李冰

【摘 要】近年來(lái)，在社會(huì)發(fā)展中，隨著人們對(duì)電能用量的不斷增加，對(duì)于電力系統(tǒng)中各設(shè)備管理也提出了新的標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)電機(jī)作為電力系統(tǒng)中不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)，其安全、穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于電能輸送的合理性、系統(tǒng)化有著極為重要的作用與意義。本文就發(fā)電機(jī)電容電流的測(cè)量與數(shù)據(jù)分析進(jìn)行探討，并結(jié)合實(shí)際案例提出了其工作重點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電機(jī)；電容；電流；測(cè)量

近年來(lái)的社會(huì)發(fā)展中，全國(guó)各地區(qū)以35KV為主的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)逐漸完善，為了裝設(shè)和調(diào)整電力系統(tǒng)運(yùn)行中存在的消弧線圈以及發(fā)電機(jī)工作要求，一般在電容電流測(cè)量中都是以中性點(diǎn)外接電容法來(lái)進(jìn)行。這種方法在應(yīng)用的過(guò)程中具備著操作簡(jiǎn)單簡(jiǎn)潔、操作方法簡(jiǎn)便、工作量小和對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行影響小以及檢測(cè)精確度高的優(yōu)勢(shì)，因此在目前的各系統(tǒng)環(huán)節(jié)和電力企業(yè)都深受人們的青睞與關(guān)注。

1.電容電流概述

1.1電容電流概念

電容電流是一種電容性電流，又被人們?cè)诠ぷ髦袕V泛的稱之為位移電流。這種電流不同于傳統(tǒng)電荷定向移動(dòng)所形成的電流，是一種并沒(méi)有從真正的故障點(diǎn)流向大地的一種電流形式，是通過(guò)電容作為充放電媒介來(lái)發(fā)揮等效電流的工作模式。這種電流模式在交流電中最為常見(jiàn)，這主要是由于交流電系統(tǒng)中電流是一直處于不斷變化狀態(tài)下的，這種特殊性就能促使了等效電流的持續(xù)存在。

眾所周知，在目前的社會(huì)發(fā)展中帶有電纜、變壓器以及發(fā)電器的電力系統(tǒng)已經(jīng)廣泛的進(jìn)入人們的視線，也成為現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展中不可缺少的一部分。這種電力系統(tǒng)中，其各種設(shè)備中都存在著一定量的電容，而分布電容的大小主要取決于電纜的幾何尺寸、電纜材料以及電纜的長(zhǎng)度等多個(gè)方面。因此，在目前的工作中，我們做好電容電流的研究是十分重要的，對(duì)于保障電力系統(tǒng)的正常持續(xù)運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用。

1.2電容電流補(bǔ)償?shù)谋匾?/p>

電纜在應(yīng)用的過(guò)程中實(shí)際上是通過(guò)各種絕緣電阻以及分布電容來(lái)與大地相互連接的，當(dāng)人體接觸到電力系統(tǒng)的那一時(shí)刻，觸電電流可以及時(shí)的通過(guò)人體流向大地，從而造成一種閉合電路結(jié)構(gòu)。可以說(shuō)在目前的工作中，電容電流是通過(guò)一定程度的電纜來(lái)對(duì)其進(jìn)行控制與處理的，電網(wǎng)對(duì)于各地的電容分布都是通過(guò)各種電纜來(lái)進(jìn)行控制的。但是由于在工作中電纜的材料、橫截面以及密度的不同造成電容的分布也不盡相同，這就要求我們?cè)诠ぷ髦袑?duì)其進(jìn)行及時(shí)可靠的調(diào)整。

2.工程實(shí)例概述

某發(fā)電站在建設(shè)中裝設(shè)了9臺(tái)發(fā)電機(jī)，其發(fā)電總?cè)萘繛?8萬(wàn)KW，，是目前我國(guó)現(xiàn)有的大容量、燈泡式的一種組合式機(jī)床發(fā)電廠。其中，從一號(hào)至五號(hào)發(fā)電機(jī)都是有日立公司生產(chǎn)的，而六號(hào)至九號(hào)發(fā)電機(jī)是通過(guò)日立公司設(shè)計(jì)，哈爾濱電機(jī)廠生產(chǎn)共同完成的。在布局和建設(shè)中，發(fā)電機(jī)的應(yīng)用是嚴(yán)格按照《國(guó)家電廠水輪發(fā)電機(jī)組建設(shè)規(guī)章》來(lái)進(jìn)行的，因此在建設(shè)中，其每臺(tái)發(fā)電機(jī)的電容電流控制也較為合理。

2.1電容電流的計(jì)算

在目前的發(fā)電機(jī)組建設(shè)與布局工作中，多數(shù)地區(qū)的發(fā)電機(jī)組都實(shí)現(xiàn)了以智能化為主的新型管理與檢測(cè)。智能化測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用可以在工作中精確的測(cè)試出其工作中各發(fā)電機(jī)的工作量以及輸出功率，并對(duì)其帶荷載能力以及工作效率提出了新的標(biāo)準(zhǔn)與認(rèn)識(shí)。在目前的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中，電容電流的計(jì)算是通過(guò)所有帶電參數(shù)、發(fā)電及輔助測(cè)試儀以及控制器等多個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的，是以上位計(jì)算為主的計(jì)算模式，這種計(jì)算措施的應(yīng)用對(duì)于發(fā)電功率而言十分有效。

2.1.1機(jī)械尺寸進(jìn)行電容的計(jì)算

機(jī)械尺寸進(jìn)行電容的計(jì)算。

2.1.3單相接地測(cè)量電容

（1）單相接地電容電流的測(cè)量原理

假設(shè)三相電壓以A相電壓為基準(zhǔn)，且電壓最大值為1，那么正常情況發(fā)電機(jī)三相的電壓可表示如下：

因?yàn)槿鄬?duì)地存在電容，所以即便是空載發(fā)電機(jī)三相也存在微弱的電流，且分別超前電壓900，和電壓一樣是對(duì)稱。

當(dāng)C相接地時(shí)，因C相的電壓為零，此時(shí)A、B相對(duì)地的電壓等于對(duì)C相的電壓，即正常時(shí)的線電壓。所以此時(shí)的三相電壓為：

可見(jiàn)非接地相對(duì)地的電壓上升為正常 倍，因?yàn)槭侵行渣c(diǎn)不接地系統(tǒng)，所以短路電流經(jīng)A、B對(duì)地電容、大地與C相形成回路。A、B對(duì)地的容抗不變，因?qū)Φ仉妷荷?倍，所以A、B相的電流數(shù)值分別比正常時(shí)升高 倍，仍超前電壓900，分別為：

而C三相電流為A、B相電流之和，且方向相反。

C相電流即為單相短路的總接地電流，為正常情況下單相電容電流的3倍，由這個(gè)電流計(jì)算出的電容即為三相電容。

（2）半電壓下的接地試驗(yàn)。

（3）全電壓下單相接地試驗(yàn)

發(fā)電機(jī)在額定電壓下發(fā)生單相接地，因發(fā)電機(jī)對(duì)地電容不變，所以其接地電流應(yīng)是半電壓下的2倍。實(shí)際測(cè)的電流為4.5 A，與半電壓下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較相符。

2.2電容及單相接地電流的分析

對(duì)于中性點(diǎn)不接地發(fā)電機(jī)，如果電容電流過(guò)大，容易損壞繞組對(duì)定子鐵芯的絕緣而形成常見(jiàn)的單相接地故障，若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，又出現(xiàn)另一接地點(diǎn)，就會(huì)造成匝間或相間短路，使發(fā)電機(jī)受到更嚴(yán)重的破壞。所以，在我國(guó)，10.5KV系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地發(fā)電機(jī)的單相接地電流要求小于3～5A。對(duì)于水輪機(jī)則要求小于3A。而#1機(jī)在全電壓?jiǎn)蜗嘟拥卦囼?yàn)中的接地電流已有4.5A[2]。

某發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)后定子線圈的溫度一般都在80℃～90℃，這和發(fā)電機(jī)定子電容電流過(guò)大也有關(guān)，長(zhǎng)期運(yùn)行，定會(huì)加快線棒絕緣的老化。

另外，某電廠的定子繞組單相接地保護(hù)是95%定子接地保護(hù)，對(duì)于發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)附近單相接地，存在死區(qū)。

鑒于以上原因，我們要求日立公司按合同要求，無(wú)條件加裝發(fā)電機(jī)消弧線圈，用以抵消電容電流，考慮到與發(fā)電機(jī)直接相連的母線及變壓器顯容性，為避免并網(wǎng)后造成串聯(lián)諧振，消弧線圈采用欠補(bǔ)償。

3.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)一系列的試驗(yàn)顯示：日立公司生產(chǎn)的這組發(fā)電機(jī)的單相電容超標(biāo)，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)在單相接地電流都大于4A，某電廠9臺(tái)機(jī)組，除#5機(jī)，其余8臺(tái)都是2機(jī)1變的擴(kuò)大單元接線，實(shí)際兩機(jī)并列運(yùn)行時(shí)發(fā)生定子繞組單相接地時(shí)電流可達(dá)8～9A，這還未把發(fā)電機(jī)母線和主變的電容考慮進(jìn)來(lái)，為發(fā)電機(jī)工作的順利持續(xù)進(jìn)行提供了必然保證依據(jù)。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]馬朝正，閻春雨，劉曉冬.一種新的測(cè)量系統(tǒng)電容電流的試驗(yàn)方法——相對(duì)地減電容法[J].河北電力技術(shù)，1999（06）.

[2]符信勇，余仁山.配電網(wǎng)電容電流測(cè)量及其實(shí)用性研究[J].長(zhǎng)沙電力學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005（04）.