10kV系统单相接地电容电流的工程计算论文_陈银田

摘要：经过简化架空线路、电力电缆线路及变电站电气设备电容电流的计算，提出了10kV系统（交联聚乙烯电缆）单相接地电容电流的工程计算公式。

关键词：中性点；单相接地；电容电流；工程计算

1、问题的提出

计算10kV系统单相接地电容电流，是10kV系统短路电流计算的内容，也是确定10kV系统继电保护的基础。

《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》（GB/T 50064-2014）规定：不直接连接发电机、由电缆线路构成的6kV～20kV系统，当单相接地故障电容电流不大于10A时，可采用中性点不接地方式；当大于10A又需在接地故障条件下运行时，宜采用中性点谐振接地方式。由此可见，10kV系统单相接地电容电流是否超过10A，还是10kV系统中性点是否采用谐振接地方式的关键因素。

10kV系统单相接地电容电流由电力线路（架空线路、电缆线路）和电气设备（变压器、断路器、同步发电机、异步电动机等）两部分电容电流组成。如果不进行简化，单相接地电容电流的计算将会很繁杂。本文拟对10kV系统单相接地电容电流的计算方法予以介绍。

2、10kV系统架空线路单相接地单位长度的电容电流

架空线路单位长度的电容电流计算公式：Icj=2πf*3Cj*Un*10-3（A/km），Cj为架空线路对地电容计算值（uF/km），Un为相电压（kV）。对于10kV系统，Un=10/kV。

根据是否架设架空地线，架空线路分为有架空地线和无架空地线两类。

有架空地线架空线路近似计算公式：Icj=3.3Ue*10-3（A/km），Ue为线电压（kV）；无架空地线架空线路近似计算公式：Icj=2.7Ue*10-3（A/km）。

对于10kV架空线路，单位长度的电容电流计算公式可进一步简化。

10kV架空线路（有架空地线）单位长度的电容电流：Icj=0.036A/km；

10kV架空线路（无架空地线）单位长度的电容电流：Icj=0.029A/km

以上计算方法适用于水泥杆单回架设方式；若采用铁塔（或钢杆），电容电流增加10%；若采用同杆双回架设，电容电流增加30%；夏季比冬季增加10%。

3、10kV系统电缆线路单相接地单位长度的电容电流

电缆线路单位长度的电容电流计算公式：Icl=2πf*3Cl*Un*10-3（A/km），Cl为电缆对地电容计算值（uF/km），Un为相电压（kV）。对于10kV系统，Un=10/kV。

对于10kV油浸纸绝缘电力电缆，单相接地单位长度的电容电流的近似计算公式：Icl= A/km，S为电缆截面（mm²）。

对于10kV油浸纸绝缘电力电缆，单相接地单位长度的电容电流的近似计算公式：Icl= A/km，S为电缆截面（mm²）。

对于目前广泛采用的交联聚乙烯电力电缆，单位长度的对地电容电流与油浸纸绝缘电缆不一样。交联聚乙烯电力电缆对地电容值与绝缘层厚度、线芯类型、绝缘结构、有无铠装等因素有关，需要参照出厂参数。根据出厂参数和实际测试积累数据比较，交联聚乙烯电缆对地电容电流大于油浸纸绝缘电缆（同电压等级、同截面积）。为简化计算，10kV交联聚乙烯电缆线路每公里对地电容电流列入表2-1中。

表2-1 10kV交联聚乙烯电缆单相接地单位长度的电容电流（ A/km）

4、变电站电气设备电容电流

变电站电气设备引起的单相接地电容电流值，按电力线路总电流值的一定比例进行估算。对于10kV系统，按16%进行估算。

5、10kV系统单相接地电容电流的工程计算

综合上面的简化计算，可以总结出10kV系统单相接地电容电流的工程计算公式。根据实际测算，电压等级、截面积即长度相同的条件下，电缆的电容电流是架空线的30倍左右，故工程计算可以忽略架空线的电容电流。由于交联聚乙烯电缆已经成为10kV电缆的主流，仅给出10kV交联聚乙烯电缆的工程计算公式。

Ic=（1+0.16）*Icl*L=1.16*k*L （ A）

式中，L是电缆长度（km）；k是与电缆截面有关的参量，可从表2-1查找。

参 考 文 献

[1]GB/T 50064-2014：交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范

[2]利润先：中低压电网系统接地使用技术[M]，北京：中国电力出版社.

[3]梁晓红：防止中性点不接地系统电磁谐振的措施[J].电工技术，2012(4)

[4]吴玉硕等：中性点不接地系统单相接地电容电流的工程计算方法[J].电气技术，2014(9)

[5]钟新华：配电网电容电流估算公式修正[J].现代电力，2004(21)

作者简介：

陈银田（1976年），男，籍贯/湖南，职称/教授级高级工程师，学位/工学硕士，研究方向/煤矿电控

论文作者:陈银田

论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期

论文发表时间:2020/4/13

标签：电容论文;  电流论文;  单相论文;  系统论文;  电缆论文;  长度论文;  交联论文;  《电力设备》2019年第22期论文;