21-小电流接地系统接地电流计算与保护整定.docx

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1、小电流接地系统接地电流计算与爱护整定(摘自方大千著好用继电爱护技术一书)1中性点不接地系统接地电流计算发生单相金属性接地时，接地相对地电压降为零，非接地两相对地电压上升3倍，三相之间电压保持不变，仍旧为线电压。流过故障点的乱流是线路对地电容引起的电容电流，与相电压、频率及相对地间的电容有关，一般数值不大。单相接地电容电流的估算方法如下：1.1 空线路单相接地电容电流ICIc=1.1(2.73.3)Ue1.10式中：Ue线路额定线电压(kV);1.线路长度(km);1. 1采纳水泥杆或铁塔而导致电容电流的增值系数。无避雷线线路，系数取2.7;有避雷线线路，系数取3.3对于6kV线路，约为0.01

2、79Akm;对于IokV线路，约为0.0313Akm;对于35kV线路，约为0.1Akmo须要指出:(1)双回线路的电容电流为单回线路的1.4倍(610kV线路)。(2)实测表明，夏季电容电流比冬季增值约10%。(3)由变电所中也力设备所引起的电容也流值可按表127进行估算。表1-27由变电所电力设备引起的电容电流增值估算表额定电(kV)61035110220电容电流增值()816131081.2电缆线路单相接地电容电流IC油浸纸电缆线路在同样的电压下，每千米的电容电流约为架空线路的25倍(三芯电缆)和50倍(单芯电缆)。也可按以下公式估算：6kV电缆线路Ic=(95+3.1S)(2200+6

3、S)XUeA/km10kV也绕线路Ic=(95+1.2S)(2200+0.23S)XUeA/km式中：Ic电容电流(A/km);S也缆芯线的标称横面面积(mm?)；Ue线路额定线电压(kV)。对于交联聚乙饰电缆，每千米对地的电容电流约为油浸纸电缆的1.2倍。油浸纸电缆和交联聚乙烯电缆的电容电流，见表1-28至表1-301.3架空线和电缆混合线路单相接地电容电流IC混合线单相接地电容电流可采纳以下阅历公式估算：Ic=Ue(1.k+35lc)350式中：Ic:电容器电流（八）Uc:线路额定线电压(kV)1.k:同一电压Ue的具有电的联系的架空线路总长度(km)1.c:同一电压Ue的具有电的联系的电

4、缆线路总长度(km)表1-286-35KV油浸纸电境接地电容电流计算值-5ttK(Pi)/6103516函0.52一25O.Q62一350.52施500.59077一7Q0.71Q90G950.821.OO411200.89VO4,415。UO1,304,81851.20MO522401.301.605,93001.501,006,5表1-296KV交联聚乙烯电缆接地电容电流计算值导体标称截面积（mm2）电容电流（FKm）电容电流（A/Km）160.170.58250.190.65350.210.72500.230.79700.260.89950.280.961200.301.031500.3

5、31.131850.361.232400.401.37注：此表相宜和于6KV小电流接地系统中铜芯交联聚乙烁绝缘电力电缆表1-301OKV交联聚乙烯电境接地电容电流计算值导线标称截面积B砰）电容(FKm)电容电流（A/Km）500.21.19700.221.31950.251.491200.271.611500.291.731850.321.912400.352.093000.392.334000.432.575000.472.81注：(1)此表适用于IoKV小电流接地系统中铜芯交联聚乙烯绝缘电力电缆；(2)电缆的绝缘厚度为：4.5mm；(3)接地电容电流：lc=211fX3XCoXUeX(11

6、000000)(A/Km),其中Ue取11KV下的相电压。2小接地电流系统单相接地爱护及计算2.1 小电流接地系统的电容电流计算。635kV供电网络为电源中性点不接地系统，属于小接地电流系统。这种系统在正常运行时，三相对地也压是平衡的，三相对地包容电流也是平衡的。当系统发生单相接地时，故障相对地电压为零，而其他两相对地电压上升到相电压的J3倍。这时，这两相的对地电容电流也相应增加到J3倍，而接地相电容电流则增加为正常运行时每相电容电流的3倍，即：lc=3Xlco=3UxXCo式中：Ico正常运行时每相电容电流（八）：Ux相电压(V);角频率，=211,=50HZ;Co正常时每相线路对地电容(F

7、)02.2 小电流接地系统单相接地爱护方式通常采纳绝缘监视装置和零序电流爱护两种方式。绝缘监视装置它时利用接地后出现的零序电压给出信号的，其原理也路如图1所示。图中TV为连接于也源母线上的三相五柱式电压互感器。3只电压表PV1PV3(或1只电压表加三相切换开关)用以测量各相对地电压。也可以在开口三南形线圈输出端接电压表进行监视，或接电压继电器进行报警。工作原理：当线路任一相发生故障时，该相电压指示为零，其他两相对地电压为相电压的J3倍。同时开口三角形线圈两端电压上升，使过电压继电器KV吸合，其常开触点闭合，信号继电器KC动作，发出接地信号。2.3单相接地故障零序电流爱护单相接地故障零序电流爱护

8、是利用故障相的零序电流较非故障相大的特点，实现预报信号或作用于跳间的。其电路如图2所示。对于架空线路，采纳零序电流滤序器方案，如图2（八）所示；对于电缆线路，采纳零序电流互感器方案，如图2(b)所示。工作原理：当线路正常时，二次线圈中没有电流，爱护装置不动作。当系统发生单相接地故障时，三相图1绝缘监视电路图(Q)零用电版过器至延时信号(b)电源专用零用保护图2零序电流爱护原理电路图电流之和不为零，等于正常时一相对地也容电流的3倍，在二次线圈中就感应电流，使过继电器KA或零序电流继KAo动作，发出接地信号或动作于跳间。零序电流继电器KAO通常选用DD-11型接地继电器，其一次动作电流可达5A,足

9、以满意爱护要求。单相接地故障零序电流爱护的零序电流互感器与继电器的协作及其动作电流的整定见表1o1接地爱护电流互感器与继电器的协作零序电流互感器型号接地继业器型号继电器整定电流（八）爱护最小动作电流（八）电缆的外径(mm)允许穿过也缓根数备注IJ-75D1.-11/0.20.110751IJ-75D1.-11/0.20.115.9752两根电缆并联，互感器二次线圈串联，继电器线图并联IJ-75DD-11/600.034.7752IJF-75D1.-11/0.20.313752IJF-75DD-11/600.039752IX-25DD-11/600.031.3502继电器线圈并联IJZ-65DD

10、-11/600.031213501继电器线图可串可并联2.3 爱护装JE动作电流的整定一次动作电流为：ldz=3Kklc=3KkUxXCo二次动作电流整定值(爱护继电器经互感器相连)为：IdZj=KkX(Ic+nl)式中：Kk牢靠系数，对瞬时动作的爱护，取45;对带时限动作的爱护，取1.52:m电流互感器的变比。其他符号同前。2.4 灵敏度校验Km=(lc-c)ldzj1.251.5式中：lc全系统总的电客电流（八）：1.25和1.5分别适用于电缆线路和架空线路。当爱护装置不能满意灵敏度要求时，可采纳带短时限的过电流继电器，其延时时限一般为0.51So上述lc和IC最好按实测数据计算，无实测数

11、据时，可按中性点不接地系统接地电容电流的计算公式计算。须要指出，在计算中还要考虑到所涉及变配电设备引起的电容电流增值和干脆接地的也力电容器电流。3计算实例例1:某空气压缩机站的一台主风机配2800kW,6kV高压电动机，用YJV22-67X240电缆配电，从配电室至电动机的距离1.为100m,实测电动机所在供配也系统电容电流为20A,试选择零序电流维电器。解：由于所在供配电系统电容电流为20A,故可选用零序电流互感器的变比为50/5。当同一系统中其他回路发生单相接地故障时，流过零序电流互感器的一次侧电容电流为：Ic=(95+3.1S)(2200+6S)Ue=(95+3.1240)(2200+6

12、240)6.3X0.1=0.145（八）二次动作电流整定值为：Idzj=KkX(lcm)=1.5(0.14510)=0.0218（八）零序电流继电器可选用DD-I/10型继电器，整定范围为1040mA,满意要求。图3IOkV电缆线路图例2某IOkV供电线路如图3所示。试进行3X15Omnl2电缆的单相接地爱护整定。已知全系统总的电容电流lc为13A0解：(1)求电缆单相接地电容电流：查表1-30得，IOkV、15Omm2电缆的单位长度电容电流IO=I.73A,因此Icz=nX1.Xlo=30.6X1.73=3.1（八）(2)爱护装置一次动作电流：IdZ=KkXlcz=43.1=12.4（八）(

13、3)灵敏度校验：Km=(Ic-lc)Idz=(13-3.1)12.4=0.81.25满意要求。采纳1.J型零序电流互感器及D1.-11/20型过电流继电器，动作电流取6A,延时时限取0.5S。例3某工厂变电所IokV架空线路长3.5km,配出线高压电缆长2km,变电所中每相配有一只电力电,容器BW10.5-16-10在某一配出线回路中采纳零序继电器爱护，该回路IokV电缆长400m.试选择零序爱护。解：(1)单相接地电容的计算：架空线路单相接地包容电流为：ld=Ue1.1350=10X3.5350=0.1（八）电缆线路单相接地电容电流为：lc2=Ue1.210=10X210=2（八）考虑到变电设备引起的电容电流增加18%,则得到电网的电容电流为：c=(Id+IC2X1.18=0.1+21.18=2.48（八）400mIOkV配出线电缆回路的固有电容电流为：lc=Ue1.310=(100.4)10=0.4（八）BW10.5-16-1型电容器的电容量Co=0.46Mf0在额定电压为IOkV的电网中运行时，电容电流为：Id=3UeCo=310103211500.46(1/1000000)=1.5A因此，系统总的接她电容电流为：lc=c+lce=2.48+1.5=3.98（八）(2)爱护装置一次动作电流整定值：Idzj=KkXlc=2X04=0.8（八）(爱护动作带时限)