10-35KV中性点电容电流测量.doc

10-35KV中性点非直接接地系统分相接地电容测试摘要：本文介绍了用外接电容方法测量中性点不直接接地系统每相对地电容的方法，计算公式的推导，以及在10KV系统中实际应用情况及注意事项。一、项目简介随着城市建设及城市电网改造，城市变电所大量采用了电力电缆送电线路，造成部分变电所10KV系统电容电流很大（如我局长江路变电所），弧光接地过电压时有出现，严重影响了系统和人身安全和对用户的可靠供电。在35KV或10KV电压等级电力系统中，由于系统中性点非直接接地，当发生单相接地故障时，非故障相电压要升高，接地点流过的电流为非故障相线路对地的电容电流，当该电流比较大时，达到或超过一定值时（对电缆线路为30安），接地点产生弧光过电压，可达正常运行电压的3.5倍甚至更高，从而导致整个系统的绝缘薄弱环节击穿、设备损坏、开关跳闸，并中断对用户的停电，对人身及设备安全运行带来极大危害。弧光接地过电压的防治，一般是根据单相接地电容电流的大小，在系统中性点安装消弧线圈，用消弧线圈的电流来补偿单相接地电容电流，从而消除弧光接地过电压，消弧线圈的输出电流大小根据单相接地电容电流的大小来确定，所以必须要知道系统单相接地时的电容电流大小，否则消弧线圈的输出档位电流随便整定，不但限制不了弧光接地过电压，甚至有可能导致谐振过电压。同时，实际10KV系统线路的每相对地电容是一个沿着单位长度导线均匀分布的，属分布参数元件，不是一个集中参数元件，既看不见，也摸不着，按导线的型号等根据电力系统相关的计算公式，计算出的结果与实际相差很大（因为没有计及配电装置、相关配电设备、配电线路的长度难以精确统计等影响），甚至相差好几倍。而根据传统的“人工单相接地法”虽然可以准确测量，但是危险性很大，容易产生弧光接地过电压，对设备及人身安全影响很大。各种标准、规程也没有介绍其它的测试方法。根据查阅大量的现场设备资料，以及电力系统计算，发现并用公式推导出 “偏置电容法”测量法，并经省主管技术部门查询，得到认可。该方法测试简单，安全性高、不中断对用户的停电，测试精度小于1%，完全满足了实际使用的要求。二、“偏置电容法”理论推导过程CCCBCA外接电容CfU开口三角ABC变压器10KV绕组送电线路母线电压互感器1、试验原理接线图图中CA、CB、CC分别为线路的A相、B相、C相对地电容2、理论公式推导过程（1）公式推导过程中各参数说明试验时，分别把Cf接于A、B、C相，并测得U00、U0A、U0B、U0C；U00为不接外接电容Cf时，中性点对地电位偏移；U0A为外接电容Cf接于A相时，中性点对地电位偏移；U0B为外接电容Cf接于B相时，中性点对地电位偏移；U0C为外接电容Cf接于C相时，中性点对地电位偏移；UA、UB、UC为系统对称三相电压。IA、IB、IC分别为线路对地电容CA、CB、CC中流过的电流，If为偏置电容Cf中流过的电流。（2）不接外接电容Cf时，公式推导根据基尔霍夫第一定律，0各相电压以A相电压为基准得：YA=，YB=，YC=令K0（式1）（3）外接电容Cf分别接于A、B、C相时，分别可得KA、KB、KCKA（式2）KB（式3）KC（式4）如令a bc并代入式1、2、3、4中可得CA=(a+c)/3；（式5）CB =(3b+2c-a-3cf)/6；（式6）CC =(2c-3b-a-3cf)/6（式7）a=（式8）b=（式9）c（式10）所以从上述公式推导过程中可以看出，只要测量出不接外接电容Cf时和外接电容Cf分别接到A、B、C三相时中性点对地电位偏移值，就可根据公式（5）（10）分别求出A、B、C三相对地电容值。并据此求得三相分别接地时的单相接地电流值。当三相对地电容比较对称（如电缆线路），即CACBCC，K00，KAKBKCK。由上述上式可得单相对地电容CCf/3（2/K1）。三、110KV长江路变电所10KV系统实测情况1、长江路变电所10KV线路有关参数：线路名称型号长度（公里）架空电缆架空电缆造船103线YJV22-8.7/10-3*2401.024吉新104线LJ-240YJV22-8.7/10-3*2403.8584.039芜纺I线105YJV22-8.7/10-3*2400.180长中106线YJV22-8.7/10-3*2401.937中广107线YJV22-8.7/10-3*2402.775长银108线LJ-150YJV22-8.7/10-3*2400.501.457长南109线LJ-240YJV22-8.7/10-3*2401.51.24中西112线YJV22-8.7/10-3*2401.95长联113线YJV22-8.7/10-3*2403.18长百115线YJV22-8.7/10-3*2402.665中北122线LJ-240YJV22-8.7/10-3*2403.9170.795长铁123线YJV22-8.7/10-3*2401.22长供124线YJV22-8.7/10-3*2402.025长京125线LJ-240YJV22-8.7/10-3*2400.352.445长泰126线YJV22-8.7/10-3*2402.17中新127线YJV22-8.7/10-3*2402.31长赭128线LJ-240YJV22-8.7/10-3*2405.5180.55芜纺II线131YJV22-8.7/10-3*2400.170总计15.64332.1322002年4月8日下午采用外接电容法对长江路电容电流进行了测试，外接电容采用电力电容器，试验中用133备用间隔挂接外接电容，并分别挂接于A、B、C三相进行了测试。测试完整个10KV系统后，拉开长百115开关进行了测试。试验计算如下：2、试验实测数据系统运行方式一：10KVI、II段并列运行，投入运行开关有101、103、104、105、109、111、112、113、114、115、100、121、122、123、124、125、126、127、128、129、131、132。利用133备用间隔挂接外接电容Cf。测量数据不接Cf时Cf接于A相Cf接于B相Cf接于C相U00.45180018001800UA59.5*10041.5*10070.7*10070.4*100UB58.9*10069.8*10041*10070*100UC59.4*10070.5*10070.2*10041.6*100UAB102.8*100103*100102.9*100103.1*100UBC102.8*100102.8*100102.8*100103.1*100UCA103.4*100103.7*100103.4*100103.6*100U31.4/*10031.3/*10031.3/*100If21.5A21.6A21.5ACf16.34F系统运行方式二：与运行方式一基本相同，仅多拉开115开关。并将外接电容Cf接于133间隔C相测试。测量数据不接Cf时Cf接于C相时U00.451900UA59.5*10071.3*100UB58.9*10070.9*100UC59.4*10040.5*100UAB102.8*100103.2*100UBC102.8*100103.3*100UCA103.4*100103.7*100U33.3/*100If21.1ACf16.34F3、理论计算运行方式一：K2U0C/UA1800*2/5950=0.605线路每相对地电容CCf（2/K-1）/3=16.34（2/0.605-1）/312.56FIAUCA*C10.36*314*12.56*10-340.86AIBUBC*C10.29*314*12.56*10-340.58A线路单相接地电容电流IjdIjd70.53A运行方式二：K2U0C/UA1900*2/5950=0.6387 线路每相对地电容CCf（2/K-1）/3=16.34（2/0.6387-1）/3=11.61FIAUCA*C10.36*314*11.61*10-337.77AIBUBC*C10.29*314*11.61*10-337.51A线路单相接地电容电流IjdIjd65.2A四、试验注意事项1.试验前，应消除10KV系统尚存的缺陷和绝缘薄弱环节。2.测试前，消弧线圈退出运行。在测试过程中，严禁进行与测试无关的任何操作。3.临时接地点的接地电阻应合格，临时接地线接触良好，否则将导致外接电容或电压表与接地电阻串联，既造成地电位升高，危及人身和设备安全，又影响测试的准确性；4.每次测试结束后，外接电容Cf应充分放电，以防残余电荷危及人身安全。5.试验所用仪表准确度不低于0.5级，互感器准确度不低于1级，