浅析柳化电石项目35kV接地方式的选择计算
1 项目概述
柳化集团40万吨/年电石工程项目坐落于广西柳州工业园区，可以达到年产40万吨电石的能力，本工程全厂设置1个110kV总降压变电所，9个车间变电所，为全厂用电设备供电。
我本人也是第一次担当这种大型项目的专业负责人的工作，在项目的进行过程中遇到了很多问题，在解决问题的过程中增长了很多的知识也积累了很多的经验。
在这里，我结合柳化项目谈谈110kV总变电所关于35kV消弧线圈的计算和选择的过程。
2 中性点不接地的高压系统中，系统电容电流超标的危害
2.1 系统电容电流一旦过大，接地点电弧不能自行熄灭。
当出现间歇性电弧接地时，产生弧光接地过电压，这种过电压可达相电压的3~5倍或更高，它遍布于整个电网中，并且持续时间长，可达几个小时，它不仅击穿电网中的绝缘薄弱环节，而且对整个电网绝缘都有很大的危害。
2.2 单相接地电容电流过大，使接地点热效应增大，对电缆等设备造成热破坏，该电流流入大地后由于接地电阻的原因，使整个接地网电压升高，危害人身安全。
2.3 电容电流流入大地后，在大地中形成杂散电流，该电流可能产生火花，引燃瓦斯爆炸等，可能造成雷管先期放炮，并且腐蚀水管、气管等。
2.4 接地电弧引起瓦斯煤尘爆炸。
3 问题引出
柳化集团40万吨/年电石工程项目共有8台电石炉，1期工程先上20万吨（4台电石炉），每台电石炉的单相电炉变压器容量为10000kVA，一次侧额定电压为35kV，35kV电源取自110kV总降压变电所35kV 母线。
考虑到为电石炉供电的回路皆为电缆回路，并且截面比较大，有可能使单相接地电容电流将急剧增加。
根据国家电力行业标准DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》3.1.2的规定，所有35kV，66kV系统的单相接地故障电容电流超过10A时又需在接地故障条件下运行时，应采用消弧线圈接地方式。
所以我们必须经过计算，确定35kV的接地方式。
4 单相接地电容电流的计算
IC=I’C+I’’C
I’C—电力线路单相接地电容电流值
I’’C—变电所增加的接地电容电流值
本项目中的每台电石炉的单相电炉变压器容量为10000kVA，所以对每台电石炉的供电电缆为3根
YJV-35-1x400mm2的电缆，根据厂家的样本查到YJV-35-1x400的单芯电缆的对地电容为0.21mF/km，那么根据公式：
I’C1 =Uφ×ω×C×10-3
Uφ—相电压（kV），ω=2Лf
得出I’C1=（35/√3）x2x3.14x50x0.21×10-3
=1.332A/km
又因为采用的是3根YJV-35-1x400mm2的电缆，所以得出电缆每千米单相接地电容电流的平均值约为：1.332x3=3.997A/km。
根据总图量出110kV总降压变电所到4台电石炉的35kV的电缆的距离分别为550米，600米，470米和520米，所以得出：
I’C=3.997x2.14=8.553A
根据下表变电所增加的接地电容电流值
得出：I’’C=0.13x8.553=1.11A
所以：IC=I’C+I’’C=8.553+1.11=9.663A<10A
考虑到计算出的电容电流值已经很接近10A，并且还没有计入其他因素的影响，综合考虑，我们还是
在35kV侧采用消弧线圈接地方式。
根据上式算出的单相接地电容电流值，得出：
Q= K×Ic×UP/√3
=1.3x9.663x35/√3=253.8kVA
Q——消弧线圈容量，kVA
5 设备选择
5.1 隔离刀开关为了让每套装置在现场都有明显的断点，在接地变压器前的我们加装了630A的隔离刀开关。
5.2 接地变压器接地变压器的作用是在系统为△型接线或Y型接线中性点无法引出时，引出中性点用于加接消弧线圈，本项目的系统为△型接线。
该变压器采用Z型接线（或称曲折型接线），与普通变压器的区别是每相线圈分别绕在两个磁柱上，这样连接的好处是零序磁通可沿磁柱流通，而普通变压器的零序磁通是沿着漏磁磁路流通，所以Z型接地变压器的零序阻抗很小（10Ω左右），而普通变压器要大得多。
因此规程规定，用普通变压器带消弧线圈时，其容量不得超过变压器容量的20%，而Z型变压器则可带90% ～100%容量的消弧线圈，接地变除可带消弧圈外，也可带二次负载，可代替所用变，从而节省投资费用。
考虑到项目今后的扩展，我们选择的接地变压器为DKSC-630/35型。
5.3 避雷器避雷器选用的型号为HY5WZ2-42/134，42是额定工作电压（kV），134为残压值（kV）。
5.4 隔离开关、电压互感器隔离开关安装消弧线圈前，用于投切消弧线圈，由于消弧线圈内的电压互感器不满足测量精度，需另设中性点电压互感器测量中性点电压。
隔离开关选择的是GN19-40.5/630型。
电压互感器选择的是JDZX9-35型。
5.5 消弧线圈消弧线圈选择的型号为XHDCZ-630/35。
5.6 调谐装置自动调谐和选线装置是整套技术的关键部分，所有的计算和控制由它来实现，控制器实时测量出系统对地的电容电流，由此计算出电网当前的脱谐度ε，当脱谐度偏差超出预定范围时，通过控制电路接口驱动有载开关调整消弧线圈分接头，直至脱谐度和残流在预定范围内为止。
系统发生单相接地时，将系统PT二次开口三角处的零序电压及各回路零序电流采集下来进行分析处理，通过视在功率、零序阻抗变化、谐波变化、五次谐波等选线算法来进行选线。
调谐装置选择的型号为BPKI200-35/85，85为工频电压。
5.7 阻尼电阻装置在自动跟踪消弧线圈中，因调节精度高，残流较小，接近谐振（全补）点运行。
为防止产生谐振过电压及适应各种运行方式，在消弧线圈接地回路应串接阻尼电阻箱。
这样在运行中，即使处于全补状态，因电阻的阻尼作用，避免产生谐振，而且中性点电压不会超过15%相电压，满足规程要求，使消弧线圈可以运行于过补、全补或欠补任一种方式。
阻尼电阻可选用片状电阻，根据容量选用不同的阻值。
当系统发生单相接地时，中性点流过很大的电流，这时必须将阻尼电阻采用电压、电流双重保护短接。
阻尼电阻装置选择的型号为RNK-35，调节范围为40Ω~320Ω，电流的调节范围为10~30A。
以上仅是对柳化集团40万吨/年电石工程项目35kV接地方式的选择和计算的介绍，希望大家多多交流，有什么不足之处望指正。
参考文献：
[1]工业与民用配电设计手册.
[2]电力工程电气设计手册.
[3]钢铁企业电力设计手册.DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》.。