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1、白银电网不接地系统电容电流测量方法研究及应用甘肃电力技术白银电网不接地系统电容电流测量方法研究及应用颉晓周党养增杨平礼肖克芳(白银供电公司甘肃省白银市730900)tlil要】文中针对白银电网635kV电力系统的结构和运行特点,对电容电流测试方法进行了深入分析,提出了现场简单易行的测试方法,并结合白银地区635kV系统电容电流测试,提出了定期测试电容电流和防止电容电流危害系统安全运行的对策.【关键词】电力系统测试方法定期防止1前言3系统电容电流超标的危害随着白银市城市建设的发展和城市电网的改造,市区中竖立的许多电杆减少了,取而代之的是地下电缆线路,环网柜和箱变,随着供电负荷迅速增加,配网网架结
2、构也在飞速的优化和延伸,城区公里.电力走廊简化了,城市容貌得到了进一步的美化.但与此同时,配网网架结构的变化和大量投入使用的电缆所带来的对地容性电流增大,当系统出现单相接地或间歇性接地时容易引起接地过电压和系统谐振等现象;因此,公司管理部门对此应引起高度重视,并根据电容电流的大小及系统情况及时采取措施.2中性点不接地系统的特点'在35kV及以下配电系统中,变压器的中性点多采用中性点不接地或经消弧线圈接地等非直接接地方式,又称小接地电流系统.它的特点如下:当线路发生单相接地故障时,故障电流的数值往往较负荷电流小的多,故障相电压降为零,非故障相电压升高为线电压.虽然发生了单相接地故障,但三
3、相之间的线电压仍然保持对称,对供电负荷没有影响,因此,变电运行规程规定:中性点不接地系统,单在2小时内隔离或排除接地故障后,可保证连续不问断供电.随着电缆出线不断增多,配电网络中单相接地电容电流也将急剧增加,当系统电容电流大于IOA后,就会带来一系列危害:(1)接地点电弧不能自行熄灭,出现间歇性电弧接地时,产生弧光接地过电压,此种过电压可达相电压的35倍,将引起线路上绝缘薄弱的地方放电击穿和设备瞬间损.(2)发生铁磁谐振过电压,发生烧毁电压互感器的事故,严重威胁着电网的安全.(3)系统对地电容电流较大,在单相接地消失瞬间,故障相电压恢复,对地电容电流通过电压互感器高压线圈,使互感器铁心饱和,导
4、致PT高压保险熔断.这种情况引起的高压保险熔断,仅在2010年白银电网中就发生45次之多,足见其危害之大.(4)电容电流流入大地后,在大地中形成杂散电流,该电流可能产生火花,引燃瓦斯,煤尘形成爆炸.4电容电流测试方法一般电容电流测试方法有直接法和间接法两种,也可通过估算法估算.间接法包括中性点外加电容法,调谐法.中性点外加电容测量系统的电容电流是在系统2白银电网不接地系统电容电流测量方法研究及应用无补偿的情况下,在变压器中性点对地接入适当的电容量,测量中性点的对地电压,然后用计算的方量等值电路图如图1所示.图中N为电网中性点,u为系统不对称电压,此电压在电缆出线中由于三相对地电容基本相等,所以
5、U很低,在架空线路出线UN一般为100-300V.C图l中性点外加电容法测试原理图当电网中性点N接入外加电容C后,中性点电压由U变为U称为位移电压.CUf一U,一U可用静电电压表直接测量.电网电容电流lc:ljpC式中,cx为系统电容:Up为系统相电压.谐振法是利用消弧线圈在不同调谐或不同频率时,用补偿电流,中性点位移电压等参数来计算网络的电容电流.原理接线图如图2所示.图2谐振法测试原理图ABC用等效发电机原理可以将图2简化为图3.=,一式中,E0为消弧线圈脱离时测的得的系统不平衡电压;Uo为消弧线圈在各分接头时测得的中性点位移电压;Xc为系统等值容抗;I为流经消弧线圈的电流.图3简化的等效
6、原理图对于分级式消弧线圈,在不同分接头处测量中性点位移电压,流经消弧线圈的电流,线电压与相电压,可以求解系统等值容抗,进而不难得到电容电流.直接法即单相金属接地法:在正常条件下,一相线路采用人工直接金属接地,试验接线原理如图矢量之和,但阻性电流所占比列很小,完全可以忽略不计,即电流表A所测数据就是系统电容电流.在现场实际应用中可以不接瓦特表,电压表.R图4单相金属接地法测试原理白银电网不接地系统电容电流测量方法研究及应用3根据经验公式分别计算出每条架空线路,电缆的电容电流,求其之和,再相应将变电所增加电容电流相加,就是该系统估算的电容电流.×UP×L式中:UP一电网线电压(
7、kv);L一电缆长度(km).Ic-(2.73.3)×UPXLX10q式中:Ur一电网线电压(kV);L一架空线长度(km)系数,适用于有架空地线的线路同杆双回架空线电容电流:Ic2=1.31.6)Ic(1.3一对应lOkV线路,1.6一对应35kV线路,Ic一单回线路电容电流)表15几种测试方法优缺点比较中性点外加电容法:缺点:经过环节多,测量误差较大;系统必须有中性点引出,不适合6-10kV系统:测试时,需要直接接触带点设备,人员安全存在一定风险.'谐振法:优点:测量准确.缺点:不适合无消弧线圈的系统.直接法:优点:所测电流为真实电容电流,所用仪器简单,现场容易实现,缺点
8、:测试过程中系统如再发生另外一相接地,将造成相间短路.通过以上几种测试方法比较,显而易见,中性法虽存在发生相问短路的可能性,但只要组织措施得力,技术措施明确,完全可以将相间短路的可能性降至最小,且即使发生相间短路也不会影响到系统大面积停电,只会引起测试线路跳闸.6电容电流实测效果虽然采用计算法能够算得不接地系统的对地电容电流值,但由于配网系统的复杂性,考虑因素的多重性,以及用户侧电气设备的运行方式等多重因素的影响.计算值总会与实际只有一定的差异,这个差异到底有多大?对下一步采取的补偿措施有多少影响?还需要进行实际电容电流的测量来验证.上面通过对几种测试方法的分析,优缺点对比,直接法测试比较符合
9、公司目前的状况,但必须由严格的组织措施和明确的技术措施作保障.实测前必须编制详细的作业指导,生技部们审核通过;成立由生技部门专责,高压试验班,继电保护班,变电运行等人员组成的测试小组,落实相关人员职责,明确测试目标,细化测试流程.测试线路的选择,最好选择电容器间隔,备用间隔,也可选择其它运行线路;接地点的选择,尽量选择在人员来往稀少的地段;测试间隔保护变更为经保护整定计算的瞬时保护;人员距离接地点8m以外;测量表计由试验CT二次引致工作人员站位处,衄×1.2m打入地中作为独立的接地装置:并用不小于25mm2透明绝缘软铜线连接,并串入电流互感器(变比75/5)接入试验线路:测试时人为接
10、地时间控制在2分钟以内.根据直接法,目前已完成我公司47座变电站电是部分变电站测试值与估算值的数据比较.从上表可以看出,估算值比实际测试值远远偏小,特别是6一10kV系统,最大差别百倍以上;35kV系统有2座变电站估算值大于实测值,8座变电站估算值小于实测值,最大差别20倍.不难看出,通过估算法估算,6-35kV系统没有一座变电站电容电流超标,而实测结果有17座变电站电容电流超过IOA流实测工作的必要性和重要性.7系统电容电流超标采取的对策(1)电容电流超标的变电所,逐步加装消弧线圈或接地变.(2)对于严重超标的变电站,在未安装消弧线(下转第16页)l6红外成像故障诊断技术在变电所的应用图3图
11、3为万县变电站35kVI母B相引流线夹热像点时拍摄到的热像图.通过以上故障热像图,可以使运行人员和检修人员清晰看出设备温度分布情况及设备发热部位,能使运行人员准确判断出设备缺陷情况,为检修人安全运行,减少了设备故障,提高了设备运行的可靠性.7结论总之,红外诊断技术是开展设备状态检修行之有效的方法,不仅可以减少劳动强度,提高缺陷诊断率,而且可以随时随地诊断设备运行情况,保证设备安全运行,提高电力设备运行可靠性,增加社会效益和企业经济效益.参考文献1陈衡,侯善敬.电力设备故障红外诊断.北京:中国电力出版社,1999.2DL/T6641999,带电设备红外诊断技术应用导则.(上接第3页)圈或接地变之前,中低压不接地系统采用分列运行方式,以减小电容电流过大对系统造成的危害.表28结束语635kV电力系统随着规模扩大,电缆设备投入运行增多,其单相接地电容电流越来越大,对系统安全运行的危害也不断增加.因此,应定期对系统电容电流进行测试,掌握系统实际状况,并采取相应对策,确保该系统安全运行.收稿日期:201卜220