城市發(fā)展導(dǎo)致變電站電容電流變化思考

1、城市的發(fā)展導(dǎo)致變電站電容電流變化的思考-工程論文城市的發(fā)展導(dǎo)致變電站電容電流變化的思考帖金國 TIE Jin-guo(國網(wǎng)朔州供電公司，朔州036002)(Shuozhou Power Supply Company of State Grid ，Shuozhou 036002 China)摘要：隨著城市的不斷壯大，城市配網(wǎng)也在逐漸擴(kuò)大，使系統(tǒng)電容電流大幅度增長。為了使城市配網(wǎng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行，經(jīng)過對一座110kV變電站的10kV、35kV系統(tǒng)進(jìn)行電容計(jì)算，并通過實(shí)際電容電流的電流測試， 分析其出現(xiàn) 較大差別的原因，喚起重視實(shí)地測試的重要性。通過實(shí)際測試，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行多年的 城市變電站中、低壓側(cè)電容

2、電流均超過了標(biāo)準(zhǔn)要求值， 急需進(jìn)行整改，消除隱患, 確保城市配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。Abstract : With the growing of cities， urban distribution network hasalso bee n gradually expa nded ， it makes the system capacitive curre nt sig nifica ntly growth. In order to en sure the safe and stable operati on of urban distribution network， the system c

3、apacitanee of 10kV and 35kV ofa 110kV tran sformer substatio n has bee n calculated. Through the curre nt test of actual capacita nee curre nt， this paper an alyzes the causes of thebigger differe nee and arouses the importa nee of field testi ng. Through the actual test ， it is found that the value

4、s of medium and low voltage capacitive curre nt of the city substati on that operated for many years are more than the standard value. That needs the rectification to eliminate hidde n dan gers and en sure the safe and stable operatio n of urba n distributi on n etwork.關(guān)鍵詞：城市發(fā)展；變電站；電容電流；變化；思考Key wor

5、ds : urban development;transformer substation；capacitaneecurrent ； change ； thought中圖分類號(hào)：TD611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311(2015 )19-0134-03作者簡介：帖金國(1973-)，男，山西應(yīng)縣人，畢業(yè)于太原電力高等專科學(xué) 校，專業(yè)為發(fā)電廠及電力系統(tǒng)，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)及其自動(dòng)化。0引言近年來，城市規(guī)模的逐步擴(kuò)展使得城區(qū)配網(wǎng)系統(tǒng)不斷擴(kuò)容，電容電流大幅度 增長，導(dǎo)致低壓側(cè)電容電流嚴(yán)重超標(biāo)， 直接影響配網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了使配電 網(wǎng)恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，亟需對現(xiàn)有配網(wǎng)的電容電流進(jìn)行整改。

6、對現(xiàn)有配網(wǎng)電容電流的實(shí)地測試是整改前必須做的準(zhǔn)備工作。實(shí)地測試的目的是為制定整改方案提供可靠數(shù)據(jù)，以確保整改到位。本文將根據(jù)電容電流實(shí)地測試技術(shù)要求，對一座110kV變電站的10kV、35kV系統(tǒng)進(jìn)行電容計(jì)算，并通過實(shí)際電容電流的電流測試，分析其出現(xiàn)較大差 別的原因，并提出在系統(tǒng)中安裝消弧線圈進(jìn)行擴(kuò)容，來改善低電壓運(yùn)行狀態(tài)。經(jīng)過技術(shù)論證，認(rèn)定該方案技術(shù)可行，可以進(jìn)一步推廣應(yīng)用到全行業(yè)的電改工作中。1對變電站的中、低壓側(cè)電容電流的計(jì)算方法1.1架空電力線路出線中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)對地電容電流近似計(jì)算公式為：無避雷線時(shí):IX=1.1 X 2.7 X U-3X(A 10有避雷線時(shí)： IX=1.1 X

7、 3.3 X U-3X（AX 10式中：Ue 額定線電壓（kV） ； L線路長度（km ）。因水泥桿，鐵塔線路 增10%。夏季比冬季電容電流值大10%左右。1.2電力電纜線路出線三芯電纜線路在同樣電壓下，每公里的電容電流約為架空線的25倍，單芯電纜線路則達(dá)50倍。對油浸紙電力電纜近似公式如下：% 1電客電廉計(jì)篤如舉門擁V埶計(jì)規(guī)捂|mH!Ejrv2!Mx24ri垠搐4HI V22/!IS-5YJ viMxIMtt-5門1.心卩如YJLV22/Jrf7flYJIASiAxi9.lkwRL（Hk 握東站l.6L2長 1 knid-KSUm)236ttff (kn)2.451.7.21長虐Ikm*0J

8、71.51J4.I01EM404gJ K - tA4.W8M電甞電淙 A）Q澈創(chuàng)5.4叩導(dǎo)棗41.2651ii.m i電窖中盍0電密電瀕0.&4 射電審電l?8i電窖電3( A 10姦工電海學(xué)淹訃卻鉛果站門一）更電站路1冇避雷路（無對It電址囂計(jì)300e-2240tRte-3 t5規(guī)ZIK距甌快廈（km）(kn)(Alid11T7Mg董廈Iehi)SlkmF0.8it 廈 1 killJJJ7CPS43.3UAI1.601申.客亜流LAI0電窖電德0匝寒電遭矗0衛(wèi)客屯忑a：i0電容屯Stl A j0V.gWiKt Al4.W20,OkV緊統(tǒng)X錨胳MMEI其中：S為電纜截面積（mm2）； Ue為

9、額定線電壓（kV ）。對目前所采用的聚氯乙烯交聯(lián)電纜每公里對地電容電流比油浸紙式要大，據(jù) 廠家提供的參數(shù)及現(xiàn)場實(shí)測檢驗(yàn)，約增大 20%左右1.3系統(tǒng)中的電容電流計(jì)算刀 Ic=（刀 ic1 +K 1ic2k%） （1+ 6%）式中：刀 兀電網(wǎng)上單相接地電容電流之和；刀lc偽線路和電纜單相接地電容電流之和；刀ic2為系統(tǒng)中相與地間跨接的電容器產(chǎn)生的電容電流之和；k%配電設(shè)備造成的電網(wǎng)電容電流的增值，10kV取16 %, 35kV取13 %。6%夏季比冬季電容電流的增值，取 10 %。以公司城網(wǎng)供電的110kV城東變電站為例，變電站電容電流的計(jì)算結(jié)果如表1、表2。2電容電流的現(xiàn)場測試使用的測試儀器為

10、上海思源電氣股份有限公司生產(chǎn)的CI-2000型電容電流測試儀，110kV變電站中或低壓側(cè)I、II段母線并列運(yùn)行，在I、U段母線 PT開口三角L與N端，進(jìn)行測量。測量前將一次消諧器進(jìn)行短接，消除消諧器影 響。測量3次取平均值。接線方法如圖1所示。變電站實(shí)地測試結(jié)果如表3。丿 ju十u wix.亠j千、打S3況試地嫌電壓樣it電窖冋電就 A-運(yùn)行方式城東姑55k V1初11.H并列l(wèi)OkV40.8578.07井列題，電纜沒有統(tǒng)計(jì)、線路長度不太準(zhǔn)確，用戶線路到用戶變電站后的出線情況不 清楚所致3整改措施根據(jù)DL/T620-1997交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合規(guī)定：310kV鋼筋混凝土或金屬桿塔

11、的架空線路構(gòu)成的系統(tǒng)和所有35kV、66kV系統(tǒng)，當(dāng)單相接地故障電流大于10A時(shí)應(yīng)裝設(shè)消弧線圈；310kV電纜線路構(gòu)成的系 統(tǒng)，當(dāng)單相接地故障電流大于 30A，又需在接地故障條件下運(yùn)行時(shí)，應(yīng)采用消 弧線圈接地方式。我公司向城網(wǎng)供電的110kV城西站、110kV城東站兩座110KV 變電站通過實(shí)測35kV、10kV系統(tǒng)電容電流均超過規(guī)定范圍，為了保證在小電 流不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地后系統(tǒng)產(chǎn)生弧光過電壓不危及人身及設(shè)備安全，必須在變電站內(nèi)安裝補(bǔ)償裝置。4技術(shù)實(shí)施方案的選擇：4.1驗(yàn)算計(jì)算公式： Q=K*lc*Ue/ V 3 kVAK=1.35，10kV : Ue=11kV、35kV : Ue=3

12、7kV計(jì)算結(jié)果如表4所示（夏季）表4站名實(shí)測1小1HOkV城東35LV1141320HOkV城東IOkV78,07669計(jì)算結(jié)果如表5所示（冬季），考慮夏季測試，比冬季增大10%表5kVA)LJOkV理車35kVIlffliV理東1侏602結(jié)合運(yùn)行方式及電網(wǎng)發(fā)展，按夏季向上浮動(dòng)50%，按冬季向下浮動(dòng)20%，取Qc取值范圍，如表6a 6站拿電伍等納w: kVX ig-bUOkV 墀*230HOkV城東IDkV4B01000上表Qc取值作為選擇消弧線圈依據(jù)，在可調(diào)范圍內(nèi)滿足消弧線圈始終處于過補(bǔ)償狀態(tài)，避免欠補(bǔ)償造成系統(tǒng)發(fā)生諧振。4.2技術(shù)方案的選擇老式手動(dòng)消弧線圈除需停電調(diào)分頭，不能自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償電

13、網(wǎng)電容電流等缺點(diǎn)外，脫諧度也很難保證在10%以內(nèi)，其運(yùn)行效果不能令人滿意。據(jù)國內(nèi)外資料 統(tǒng)計(jì)分析表明，采用老式手動(dòng)消弧線圈補(bǔ)償?shù)碾娋W(wǎng)， 單相接地發(fā)展成相間短路的 事故率在20%40%之間，比采用自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償?shù)碾娋W(wǎng)高出 3倍以上。因此， 新上消弧線圈應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償?shù)南【€圈。由于消弧線圈補(bǔ)償作用，系統(tǒng)發(fā) 生單相接地后保護(hù)無法判斷故障線路，有必要安裝消弧線圈自動(dòng)調(diào)諧及接地選線 成套裝置。通過方案的選擇，在城東站35kV側(cè)中性點(diǎn)安裝消弧線圈，補(bǔ)償容量在250kVA-500kVA 可調(diào)分頭一組，相應(yīng)隔離開關(guān)一臺(tái)，消弧線圈自動(dòng)調(diào)諧及接地 選線成套裝置一臺(tái)，10kV側(cè)安裝10kV接地變（一面柜），消弧

14、線圈（一面柜）， 補(bǔ)償容量在500-1000kVA 可調(diào)分頭，消弧線圈自動(dòng)調(diào)諧及接地選線成套裝置一 臺(tái)。5消弧線圈原理消弧線圈是一個(gè)具有鐵心的電感線圈，線圈的電阻很小，電抗很大。線圈具有抽頭，電抗值可用改變線圈的匝數(shù)來調(diào)節(jié)， 鐵心具有較大的空氣歇，它使電抗 值穩(wěn)定，從而使電壓與電流成正比。其工作原理詳見圖2。圖2中性點(diǎn)經(jīng)消頸線聘接地的電踣圖圖3申性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的相圖正常運(yùn)行時(shí)，中性點(diǎn)對地電壓為零，消弧線圈中沒有電流流過。如上圖2所示，單相（如w相）接地故障時(shí)，接地點(diǎn)對地電壓為零，中性點(diǎn)對地電壓上升 為相電壓，非故障相對地電壓上升為線電壓，網(wǎng)絡(luò)的線電壓不變。這與中性點(diǎn)不 接地系統(tǒng)相似，此時(shí)，消弧線圈處于中性點(diǎn)電壓的作用下，有電感電流IL通過，此電流通過接地點(diǎn)形成回路.加上單相接地時(shí)的接地電容電流IC，兩電流方向相反，見相量圖3。在接地處IL和Ic相互抵消，稱電感電流對接地電流的補(bǔ)償， 如果適當(dāng)選取消弧線圈的匝數(shù)，可使接地處的電流變得很小或等于零。從而消除 了接地處的電弧，消弧線圈因此而得名。6結(jié)論結(jié)合上文的技術(shù)分析，在110kV變電站的10kV、35kV系統(tǒng)中安裝了消弧線圈進(jìn)行擴(kuò)容，運(yùn)行一段時(shí)間后重新進(jìn)行實(shí)地檢測，發(fā)現(xiàn)該變電站原本低壓運(yùn)行的狀