XX地区电网电容电流测试及补偿状况分析

XX地区电网电容电流测试及补偿状况分析

刘宁超1乔恺1刘华英2

(1国网平顶山供电公司河南平顶山467000;2国网新郑供电公司河南新郑451100)

摘要：随着系统电网规模的不断扩大和配网电缆出线的不断增加，发生单相接地时，系统电容电流也在不断增大。本文通过测试6--35kV配网电容电流的大小，分析其现有的消弧线圈补偿状况及存在的问题，并提出解决的方法。

关键词：电容电流消弧线圈补偿状况

0、引言

在6-35kV的电缆网络中，当电容电流达到规定的限值时，应加装消弧线圈进行补偿，消弧线圈的容量应按系统实测电容电流值来选择。由于运行方式的变化，电容电流也在发生变化。XX供电公司多次因消弧线圈的投退和补偿不到位导致6-35kV设备故障扩大化，为了掌握电容电流基本情况，对其6-35kV系统进行了电容电流测试，分析现阶段消弧线圈的补偿状况及存在的问题，并提出解决的方法。

1、系统电容电流测试及分类

《中华人民共和国电力行业标准》DL/T620-1997中“交流电气装置的过电压保护和绝缘配合”3.1.2中规定3-10kV钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统和所有35kV、66kV系统中，如果接地电容电流大于10A，都需要采用中性点经消弧线圈接地方式[1]。由于变电站运行方式的变化，系统电容电流也在发生变化。而理论计算值与实际运行值误差大，当采用理论值选择消弧线圈进行补偿时，易造成欠补偿，形成谐振过电压，从而产生负作用。因此对供电区域内各变电站电容电流值进行定期测量，为便于进行分析，现将xx年的测量结果按不同方式进行列表分析：

a、变电站电容电流超过规定值，并且未装设消弧线圈进行补偿，如表一：

2、电容电流现状分析

1、李庵变系统电容电流IC为110.8A，如表一所示，其为110/10kV终端变电站，低压侧为△接线且无中性点引出，10kV出线13条，担任新城区政府、学校等重要负荷，未安装消弧线圈，较大的电容电流远远超过其自熄弧能力,一旦出现弧光过电压，造成绝缘损坏，引发的开关柜和母线事故，将会出现大面积停电。2、通过表二数据，我们可以发现，中兴路变电站IC为115.1A，IL为73.78A；肖营变IC为165.9，IL为50.94，相差115A，属于欠补偿，与电网常采用的过补偿方式相悖。当系统运行方式发生改变时，消弧线圈不仅未能消除弧光接地过电压，还可能造成谐振过电压，进一步损坏设备。3、五一路、光明等变电站电容电流均较大，如表三所示，远远超过了100A,虽然这些变电站均加装了消弧线圈，但感性电流都大于电容电流，属于过补偿。一般情况下，补偿系数为1.35左右，消弧线圈通过其自身的调节装置，根据电容电流的大小自动调整消弧线圈的补偿电流，满足了现场要求。4、规程中规定3kV—35kV电容电流不能超过10A，因此当IC小于10A时，不需考虑消弧线圈进行补偿，如表四所列的变电站，电容电流最大者不超过9A，能够自动熄弧。5、有些变电站如表五所列出的，由于某些方面的原因，电容电流无法测量。在未知电容电流值的情况，无法分析是否需要采用消弧线圈进行补偿。一旦出现单相接地故障，出现间歇性电弧时，将对出线较多、担任重要用户的变电站，如孙岭变，带来极大的安全隐患。

3、存在问题分析

对于架空线路，虽然中性点不接地系统有较好的供电可靠性，在出现单相金属性接地时，可以运行1—2小时[2]，但根据理论及现场经验分析，现有的杆塔入地、电缆延伸等电网改造状况，导致电容电流不断增大，电弧难以熄灭，弧光过电压的可能性增加，且在电缆发生单相接地时，易导致相间短路，扩大故障范围。在电容电流较大且没有消弧线圈补偿或者补偿容量不足时，将导致以下问题：

1、过电压对设备绝缘破坏：当发生间歇性接地时，电容电流持续时间比较长，非故障相电压升高至正常相电压的3.1-3.5倍，在过电压持续作用下，将造成绝缘的积累性损伤，最终可能导致绝缘薄弱点击穿而发展成相间短路，扩大故障范围。

2、弧光接地产生过电压可致PT烧毁或熔断保险：电压互感器的最大饱和值为正常数值的1.7倍左右，在弧光接地产生过电压情况下，其互感器的饱和状态更是严重超标，故可大大地增强励磁电流，加重电压互感器的过载程度，将会造成烧毁互感器或熔断保险。

3、过电压可致避雷器发生爆炸：发生弧光接地时，在长时间的作用下，可聚集大量能量，而通常的避雷器所能承受的最大能量指标为400A、2ms，因此一旦聚集的能量超过此值，就势必会引发避雷器发生爆炸。

4、防范措施

1、增加变电站系统电容电流检测密度，随时掌握系统电容电流数值，同时安装可调节容量的消弧线圈。

在系统发生单相接地时，规程规定电网可带单相接地故障运行2小时，不需要跳闸。实际运行经验和资料表明，当电容电流电流小于10A时，电弧能自灭。当电容电流大于10A时，易产生间歇性弧光接地，引起过电压。当采用消弧线圈补偿，调节适当时（接地电流小于10A）,电弧能熄灭。

2、采用消弧及过电压保护装置。

当系统发生单相接地时，消弧控制器根据电压互感器传来的电压信号进行计算处理，判断接地相别、接地性质，作出如下判断：(1)判断是金属性或稳定性电阻接地，直接进行线路拉路选线处理；(2)判断是不稳定的间歇性弧光接地，若消弧控制器显示是A相接地，消弧控制器自动将A相真空接触器闭合，使系统由不稳定的弧光接地快速转变成稳定的金属性接地，消除电弧的影响和危害[3]。

3、快速隔离故障

在已投运且无补偿或补偿容量不足的变电站中，发生单相接地且电容电流大于10A时，应立即断开故障分路，不能再执行原规程规定的单相接地故障可以运行2小时的规定。

4、在变电站改造、扩建、增容时考虑消弧及过电压保护装置和自动补偿装置的容量。

一般的110/10kV变电站，其变压器低压侧为△接线，系统低压侧无中性点引出，电缆馈电回路日益增加，电容电流将不断增加。在变电站改造、扩建、增容时，应充分考虑加装过电压保护装置或调整自动补偿装置的容量，有效的补偿系统电容电流，保障系统安全稳定运行。

参考文献：

［１］中华人民共和国电力工业部.交流电气装置的过电压保护和绝缘配合［Ｇ］．北京：中国电力出版社，１９９７．

［2］要焕年，曹梅月．电力系统谐振接地［Ｍ］．北京：中国电力出版社２０００．

［3］徐宁军．电力系统继电保护实用新技术与定期检验［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２００９．