電容電流估算方法

1、1.1.1電容電流估算方法1.1.1.1610kV電網(wǎng)單相接地電流的計(jì)算在中性點(diǎn)不接地的610kV電網(wǎng)中，電網(wǎng)每相對(duì)地存在著分布電容和分布絕緣電阻，在計(jì)算接地電流時(shí)，可以把它們用集中參數(shù)來(lái)表示，如圖8所示。當(dāng)電網(wǎng)某相發(fā)生單相經(jīng)電阻接地時(shí)（電阻為零便為直接接地），在接地點(diǎn)有一接地電 流流過(guò)，下面分析一下接地電流的計(jì)算。圖8610kV供電系統(tǒng)Ua、Ub、Uc電網(wǎng)各相電源電壓；Ua、U B、Uc電網(wǎng)各相對(duì)地電壓；C 電網(wǎng)每相對(duì)地電容；R 電網(wǎng)每相對(duì)地絕緣電阻；Re 接地電阻當(dāng)電網(wǎng)某相（如圖8中的A相）經(jīng)電阻Re接地時(shí)，按照對(duì)稱分量法的原理，可以將故障點(diǎn)處的三相電流、電壓分解成正序電流（I A1、Ib

2、1、Ic1）、電壓（U A1、Ub1、Uc1）；負(fù)序電流（I A2、I B2、I C2 ）、 電壓（u A2、U B2、U C2 ）和零序電流Io、零序電壓Uo?？梢郧蟪隽鬟^(guò)電阻Re的電流Ie和各序電流之間的關(guān)系為：1I A1 I A2 I 03 I E（31）由（31）式得出復(fù)合序網(wǎng)如圖9所示。I3Re圖9 單相接地故障的復(fù)合序網(wǎng)圖9中乙、Z2、Zo分別表示電網(wǎng)的正序阻抗、負(fù)序阻抗、零序阻抗，由于乙、Z2是電網(wǎng)線路和變壓器的漏抗與電網(wǎng)對(duì)地阻抗的并聯(lián),很小，均可忽略，Zo是電網(wǎng)線路阻抗與電網(wǎng)對(duì)地阻抗的串聯(lián)，有:乙=Z2 0,1Zo Z= R j C根據(jù)對(duì)稱分量的原理，故障點(diǎn)處的對(duì)地電壓:UaU

3、bUcUaiU B1UciU A2U B2Uc2UoUoUo(32)可以得出:U AUbUcU A2UaiU B1U C1U B2U C2所以在故障點(diǎn)存在有正序電壓和零序電壓,負(fù)序電壓接近于零F面分析計(jì)算一下零序電壓和零序電流以及接地電流。(33)根據(jù)前面的分析我們知道：流過(guò)每相對(duì)地電容和對(duì)地絕緣電阻及流過(guò)接地電阻的電流分別為:UaUozUbUozUcUozUaUoIa I B Ic IeRe由于I A I B IcI E 0，從而得:UoUaZZ 3Re(35)流入每相對(duì)地電容和對(duì)地絕緣電阻的電流可以分解為正序分量和零序分量,即：AA1oI BI B1IoI CI C1I o(36)因?yàn)镮a

4、iIb1 Ic1 o，所以Ie 3Io，那么有：I3Ua(37)I EZ 3Re從上面的分析，可以看出流過(guò)接地點(diǎn)的電流在數(shù)量上就等于整個(gè)電網(wǎng)的零序 電流之和，其大小不僅同電網(wǎng)的電壓、單相接地電阻有關(guān)，而且同電網(wǎng)對(duì)地的電 容以及對(duì)地的絕緣電阻有關(guān)，對(duì)610kV電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，由于電網(wǎng)對(duì)地電容較大，容 抗遠(yuǎn)小于電網(wǎng)對(duì)地絕緣電阻值，所以，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，流過(guò)接地點(diǎn) 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(lái)計(jì)算接地電流lE。當(dāng)接地電阻Re =0 時(shí)，相當(dāng)于發(fā)生了單相直接接地故障，由式（36）、（37）得：UoUaIe3Ua13Ua(r j C)I oc 流過(guò)電網(wǎng)對(duì)地電容的零序電流

5、;I 0 R 流過(guò)電網(wǎng)對(duì)地絕緣電阻的零序電流1.1.1.2 架空線路電容電流估算1 精確計(jì)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(jìn)行精確計(jì)算。 根據(jù)線路物理參數(shù)、幾何布置和以大地為對(duì)稱平面的鏡像等， 列出一張幾何尺寸 表，計(jì)算出電位系數(shù)，并列出一組方程式，將導(dǎo)線的電位與它們的電荷聯(lián)系起來(lái) 便可求解。當(dāng)未知數(shù)較多時(shí)，可用行列式、矩陣、乃至高斯方法進(jìn)行汁算?，F(xiàn)在 利用計(jì)算機(jī)求解很方便，但求解前的準(zhǔn)備工作還是相當(dāng)繁瑣的。2 圖表估算為了實(shí)用上的方便，有人對(duì)多種不問(wèn)結(jié)構(gòu)的架空線路的電容電流進(jìn)行了計(jì) 算，并將結(jié)果繪圖列表。需要求某線路的電容電流時(shí)，可以根據(jù)線路有無(wú)避雷線 等具體情況，從

6、圖表中很快查得結(jié)果；然后根據(jù)導(dǎo)線半徑和懸掛高度進(jìn)行校正即 可。根據(jù)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1OkV、1OOkm線路的電容電流值，可供粗略估算時(shí)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)23466992115138161230不同電壓等級(jí)、有無(wú)避雷線的架空線路的電容電流也可以用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì) 算:Ic (2.733.3)UI103(A)式中：U為架空線路的額定線電壓，kV； I為線路長(zhǎng)度，kmb該公式源于木桿線路，當(dāng)線路有、無(wú)避雷線時(shí)，系數(shù)分別為與。對(duì)于水泥桿 及金屬桿塔的架空線路，電容電流需要增大 10%

7、12%0這里應(yīng)當(dāng)注意，對(duì)于雙回線路的電容電流、因?qū)Ь€間有相互屏蔽作用，不能 簡(jiǎn)單地計(jì)算為單回線路的2倍。多次實(shí)測(cè)表明，當(dāng)雙回線路同時(shí)運(yùn)行時(shí)，若導(dǎo)線 水平排列，則電容電流為倍；若導(dǎo)線為順、逆樅樹(shù)排列，為倍；若導(dǎo)線垂直排列， 可取倍。當(dāng)斷開(kāi)的回路不接地時(shí)，運(yùn)行回路的電容電流為 倍。同時(shí)，回路間距 越小，屏蔽作用越大。635kV架空線路單相電容電流經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)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(wú)地線有地線無(wú)地線有地線610351.1.1.3電力電纜電容電流估算單位長(zhǎng)度電力電纜的電容電流，與其界面、材質(zhì)及運(yùn)行電壓等有關(guān)。目前電 力部門在估算接地電容電流時(shí)，多按照

8、電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)所提供的計(jì)算方法來(lái)進(jìn) 行。即610kV電纜線路每公里長(zhǎng)度的單相接地電容電流按下式計(jì)算：（用于油浸紙絕緣電力電纜）6kV：,95 2.84 S ,1C6un22006 S(A/km) (1-2-91)10kV：IC10 2200(A/km) (1-2-92)式中S :電纜芯線截面，mrf； Un :電纜額定電壓，kV；為了簡(jiǎn)化計(jì)算，610k V電纜線路每公里長(zhǎng)度的電容電流值列于下表。表1-2-55 610kV 電纜線路單位長(zhǎng)度的電容電流電壓（kV）電纜截面（mrr）10162535507095120150185240300610目前廣泛采用的交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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(jù)廠家提供的參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù) 據(jù)，大約增大