電容電流估算方法

1、1.1.1 電容電流估算方法1.1.1.1 610kV電網單相接地電流的計算在中性點不接地的610kV電網中，電網每相對地存在著分布電容和分布絕緣電阻，在計算接地電流時，可以把它們用集中參數來表示，如圖8所示。當電網某相發(fā)生單相經電阻接地時（電阻為零便為直接接地），在接地點有一接地電流流過，下面分析一下接地電流的計算。圖8 610kV供電系統、電網各相電源電壓；、電網各相對地電壓；電網每相對地電容；電網每相對地絕緣電阻；接地電阻當電網某相(如圖8中的A相)經電阻接地時，按照對稱分量法的原理，可以將故障點處的三相電流、電壓分解成正序電流（、）、電壓(、)；負序電流（、）、電壓(、)和零序電流、零

2、序電壓?？梢郧蟪隽鬟^電阻的電流和各序電流之間的關系為： (31)由（31）式得出復合序網如圖9所示。圖 9 單相接地故障的復合序網圖9中、分別表示電網的正序阻抗、負序阻抗、零序阻抗，由于、是電網線路和變壓器的漏抗與電網對地阻抗的并聯，很小，均可忽略，是電網線路阻抗與電網對地阻抗的串聯，有：=0，=。根據對稱分量的原理，故障點處的對地電壓： (32)可以得出： (33)所以在故障點存在有正序電壓和零序電壓，負序電壓接近于零。下面分析計算一下零序電壓和零序電流以及接地電流。根據前面的分析我們知道：流過每相對地電容和對地絕緣電阻及流過接地電阻的電流分別為： (34)由于，從而得： (35)流入每相對

3、地電容和對地絕緣電阻的電流可以分解為正序分量和零序分量，即： (36)因為，所以，那么有： (37)從上面的分析，可以看出流過接地點的電流在數量上就等于整個電網的零序電流之和，其大小不僅同電網的電壓、單相接地電阻有關，而且同電網對地的電容以及對地的絕緣電阻有關，對610kV電網來說，由于電網對地電容較大，容抗遠小于電網對地絕緣電阻值，所以，當電網發(fā)生單相接地故障時，流過接地點的電流主要是電容電流。也可以用如圖10所示的零序等效電路來計算接地電流。當接地電阻=0時，相當于發(fā)生了單相直接接地故障，由式(36)、(37)得： (38)圖 10 零序等效電路流過電網對地電容的零序電流；流過電網對地絕緣

4、電阻的零序電流1.1.1.2 架空線路電容電流估算1精確計算法架空線路的電容電流和部分電容，可利用馬克斯威爾方程式進行精確計算。根據線路物理參數、幾何布置和以大地為對稱平面的鏡像等，列出一張幾何尺寸表，計算出電位系數，并列出一組方程式，將導線的電位與它們的電荷聯系起來便可求解。當未知數較多時，可用行列式、矩陣、乃至高斯方法進行汁算。現在利用計算機求解很方便，但求解前的準備工作還是相當繁瑣的。2圖表估算為了實用上的方便，有人對多種不問結構的架空線路的電容電流進行了計算，并將結果繪圖列表。需要求某線路的電容電流時，可以根據線路有無避雷線等具體情況，從圖表中很快查得結果；然后根據導線半徑和懸掛高度進

5、行校正即可。根據圖和表，可以方便地估算出架空線路的電容電流。表1-2-54為每10kV、100km線路的電容電流值，可供粗略估算時參考。表1-2-54高壓架空線路的電容電流額定電壓（kV）10kV/100km（50Hz）13.84.55233.3534.53.0462.9692.85923.01153.11383.171613.32303.67不同電壓等級、有無避雷線的架空線路的電容電流也可以用經驗公式進行計算：式中：U為架空線路的額定線電壓，kV；為線路長度，km。該公式源于木桿線路，當線路有、無避雷線時，系數分別為3.3與2.7。對于水泥桿及金屬桿塔的架空線路，電容電流需要增大1012。這

6、里應當注意，對于雙回線路的電容電流、因導線間有相互屏蔽作用，不能簡單地計算為單回線路的2倍。多次實測表明，當雙回線路同時運行時，若導線水平排列，則電容電流為1.8倍；若導線為順、逆樅樹排列，為1.7倍；若導線垂直排列，可取1.651.60倍。當斷開的回路不接地時，運行回路的電容電流為1.21.3倍。同時，回路間距越小，屏蔽作用越大。635kV架空線路單相電容電流經驗數據如表 所示。架空線路單相接地電容電流（A/km）額定電壓（kV）單回路雙回路無地線有地線無地線有地線60.020.028100.030.042350.100.130.1400.1801.1.1.3 電力電纜電容電流估算單位長度電

7、力電纜的電容電流，與其界面、材質及運行電壓等有關。目前電力部門在估算接地電容電流時，多按照電力系統設計手冊所提供的計算方法來進行。即610kV電纜線路每公里長度的單相接地電容電流按下式計算：（用于油浸紙絕緣電力電纜）6kV： (1-2-91)10kV： (1-2-92)式中：電纜芯線截面，mm2；：電纜額定電壓，kV；為了簡化計算，610kV電纜線路每公里長度的電容電流值列于下表。表1-2-55 610kV電纜線路單位長度的電容電流電壓（kV）電纜截面（mm2）1016253550709512015018524030060.330.370.460.520.590.710.820.891.101.201.301.50100.460.520.620.690.770.901.001.101.301.401.601.80目前廣泛采用的交聯聚乙烯絕緣電力電纜，由于其結構特點，其單相接地電容電流比同截面的紙絕緣電纜的電容電流大，根據廠家提供的參數和現場實測數據，大約增大20%左右，其值如表1-2-56所示。表1-2-56 610kV交聯聚乙烯電纜單位長度的電容電流標稱截面（mm2）6kV10kV電容（uF/km）電流（A/km）電容（uF/km）電流（A/km）160.170.58250.190.65350.210.72500.230.790.21.19700.260.890.221.319