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1、1.1.1 电容电流估算方法l.l.l.l 610kV电网单相接地电流的计算在中性点不接地的61OkV电网中，电网每相对地存在着分布电容和分布 绝缘电阻，在计算接地电流时，可以把它们用集中参数来表示，如图8 所示。当 电网某相发生单相经电阻接地时（电阻为零便为直接接地），在接地点有一接地 电流流过，下面分析一下接地电流的计算。图 8 6 10kV 供电系统U、U、U电网各相电源电压；U、U、U电网各相对地电压；A B C A B CC 电网每相对地电容； R 电网每相对地绝缘电阻； R 接地电阻E当电网某相（如图8中的A相）经电阻R接地时，按照对称分量法的原理，E可以将故障点处的三相电流、电压
2、分解成正序电流（I、I、I ）、电压（U、 A1 B1 C1A1U、U ）；负序电流（/ 、i 、i ）、电压（U 、U 、“ ）和零序电流i、B1C1A2B2C 2A2B2 C2 0零序电压uj。可以求出流过电阻R的电流i和各序电流之间的关系为：0 E Ei = i = i =1 i（31）A1 A2 0 3 E由（31）式得出复合序网如图 9 所示。3RE图 9 单相接地故障的复合序网图9中Z、Z、Z分别表示电网的正序阻抗、负序阻抗、零序阻抗，由于120Z 、Z 是电网线路和变压器的漏抗与电网对地阻抗的并联，很小，均可忽略， Z1 2 00,是电网线路阻抗与电网对地阻抗的串联，有：Z =
3、Z12根据对称分量的原理，故障点处的对地电压：可以得出：二 U+ U+ UAA1A20二 U+ U+ UBB1B20二 U+ U+ UCC1C20厂U=UAA1U=U BB1U=UCC1U=U二 U二 0A2B2C 2(32)(33)所以在故障点存在有正序电压和零序电压，负序电压接近于零。面分析计算一下零序电压和零序电流以及接地电流。根据前面的分析我们知道：流过每相对地电容和对地绝缘电阻及流过接地电阻的电流分别为：U + UBVIC=B0ZU + U=C0ZU + U=A0RE由于i + i + i + i = o，从而得:ABCEU 二-UaZ(35)0 Z + 3RE流入每相对地电容和对地
4、绝缘电阻的电流可以分解为正序分量和零序分量， 即:厂i 二 i + iAA10 i = i + i(36)BB 10i = i + iCC 10因为i + i + i = o，所以i =-3i，那么有：A1 B1 C1E0i = a(37)E Z + 3RE从上面的分析，可以看出流过接地点的电流在数量上就等于整个电网的零序 电流之和，其大小不仅同电网的电压、单相接地电阻有关，而且同电网对地的电 容以及对地的绝缘电阻有关，对610kV电网来说，由于电网对地电容较大， 容抗远小于电网对地绝缘电阻值，所以，当电网发生单相接地故障时，流过接地 点的电流主要是电容电流。也可以用如图10所示的零序等效电路
5、来计算接地电流i。当接地电阻R =oEE时，相当于发生了单相直接接地故障，由式(36)、(37)得：U =-U0A 3U. 1(38)iE =-a 二 3Ua (- + j C)图 10 零序等效电路I 流过电网对地电容的零序电流；I 流过电网对地绝缘电阻的零序电流0C0 R1.1.1.2 架空线路电容电流估算1精确计算法 架空线路的电容电流和部分电容，可利用马克斯威尔方程式进行精确计算。根据线路物理参数、几何布置和以大地为对称平面的镜像等，列出一张几何尺寸 表，计算出电位系数，并列出一组方程式，将导线的电位与它们的电荷联系起来 便可求解。当未知数较多时，可用行列式、矩阵、乃至高斯方法进行汁算
6、。现在 利用计算机求解很方便，但求解前的准备工作还是相当繁琐的。2图表估算 为了实用上的方便，有人对多种不问结构的架空线路的电容电流进行了计 算，并将结果绘图列表。需要求某线路的电容电流时，可以根据线路有无避雷线 等具体情况，从图表中很快查得结果；然后根据导线半径和悬挂高度进行校正即 可。根据图和表，可以方便地估算出架空线路的电容电流。表1-2-54为每10kV、 100km线路的电容电流值，可供粗略估算时参考。表1-2-54高压架空线路的电容电流额定电压（kV）10kV/100km (50Hz)13.84.55不同电压等级、有无避雷线的架空线路的电容电流也可以用经验公式进行计 算：I 二（2
7、.73 3.3）Ulx 103（A）c式中：U为架空线路的额定线电压，kV； l为线路长度，km。该公式源于木杆线路，当线路有、无避雷线时，系数分别为3.3与2.7。对于 水泥杆及金属杆塔的架空线路，电容电流需要增大1012。这里应当注意，对于双回线路的电容电流、因导线间有相互屏蔽作用，不能 简单地计算为单回线路的2倍。多次实测表明，当双回线路同时运行时，若导线 水平排列，则电容电流为1.8倍；若导线为顺、逆枞树排列，为1.7倍；若导线垂 直排列，可取1.651.60倍。当断开的回路不接地时，运行回路的电容电流为1.21.3 倍。同时，回路间距越小，屏蔽作用越大。635kV架空线路单相电容电流
8、经验 数据如表 所示。架空线路单相接地电容电流（A/km）额定电压（kV）单回路双回路无地线有地线无地线有地线60.020.028100.030.042350.100.130.1400.1801.1.1.3 电力电缆电容电流估算单位长度电力电缆的电容电流，与其界面、材质及运行电压等有关。目前电 力部门在估算接地电容电流时，多按照电力系统设计手册所提供的计算方法来进 行。即610kV电缆线路每公里长度的单相接地电容电流按下式计算：（用于油浸 纸绝缘电力电缆）6kV：(A/km)(1-2-91)r 95 + 2.84 - S 口I =UC62200 + 6 S N10kV： IC1095 +1.4
9、4 S 口U2200 + 0.23 S n(A/km) (1-2-92)式中S :电缆芯线截面，mm2； U :电缆额定电压，kV；N为了简化计算，610kV电缆线路每公里长度的电容电流值列于下表。表 1-2-55 610kV 电缆线路单位长度的电容电流电压(kV)电缆截面（mm2）1016253550709512015018524030060.330.370.460.520.590.710.820.891.101.201.301.50100.460.520.620.690.770.901.001.101.301.401.601.80目前广泛采用的交联聚乙烯绝缘电力电缆，由于其结构特点，其单相
10、接地电 容电流比同截面的纸绝缘电缆的电容电流大，根据厂家提供的参数和现场实测数 据，大约增大20%左右，其值如表1-2-56所示。表 1-2-56 610kV 交联聚乙烯电缆单位长度的电容电流标称截面（mm2）6kV10kV电容（u F/km）电流（A/km）电容（u F/km）电流（A/km）160.170.58250.190.65350.210.72500.230.790.21.19700.260.890.221.31950.280.960.251.491200.301.030.271.611500.331.130.291.731850.361.230.321.912400.401.370.352.093000.392.334000.432.575000.472.81
