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电容性电流又叫位移电流,不同于电荷定向移动形成的电流,并没有真的从故障点流向大地,是由于电容充放电引起的等效电流。对于交流电,因为电流是不断变化的,这种等效电流也就始终存在。
电容电流补偿是利用增设感性支路的办法来补偿的。也就是在人为的中性点与大地之间接入可调零序电抗器BK,构成一个感性支路,用以补偿电网三相对地的分布电容产生的入地电流。
根据电原理图,电容电流可以等值
根据电工学知识,在上述电路中,电容的作用与电感作用相等时,产生并联谐振,即通过电容3C的电流和感抗支路电流在数值上相等,相位相反,这时通过人体的电流则取决于电网总绝缘电阻Rx,使电容电流得到补偿。
我们也可以从物理的概念上来理解电流的向量关系,电感引起流过人体的电流是感性电流Ilr滞后于绝缘电阻引起的电流Ir900,而由于电容引起的触电电Icr则超前电阻引起的电流Ir900,也就是说,Ilr与Icr方向相反
对于一定长度的电缆,具有一定的对地分布电容,电网对地分布的电容为各条对电缆对地分布电容总和,由于使用的电网的长度,截面大小不同,分布电容也不同。所以要求附加支路电感量必须能够调整。一般都采取两种方法:
1、采用零序电抗器。增加电抗器分接头,调整零序电抗器的分接头,就可以调整附加支路的电感量,达到补偿的目的。
调整时,按下按钮BS,调整电抗器的分接头,使毫安表的指示电流最小。
2、采用磁放大器。首先说明磁放大器的原理。由对口型铁芯成π型布置。在铁芯的两个边柱各有一个交流线圈并相串联,中柱有一个匝数较多的直流控制线圈。两个交流线圈并想串联时,应使其在中柱铁芯产生交流磁通大小相等,方向相反,以保证在直流控制线圈中无感应电势见图六。
由电工基础可知,一只铁芯线圈接入交流电路以后,其电感量L为:
L=(4πw2S10-8/1)μ
式中 L-线圈的电感量
W-线圈匝数
1-磁路长度
μ-铁芯导磁系数
从上式中可知,当铁芯的几何尺寸确定以后,其电感量与匝数W平方成正比,与导磁系数μ有关,所以要得到各种不同的电感量,只要改变匝数W和μ就可以改变电感量,达到补偿的目的。在铁芯材料一定的情况下,其导磁系数决定于外加直流控制磁场的大小,随着直流控制磁场的变化,磁化曲线上的工作点也随之改变,因此导磁系数μ也就随之改变。
调整时,按下按钮BS,调节电位器W1使毫安表的读数最小,就能达到最佳补偿效果。
众所周知,带电电缆、变压器对地都有一定的分布电容(介质存储的电荷量),而分布电容大小取决于电缆的 几何尺寸、电缆的长度和绝缘材料等。所以我们探讨分布电容的电流补偿对开关的设计是有着重要意义的,例如青佺大型电容器。如图例
电缆是导体,相当于电容器的一个极板,大地是导体,相当于电容的另外一个极板,电缆和大地之间的空气就成了电容器的介质,接地电流就从电缆通过大地流入形成。 故障接地(fault earthing)又称为接地...
目前,我国配电系统的电源中性点一般是不直接接地的,所以当线路单相接地时流过故障点的电流实际是线路对地电容产生的电容电流。据统计,配电网的故障很大程度是由于线路单相接地时电容过大而无法自行息弧引起的。因...
电容是两个金属板夹一个绝缘介质组成,理想状态的介质是绝缘的,现实的介质在两金属板有一定电压时会漏电,即你所述的泄露电流。国家标准要求加一定的直流电压时,其漏电流不大于一定值即可判定漏电流合格(或绝缘电...
电容电流补偿的必要性
电缆实际上各相通过绝缘电阻和分布电容与大地相连接,当人身体触及一相时,触电电流通过人身、大地、另外两相对地绝缘电阻及分布电容回到电源的另外两相,构成闭合回路。
人体中也含有相应的电流,这些电流是对人体有益的,它可以保护我们的身体免受外界的侵害,当现到更大的电流时,我们的人体所含电流就会被更大电流吸引,反而伤害到我们的身体,具体如下阐述:
通过分析和数学推导得出通过人体的电流为:
式中Ir通过人体的电流;
Uφ电网电压;
Rr人体电阻;
Rx相对地绝缘电阻;
C相对地分布电容;
ω交流角频率。
从上式中可以看出,人体电阻为一定值。触电电流主要取决于电网的绝缘电阻RX和分布电容C。触电电流当然也取决于电网电压Uφ。
例如,电网电压为660V、电网对地绝缘电阻为100KΩ、人体电阻为1KΩ。如果不考虑分布电容的影响,则通过人体的电流为:
当考虑对地电容影响时,如果C=0.5UF,则通过人体电流为:
从上述计算可知,即使在绝缘电阻较高的情况下,如果分布电容的影响,则人身触电电流显著增加,危及生命安全。因此必须电容电流补偿,以保证供电安全。
综上所述,电网分布电容是可以通过调节电感来进行补偿的。目前很多类型的开关都实现了电容电流补偿。如果在原电路的基础上稍加改动,增加一些功能模块就可以实现智能调节电感量的大小。从而提高了防爆开关的保护性能。
配电系统电容电流的测量
配电系统电容电流过大,如不采取措施,容易产生间歇性弧光接地过电压,而配电线路复杂,应通过实测掌握相关情况。文章介绍配电系统电容电流的常用测量方法,比较其优缺点,并应用中性点外加电容法、附加电容法及中性点外施异频信号法,测量某变电所35kV配电系统电容电流。
综述电力电容电流补偿研究
当前,我国在给城市电力配电中,大多采用电缆出线,这样会导致在过补偿的情况下,系统出现容性的无功电流,或者在单相接地时故障电流过大,这些都会使系统的损耗增加。因此,在理论和计算的帮助下,可以利用MATLAB仿真平台下的电力系统工具箱搭建一个仿真模型,模拟变电站全电缆出线,计算出相应参数,并且针对兼容性无功过剩和单相接地故障电流过大的问题,制定出全面的治理建议。仿真结果表明:在并联电抗器安装之后,空载时母线处及短路时故障点的电容电流都有明显下降。此外,当不同电缆出线长度不同时,所需电抗器的电感参数也不尽相同,将其一一计算并列表对应,也可以为以后工程应用提供参考。
电容电流补偿是利用增设感性支路的办法来补偿的。也就是在人为的中性点与大地之间接入可调零序电抗器BK,构成一个感性支路,用以补偿电网三相对地的分布电容产生的入地电流。补偿原如图二
根据电原理图,电容电流可以等值如图三
根据电工学知识,在上述电路中,电容的作用与电感作用相等时,产生并联谐振,即通过电容3C的电流和感抗支路电流在数值上相等,相位相反,这时通过人体的电流则取决于电网总绝缘电阻Rx,使电容电流得到补偿。
我们也可以从物理的概念上来理解电流的向量关系,电感引起流过人体的电流是感性电流Ilr滞后于绝缘电阻引起的电流Ir900,而由于电容引起的触电电Icr则超前电阻引起的电流Ir900,也就是说,Ilr与Icr方向相反如图四
对于中性点不接地电网,当对地电容电流过大时将对系统的安全运行造成严重威胁,因此规程规定对地电容电流大于一定数值时必须装设消弧线圈进行补偿。为选择合适的消弧线圈容量或对已安装的老式消弧线圈进行调节,首先要对系统的对地电容电流进行测量。
对地电容电流进行测量方法有直接接地法和间接测量法,直接接地法是在系统中人为制造单相接地故障,直接测量接地线流过的电流。该方法操作多、接线复杂、危险程度高,且易引发绝缘薄弱点击穿造成两相短路事故,一般不轻易采用。间接测量法是采用 外加电容的方法,虽可避免直接接地法可能引发事故的弊端,但测量时仍然要与一次侧打交道,同样存在操作多、接线 复杂、危险程度高的缺点。
为解决上述问题,我公司技术人员经多年努力,研制成功"ENR-DRY型电容电流测量仪",只需将母线PT开口三角的两端子与仪器信号输出端子连接,按下"测量"按钮,即可准确的测出系统对地电容电流,方便、快捷、安全。
该仪器的操作面板上有一个电源开关、两个输出端子和三个操作按钮。输出端子用于输出电流;有三个操作按钮"复位"、"设置"、"测量"。整个操作方法非常简单,将电流输出线接入PT的开口三角后,打开电源开关,然后按"设置"按钮选择相应的系统电压(从6kV-10kV-35KV-66kV-1kV-3kV循环显示),按下"测量"按钮,几秒钟后测量结果就显示出来,再次按下"测量"键可进行重复测量。测量结果包括系统电容、容抗和电容电流。
电容电流测试仪,是直接从PT的二次侧测量配电网的电容电流,与传统的测试方法相比,该仪器无需和一次侧打交道,因而不存在试验的危险性,只需将测量线接于PT的开口三角端就可以测量出电容电流的数据。
由于从PT开口三角处注入的是微弱的异频测试信号,不会对继电保护和PT本身产生任何影响,又避开了50Hz的工频干扰信号,同时测试仪的输出端可以耐受100V的交流电压,若测量时系统有单相接地故障发生,亦不会损坏PT和测试仪,因而无需做特别的安全措施。