在新建或擴建變電站中，設計人員必須根據6-35kV中性點(diǎn)不接地系統單相接地電容電流的大小來(lái)選擇中性點(diǎn)的接地方式及所選設備的容量。但不接地系統單相接地電容電流值的計算依據設計手冊，計算結果與實(shí)際測試結果差別較大，使所選擇的中性點(diǎn)接地方案及所選用的補償設備容量不當，造成重復投資。

作者介紹了一種中性點(diǎn)不接地系統單相接地電容電流的組成及工程計算方法，并通過(guò)十幾座110kV變電站10（6）kV、35kV母線(xiàn)單線(xiàn)接地的電容電流的實(shí)際測量值進(jìn)行比較，分析和驗證了該工程算法具有較高的精度，對工程計算有一定實(shí)際指導意義，可以應用于工程設計、實(shí)測電容電流比較值。

配電網(wǎng)小電流接地系統單相接地的電容電流由電力線(xiàn)(電纜線(xiàn)路、架空線(xiàn)、電纜線(xiàn)路架空線(xiàn))和電氣設備(同步發(fā)電機、異步電動(dòng)機、變壓器、斷路器等)兩部分組成。).

電力電纜的電容電流遠大于等長(cháng)等截面的架空線(xiàn)，也大于電力設備的電容電流。工程計算通常只計算電力線(xiàn)的電容電流。

近年來(lái)，余熱發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)、小水電、小風(fēng)電等大量項目接入6-35kV系統，配電網(wǎng)中有大量同步發(fā)電機。配電網(wǎng)中還有一些專(zhuān)用用戶(hù)線(xiàn)，接入大容量同步電機，引起系統中電容電流的變化。電容電流也要計算，或者根據經(jīng)驗值統計估計其參數。本文將介紹小電流接地系統中單線(xiàn)接地電容電流的工程計算方法。

電容電流計算

1）6-35kV架空線(xiàn)路單相接地單位長(cháng)度的電容電流為:

6kV線(xiàn)路：Ic6=0.017A/km

10kV線(xiàn)路：Ic10=0.029A/km

35kV線(xiàn)路：無(wú)架空地線(xiàn)時(shí)Ic35=0.10A/km，有架空地線(xiàn)時(shí)Ic35=0.12A/km。

無(wú)架空地線(xiàn)的近似計算公式：

Ic=1.12.7UL10-3

架空地線(xiàn)有一個(gè)近似計算公式：

Ic=1.13.3UL10-3

其中：U——電網(wǎng)線(xiàn)路電壓(kV)，L——架空線(xiàn)路長(cháng)度(km)。

注：水泥桿線(xiàn)、鐵塔(鋼桿)，增加10%；2.7系數，適用于無(wú)架空地線(xiàn)的線(xiàn)路，3.3系數，適用于有架空地線(xiàn)的線(xiàn)路；同塔雙回架空線(xiàn)電容電流：Ic2=(1.3~1.6)Ic (1.3-對應10kV線(xiàn)路，1.6-對應35kV線(xiàn)路，Ic-單回線(xiàn)路電容電流)；根據實(shí)測積累的經(jīng)驗：夏季電容電流比冬季高10%左右。

2）6-35kV架空線(xiàn)路單相電容電流經(jīng)驗數據如表1所示

表1:架空線(xiàn)電容電流(A/km)

3）電力電纜單相接地電容電流

在相同電壓下，電纜每公里的電容電流是架空線(xiàn)(三芯全包)的25-30倍，或50-58(單芯)。6-35kV電力電纜線(xiàn)路每公里的電容電流按下式近似計算。

6kV電力電纜：IC6=UE(953.1s)/(22006s)；

10kV電力電纜：IC10=UE(951.44s)/(22000.23s)[5]；

35kV電力電纜的電容電流約為10kV的4倍。上述公式適用于油浸紙絕緣電力電纜。目前廣泛使用的XLPE電力電纜每公里電容電流比油浸紙絕緣電力電纜大，根據廠(chǎng)家提供的參數和實(shí)際試驗積累的數據，每公里電容電流增加20%左右。Ue為額定線(xiàn)電壓kV，s為纜芯截面mm2。

為了簡(jiǎn)化計算，常用油浸紙絕緣電力電纜和交聯(lián)聚乙烯電力電纜的每千米電容電流列于表2和表3。

表2油浸紙絕緣電力電纜電容電流A/km

表3交聯(lián)聚乙烯電力電纜電容電流A/km

XLPE電力電纜的電容電流值與絕緣層厚度、線(xiàn)芯類(lèi)型、絕緣結構、有無(wú)鎧裝等有關(guān)。所以必須參考出廠(chǎng)參數。上表以常見(jiàn)的電力電纜型號為例進(jìn)行計算并給出。接地電流的計算公式為Ic=2f3CUn10-3(A/km)。c為電纜電容電流的計算值，Un為相電壓。

4）變電站電氣設備引起電容電流增加值列表4

表4變電站電氣設備引起的電容電流增加值

5）隨著(zhù)配電網(wǎng)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò )結構復雜化及新型材料的使用，需對傳統的計算公式進(jìn)行修正。

(1) 6 ~ 35kV變電站采用封閉母線(xiàn)、巨型母線(xiàn)和管狀母線(xiàn)，母線(xiàn)排列方式的改變會(huì )使電容電流值增大，一般為15% ~ 20%；

架空絕緣線(xiàn)代替裸架空線(xiàn)，架空絕緣線(xiàn)的電容電流與裸架空線(xiàn)不同。大量測試數字顯示：10kV裸架空線(xiàn)：0.32A，10kV裸架空線(xiàn)：0.62A;

在配電系統中，10kV變電站和箱式變壓器的低壓側(380V)有大量的電纜線(xiàn)路，它們所貢獻的電容電流對系統的總電容電流影響很大。檢查表中每個(gè)接地的帶金屬保護的四芯電纜的電容電流

計算電容值(A)=(1 ){[各標稱(chēng)截面電纜長(cháng)度(km)Ic(對應截面電容電流值A/km)][各架空線(xiàn)路長(cháng)度(km) IC(架空線(xiàn)路電容電流值(A/km)][各架空絕緣線(xiàn)路長(cháng)度IC(架空絕緣線(xiàn)路電容電流值(A/km)其中為配電網(wǎng)裕度系數，取1.1 ~ 1.5，為1.15 ~ 1.20。

實(shí)際測試對比驗證分析

隨著(zhù)電網(wǎng)的改造和建設，供電負荷迅速增加，配電網(wǎng)結構迅速優(yōu)化和延伸，同塔多回線(xiàn)路、地下電力電纜線(xiàn)路、環(huán)網(wǎng)柜、箱式變壓器等得到廣泛應用。大量電纜的投入使用引起配電網(wǎng)結構的變化和對地電容電流的增加。

當系統發(fā)生單相接地或間歇性接地時(shí)，容易引起接地過(guò)電壓和系統諧振，對配電網(wǎng)設備的運行構成極大威脅。以下是甘肅省電力公司白銀供電公司所轄56座變電站2008-2012年統計表6。

甘肅省電力公司管理部門(mén)應對此高度重視。2013年在全公司所轄變電站進(jìn)行電容電流實(shí)測，根據電容電流和系統情況及時(shí)采取措施。選取白銀供電公司所轄110kV變電站改造6 ~ 35 kV母線(xiàn)進(jìn)行實(shí)際測試，并將測試結果與理論計算值進(jìn)行對比。

表6故障次數統計

1）測試比較。

，選擇出線(xiàn)電力電纜較多的110kV科技園變電站。該變電站10kV母線(xiàn)有24根出線(xiàn)電纜。我們將對輸電線(xiàn)路參數(電力電纜、架空線(xiàn)型號和長(cháng)度)進(jìn)行詳細統計。

其中架空線(xiàn)19.5km，電力電纜3 150mm2、0.7km、3 240mm2、8.5km、3 240mm2、4.7km、3 400mm2、13.5km，根據本文給出的算法，計算結果為65.613A

為了減少測量誤差，我們采用直接法，即人工直接接地法。參見(jiàn)表7。

表7變壓器10kV母線(xiàn)電容電流計算值和測量值

與實(shí)際測量值相比，理論結果的誤差為1.8%。實(shí)際測試了公司所轄56座變電站6 ~ 35kV母線(xiàn)的電容電流。表8和表9列出了部分變電站的實(shí)際測試值和理論計算值。

表8 6-10kv母線(xiàn)電容電流測量值和計算值

表9 35kV母線(xiàn)電容電流測量值和計算值

2）誤差分析。

根據理論計算值與實(shí)測值的比較，存在一定的誤差，大誤差為13%。主要原因如下。

(1)計算中使用的設備參數、長(cháng)度等數據以設備臺賬為準，配電網(wǎng)結構復雜，如變電站采用環(huán)網(wǎng)或手拉手形式供電，電纜架空線(xiàn)、架空線(xiàn)復雜，存在一定誤差；很難準確統計用戶(hù)電力電纜和架空線(xiàn)的參數和長(cháng)度。

With城市建設的規劃，線(xiàn)路走廊有限，配電網(wǎng)采用鋼桿、同塔(桿)雙回路、多回路輸電，改變了電容電流值。

部分負荷較大的用戶(hù)采用兩根電纜并聯(lián)或單芯大截面電纜。這方面的理論計算和積累的經(jīng)驗數據很少，需要積累。

(4)變壓器、同步發(fā)電機、同步電動(dòng)機等設備對電容電流的影響，如變壓器典型值每相4000pF。

配電網(wǎng)浪涌吸收電容電流，統計數據按每相0.5 ~ 1.0 F計算。

[6]6 ~ 35kV變電站采用封閉母線(xiàn)、巨型母線(xiàn)、管狀母線(xiàn)增加電容電流的影響值有待進(jìn)一步積累和驗證。

架空絕緣導線(xiàn)、配電變壓器和低壓電力電纜對配電網(wǎng)電容電流的影響。目前的計算公式還存在一些不足，需要積累大量的試驗統計數據。

風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電投資巨大

結論

電容電流的工程計算方法是設計人員在新建和擴建工程中正確選擇是否安裝消弧線(xiàn)圈的理論依據。根據一般測量結果與理論計算的比較，文中提到的工程算法存在一定誤差，但誤差在允許范圍內，值得推廣應用。如果我們準確地掌握設備參數，計算值和測量值將得到滿(mǎn)意的結果。

我們建議每3 ~ 5年采用變頻法(不同頻率信號三角注入的電壓互感器)或直接法測量不接地系統的電容電流，積累電網(wǎng)結構變化的數據，為理論計算提供更理想的經(jīng)驗數據，不斷修正工程計算公式，為設計人員提供更實(shí)用的工程計算公式。

本文編譯自《電氣技術(shù)》，題目是《中性點(diǎn)不接地系統單相接地電容電流的工程計算方法》。作者有吳、等。