煤矿高压电网单相接地电容电流计算方法

精品文档 1欢迎下载 山西省晋煤寺河矿二号井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 1 电网单相接地电容电流的理论计算 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 精品文档 2欢迎下载 图1 10kV中性点不接地模拟电网 图中 为电网各相相电势 为各线路每相对地分 A E B E C E 14 CC 布电容 为电力系统中其它线路与设备的一相对地总电容 0 C 为电力系统单相接地电容电流 当配电网发生A相 01234d Iiiiii 单相接地故障时 故障点的接地电容电流由式计算 其中3 dA ICU 为配电网一相对地总电容值 为电网的相电压 01234 CCCCCC 大小为 从而可见 在配电网中 供电电缆长 电缆越粗 6000 3 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 精品文档 3欢迎下载 2 2 10kV10kV供电系统单相接地电容电流的实用精确计算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 1 cd IK UL 式中 L为电缆的长度 km S为电缆芯线横 95 22006 i KhSS 截面积 mm2 U为电缆线路的额定电压 kV 为电缆截面系数 见 i h 表1 如 150 3 3h 精品文档 4欢迎下载 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 2 3 1 1 4 210 Ld IUL 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 电容电流总和的0 18倍 从而可精确计算在分列运行状态下 以各 段10kV母线为电源的相对独立的煤矿高压电网单相接地电容电流 计算如下 3 612 dLdcd IK KII 式中 为相对独立的高压电网发生单相接地故障时的电容电流 6d I 为天气系数 阴雨天时 1 05 天气晴朗干燥时 1 为电 1 K 1 K 1 K 2 K 力系统中所接高压电气设备的增值系数 在10kV高压电网中 1 18 为该高压电网中所有带电运行的架空线路单相接地 2 K Ld I 电容电流之和 为该高压电网中所有带电运行的电缆路单相接 cd I 地电容电流之和 3 3 计算与结果验证 计算与结果验证 地面地面 35KV35KV 变电所变电所 10KV10KV 母线母线 I I 段段 地面架空线路较短可以忽略 井下电缆长度统计 精品文档 5欢迎下载 入井电缆 185mm 0 52km 95mm 3 4km 中央变电所 185mm 4 8km 35mm 0 8km 西区变电所 35mm 0 58km XV 煤变电所 35mm 1 1km XV 局扇变电所 35mm 0 6km 母线 I 段各类线路总长及单项接地电容电流 交联聚乙烯绝缘电力电缆每公里电缆的容性电流经验数据交联聚乙烯绝缘电力电缆每公里电缆的容性电流经验数据 电缆芯线截面电缆芯线截面 mm2mm2额定额定 电压电压 1010 161625253535505070709595120120150150185185240240300300 6kV6kV0 580 58 0 650 65 0 720 72 0 790 79 0 890 89 0 960 96 1 031 03 1 131 13 1 231 23 1 371 37 10kV10kV 1 081 08 1 191 19 1 311 31 1 491 49 1 611 61 1 731 73 1 911 91 2 092 09 2 332 33 185mm 电缆总长度 5 32km 5 32km 1 91 10 16A cd I 95mm 电缆总长度 3 4km 3 4km 1 49 5 066A cd I 35mm 电缆总长度 3 08km 3 08km 1 08 3 32A cd I 总 10 16 5 066 3 32 18 546A cd I 地面地面 35KV35KV 变电所变电所 10KV10KV 母线母线 IIII 段段 地面架空线路较短可以忽略 井下电缆长度统计 入井电缆 185mm 0 5km 95mm 3 4km 中央变电所 185mm 4 8km 35mm 0 8km 西区变电所 35mm 0 25km XV 煤变电所 35mm 0 6km XV 局扇变电所 35mm 0 6km 母线 II 段各类线路总长及单项接地电容电流 精品文档 6欢迎下载 交联聚乙烯绝缘电力电缆每公里电缆的容性电流经验数据交联聚乙烯绝缘电力电缆每公里电缆的容性电流经验数据 电缆芯线截面电缆芯线截面 mm2mm2额定额定 电压电压 1010 161625253535505070709595120120150150185185240240300300 6kV6kV0 580 58 0 650 65 0 720 72 0 790 79 0 890 89 0 960 96 1 031 03 1 131 13 1 231 23 1 371 37 10kV10kV 1 081 08 1 191 19 1 311 31 1 491 49 1 611 61 1 731 73 1 911 91 2 092 09 2 332 33 185mm 电缆总长度 5 3km 5 3km 1 91 10 12A cd I 95mm 电缆总长度 3 4km 3 4km 1 49 5 066A cd I 35mm 电缆总长度 2 25km 2 25km 1 08 2 43A cd I 总 10 12 5 066 2 43 17 616A cd I 当合上母联时母线 I 段 母线 II 单项接地电容电流 18 546A 17 616A 36 162A 4 4 计算结果分析 计算结果分析 这里计算的两段母线单相接地电容电流结果是配电网中理论上的最 大值 实际生产中如果有些线路并未使用或变电所的某段母线处于 备用状态 则系统的电容电流会有所减少 这种情况在实际测定时 常遇 到 因此当该段母线上所有线路都带电运行时 计算的理论值与实 测值才具有对比性 另外 如果35kV变电所