

这些装置能够使得接地电压在一定的范围内波动,从而引起的单相接地电容电流得以减小。

总之,单相接地电容电流是电力系统中的一种特殊电流,它的产生对电力设备和人身安全会造成很大的威胁。

减小单相接地电容电流的方法有很多种,可以采用多点接地、天线接地、接地电阻器等装置。

我们在电力系统的建设和运行中,应时刻注意单相接地电容电流的问题,制定相应的防护措施,保障电力系统的安全运行。

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电网单相接地电容电流的计算和测量
第一节有关电缆参数
影响电网单相接地电容电流的因素很多,其中最大因素是电缆参数,即电缆芯对地的电容,不同的电缆有不同的参数表1和表2所示的是三芯油纸电缆和交流聚乙烯电缆参数。

表16~10KV三芯油纸电缆每KM对地电容及单相接地电容电流
表26~10KV交流聚乙烯电缆参数
电缆的参数还包括电缆的直流对地电阻,一般对地电阻电流为对地电容电流的3~5%。

第二节电网单相接地故障电容电流计算电网单相接地故障电容电流准确计算直接影响到选用补偿装置范围,特别是对新建变电站。

对6KV电网一般计算公式为:
IC=1.14×ICC+2.8+IDC
对于10KV电网一般计算公式为:
IC=1.2×ICC+4.8+IDC
式中:IC为电网单相接地电流,ICC为电缆计算电容电流,IDC为电网浪涌电容电流。

在计算电网单相接地故障电容电流时,要充分考虑到实际电网情况,特别是新建变电站,要充分考虑回路末端开关站以下高压部分电流。

第三节中性点小电阻接地电网特点
1、单相接地电容电流测量方法,准备电压表、电流表各一块,6KV电力电容器若干,接地线及高压试电笔等。

2、测量步骤
(1)测量电网自然不平衡电压U01。

在电网正常运行时,去掉电压互感器二次开口三角上的负载,接上电压表,这时电压表的读数即为U01,电压表不要拆除。

(2)选附加电容C:估算一下电网电容电流IC,估算出IC后,按以下条件选取附加电容C:U01≤1V,0.045IC≤C≤0.1IC;U01>1V,0.092IC≤C<0.13IC。

式中C单位为μF,确定C值后,按照电力电容器铭牌上的电容值即可选定附加电容器或电容器组。

(3)选择电流表量程。

电流表量程的安培数必须大于附加电容
微法数,宜大出25%左右为佳。

(4)选定某一备用开关柜或带有下隔离开关的停送电柜。

将选定的电容器或电容器组同电流表串联后可靠接地,如图2所示。

必须做到:将电容器放在绝缘垫上,外壳可靠地接到电流表上;将电流表两端用一导线搭接,达到既接触良好,又可方便地挑开;准备好电容器放电接地线。

(5)检查接线及电表量程等,确保正确无误。

(6)观察电压表读数,如有变化U0为现实读数。

(7)将电容器接入A相,用高压试电笔挑开电流表两端搭线,记录电流表读数I0A,及电压表读数U0A
(8)退出电容器,放电后搭接好电流表随即接入B相,记录电流表读数I0B及电压表读数U0B
(9)同(8)接入C相,记录I0C,U0C。

(10)快速取下电压表,用表笔从电压互感器的二次侧分别测得AB,BC,CA间线电压,取平均值U,作为系统线电压,则U/√3为系统相电压U0,记录这些数据。

(11)恢复现场原状,测试完毕。

注:如U01≤0.4可省略(8)、(9)两步。

3、从实测数据计算单相接地电容电流
(1)当U01≤0.4V时,U0A、U0B、U0C比较接近,取三数的平均值为U00,取I0A、I0B,、I0C三数的平均值为I0可以认为电网绝对对称,各相接地电流相等。

这样处理给计算结果带来的误差很小。

IC=U0I×0/U00
(2)当U00>0.4V时,由于电网的不对称性,U0A、U0B、U0C是不相等的,可按下式计算:
I0=(I0A+I0B+I0C)/3
δ=(-I0+√I0(3U0×U0+U00×U00-3U0×U0×U00×U00))/(I0×I0-U00×U00)/p>
其各相接地电容电流
IA=(1+δ)×I0A
IB=(1+δ)×I0B
IC=(1+δ)×I0C
式中ICA为A相接地时的电容电流;
ICB为B相接地时的电容电流;
ICC为C相接地时的电容电流。

工程上可取-平均数作为电网单相接地电容电流IC=(ICA+ICB+ICC)/3
如果需要测量电网三相对地总电容∑C,则必须准确测量附加电容C值(不可用铭牌上所标的数值),然后按下式求得
∑C=δ×C
第四节电网单相接地故障电容电流分布及变化规律对于6KV电网主要存在于矿山、化工等企业电网中,单相接地故障电容电流大小主要取决于电网大小,一般对中等企业,中等电网每个变电站的总的电容电流大小有一定的分布规律,70%的电网单相接地电容电流集中在20~50A之间,有少数电网单相接地故障电容电流超过100A,因此,大部份电网都要进行补偿。

对于10KV电网,电网单相接地故障电容电流分布很广,大到近200A小到几安培,但70%电网集中在15~75A之间,对于10KV企业电网特别是钢铁企业,大都在100A左右,大中城市市中心变电站也都在100A左右,少数达到近200A,因此合理选择中性点接地方式,采取补偿对提高电网供电可靠性保证安全有很大的作用。

电网在一定时期内单相接地故障电容电流变化是有一定规律
的产生变化的原因也是很多的,主要集中在由于电网并列、解列,投切长电缆回路等而产生的大的跃变和日常操作产生的相对小的波动。

一般电网大的跃变变化范围大的超过电网总电容电流的20%,一般都在10~20A以上,这样大的跃变,次数少,一般都是预先可知的,但由于变化的电流值大,都应及时的对电网
补偿装置进行调节,以确保电网安全。

电网单相接地故障电容电流变化大部份都是由日常操作引起的,这种变化每天少则几次多则几十次,每次变化少数在1~2A,多到5~6A,有短时间操作,也有长时间操作,这种变化在采用老式消弧线圈时都很难调整,有时使脱谐度增大,残流到十几安培,现有自动跟踪补偿消弧成套装置在变化超过-定值时都进行调整,-般在变化超过2A,残流超过5A时都会及时进行调整。

于35K V电网电容电流差别大,一般电网都为架空式,每个站的电容电流也就在20~50A范围,但对于企业电网由于大量使用电缆,单相接地电容电流一般都在100A以上,而且操作一条电缆时,单相接地故障电容电流变化都比较大。

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