海缆电容电流计算方法探讨

海缆电容电流计算方法探讨

金秋高阳陈建玲王万旭许晓英

（中海石油（中国）有限公司天津分公司渤海石油研究院天津300459）

摘要：本文介绍了海底电缆电容电流的三种计算方法，即理论计算方法、估算法及经验公式法。并结合实例对比分析了三种计算方法的优缺点及应用范围，对在不同设计阶段选用合适的计算方法具有一定的指导意义。

关键词：海底电缆；电容电流；计算方法

0引言

海上油气田电力系统的电力网均采用海底电缆(以下简称海缆)进行电能的传输[1]，随着海上油田的大规模开发，海缆长度也急剧增加。长距离海缆的电容电流对系统的影响越来越显著。根据有关规定在36kV电网系统中，单相接地电流大于30A，在1035kV电网系统中，单相接地电流大于20A，在3560kV电网系统中，单相接地电流大于10A时，需要采用中性点接地的方式。海上电网中的电容电流主要由海缆产生，准确计算海缆电容电流对电网接地电阻（海上平台一般采用电阻接地）的选择具有决定作用。本文选择海上平台电网常用的三种电压等级即6.3kV、10.5kV及35kV电压分别采用三种方法计算长度为10kM截面积为300mm2的海缆及截面积为95mm2的海缆所产生的电容电流，以比较三种方法的准确性，并给出这三种方法的使用范围。

1计算方法

目前海缆电容电流大致有三种计算方法[2]。方法一根据单相接地电容电流精确计算：

3总结与建议

渤海某平台35kV海缆发生故障时，系统捕捉到的海缆电容电流为147.1A，而根据方法一理论计算值为147.5A，理论计算值与海缆的实际电容值基本一致，因此，方法一理论计算值可以近似看做海缆电容电流的真实值。

通过表一到表三的对比分析，我们可以看出：

1）方法二近似估算法不能体现不同海缆截面积电容电流的差异性。从其计算公式也可以看出，该计算方法仅与系统电压与海缆长度有关，在计算6.3kV，300mm2海缆电容电流时，计算的电容电流值仅为理论值的35%，极大地偏离了实际值，不宜在6.3kV系统中使用。

2）方法二近似估算法随着电压等级的升高，计算结果逐渐接近理论计算值，在35kV系统中可以用于前期研究阶段的估算。

3）在6.3kV及10.5kV电压等级系统中，方法三经验公式的计算结果优于方法二，但是方法三不适用于35kV系统。

4）方法三主要适用于海缆电容值未知的情况下，在6.3kV系统中时其计算结果偏小，在估算时建议在截面积越小的情况下，乘以的修正系数越大（修正系数为1.2-1.4），在10.5kV系统时，在小截面积时，计算值偏小，但是在大截面积时，计算值又偏大。

5）简单来说，在精确计算海缆电容电流时采用方法一（注意此时线电压要考虑1.05的系数），在估算时，对于35kV系统，采用方法二；对于10.5kV系统，采用方法三，对于6.3kV系统采用方法三，并乘以1.2至1.4的修正系数。

参考文献

[1]《海洋石油工程设计指南》编委会编著.海洋石油工程电气、仪控、通信设计[M]．北京：石油工业出版社，2007.6

[2]《电力工程电气设计手册（电气一次部分）》水利电力部西北电力设计院[M]．北京：中国电力出版社，1989.12

第一作者简介：金秋（1986-），男，工程师，现主要从事海上油气田开发工程电气研究设计。