水轮发电机中性点接地的原理是什么?谢谢

作者&投稿:孔封 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
水轮发电机中性点 有多大的电压 多大的电流 或者说是电压电流是额定的多少~

水轮发电机中性点一般要接保护的,所以你看到有的电机出线不是出6根而是9根。就是用6根中性点线来接差动保护的传感器。中性点在理论上将对地电压应该为0的。但是由于发电容量不同,有些是中性点直接接地,有些中性点是悬浮的,不能一概而论,对于接地的情况,电压肯定为0哦.至于中性点电流,因为水轮发电机都是要并网运行的,所以一定在机组后接有变压器,所以此电流不会很大,具体值是多少要看发电机的状态了。有没有单相对地短路啊?还是正常时的值,这个可以通过具体参数做出计算。

不少小水电站,将发电机中性点引出线接在一条公共的中性线上,再与主变压器低压侧中性点共用一个接地装置接地。发电机中性点这种运行方式带来中性线电流过大,给发电机、主变压器的安全经济运行造成极为不良的影响。1.1中性线电流过大的原因小型水轮发电机由于结构和制造工艺上的原因,使其主磁通在气隙中的分布只能是近似的正弦波,其中含有较大比重的高次谐波分量,特别是三次谐波分量最为突出。因此,在定子绕组中除感应出基波电势外,还会感应出一定数量的高次谐波分量,其中以三次谐波分量比重最大,即定子绕组中的感应电势亦为近似的正弦波。 若电站所选用的发电机规格、型号、生产厂家不完全一样时,则每台发电机产生的三次谐波电势值及相位值也均不相同;若电站所选用的发电机为同一生产厂家的同规格、型号的机型,也会因为各台机组的水轮机转速特性、导叶开度等不完全相同,而导致各台发电机的三次谐波电势值及相位值均不相同。 此外,对三次谐波电势来说,在其承载感性负荷时所产生的电极反应是起助磁作用的。现在电站将各台发电机的中性点,用一条公共的中性线联接在一起,并与主变压器低压侧中性点共用一个接地装置接地。这样发电机便通过接地装置与主变压器的低压侧中性点联接,主变压器这种集中、强大的感性负载将使发电机的三次谐波电势得到更进一步的加强。而中性线阻抗又很小,所以必然会产生中性线电流过大,严重时其值可达到或超过发电机相电流值。1.2三次谐波电流引起额外损耗 三次谐波电流利用中性线形成回路,以中性线电流的形式表现出来。该电流在发电机定子绕组及主变压器低压绕组中流过的,必将引起巨大的额外损耗,使发电机、主变压器的运行温度升高、效率下降。 为了更直观地说明三次谐波电流所引起的额外损耗,现将小水电站所作的一些测试情况介绍如下: 某小水电站装机1×160kW,配用SL—200/10型主变压器1台,发电机引出线采用4根长67m、截面面积为70mm2的铜芯绝缘导线,中性线与主变压器低压侧中性点共用一个接地装置接地。测试时,首先将主变压器高压侧所有跌落式熔断器全部拉断,然后启动水轮发电机组并建立空载电压,随之将发电机的主控断路器投入,使发电机及主变压器处于空载运行状况。用钳形电流表对中性线电流I进行多次测量,并取其平均值为233A。之后,主变压器的空载损耗W1(测量)为0.957kW,较变压器生产厂家所提供的空载损耗W�2(0.54kW)要大得多。该小型水电站的年运行时间T约为7000h,则可以算出中性线和主变压器每年所增加的额外电能损耗。 (1)进中性线的额外年电能损耗A1: 查《电工手册》得70mm2的铜芯导线单位电阻r0为0.28Ω/km,则导线电阻R为: R=r0L=0.28×0.067=0.0188Ω 其年额外电能损耗为: A1=I2×R×10-3×T =2332×0.0188×10-3×7000=7144kW·h (2)进主变压器的额外年电能损耗A2: A2=(W1-W2)×T=(0.957-0.540)×7000=2919kW·h 此外,三次谐波电流在通过发电机绕组时也要引起额外损耗;高次谐波磁通通过有关金属部件、油箱、外壳形成回路时,还会引起附加铁损,即涡流引起的损失。所以实际上由于三次谐波电流的存在,所造成的额外年电能损耗要远远超出以上所计算的两项额外损耗之和。 额外损耗的大量产生,使主变压器、发电机、中性线的温升大幅度增加。每当夏季高温时期,主变压器的温升经常会超出规程要求的标准(允许温升值为55℃),这样必然会大大加快主变压器绝缘的老化速度,即必将使主变压器的使用寿命大大缩短。发电机在夏季运行温升同样偏高、中性线发热严重,也都会使其使用寿命大为缩短。1.3降低电站出力,造成水资源浪费 由于三次谐波电流仅在低压侧,借助中性线形成电流回路,因此三次谐波电流仅在低压侧作环流循环流动,并未输入电网。但是,发电机的定子绕组的额定电流值是一定的,由于这一环流在定子绕组中流过,则势必要减少发电机的真正输出容量,使其不能满出力向电网送电。为了达到发电机的满出力将会出现过负荷运行工况,从而大大地降低了发电机的运行寿命和利用率,每当丰水期或水量充足时,还会造成大量的弃水。为了充分利用水能资源,采用提高发电机运行功率因数值(发电机运行功率因数值,最高可将值提高到0.9~0.95)的方法,来抢发更多的有功功率,以减少弃水的目的。特别是那些无调节能力的径流小水电站,在这方面的损失就更大。

  水轮发电机中性点接地的原理是:

  1. 水轮发电机中心点接地后,如果发电机出线中有任意一点发生接地故障(金属接地或非金属接地故障)时,能够在中心点上有电流快速反映,使相关的保护装置能够立即动作,起到提高保护装置灵敏度的作用。由于保护装置能迅速断开故障线路,使设备承受过电压的时间很短,这样可以使水轮发电机的设计绝缘水平降低,从而使水轮发电机的造价降低。

  2. 在中性点直接接地系统中,由于中性点电位固定为地电位,发生单相接地故障时,非故障相的工频电压升高不会超过1.4倍运行相电压,从而暂态过电压水平也相对较低,这样也可以使水轮发电机设计绝缘水平降低,也可以使水轮发电机的造价降低。



电网中性点接地方式是一个综合性的、系统性的问题,既涉及到电网的安全可靠性、也涉及电网的经济性。中性点接地方式直接影响到系统设备绝缘水平、系统过电压水平、过电压保护元件的选择、继电保护方式、系统的运行可靠性、通讯干扰等。

我国的110kV及以上电压等级的电网一般都采用中性点直接接地方式,在中性点直接接地系统中,由于中性点电位固定为地电位,发生单相接地故障时,非故障相的工频电压升高不会超过1.4运行相电压;暂态过电压水平也相对较低;继电保护装置能迅速断开故障线路,设备承受过电压的时间很短,这样就可以使电网中设备的绝缘水平降低,从而使电网的造价降低。

在三相交流电力系统中,作为供电电源的发电机和变压器的中性点,有三种运行方式:一种是电源中性点不接地;一种是电源中性点经消弧线圈接地;一种是电源中性点直接接地。前两种合称为中性点非有效接地,或小电流接地系统,后一种中性点直接接地称为中性点有效接地,或大电流接地。

1 电源中性点不接地电力系统(3-63 kV系统大多数采用电源中性点不接地运行方式)。电源中性点不接地系统发生单相接地时,如C相单相接地,那么完好的A、B两相对地电压都由原来的相电压升高到线电压,即升高为原对地电压的√3倍,C相接地的电容电流为正常运行时每相对地电容电流的3倍。当发生单相接地时,三相用电设备的正常工作未受到影响,因为线路的线电压无论相位和量值均未发生变化,因此三相用电设备仍然照常运行。但电力部门只允许运行2小时,因为一旦另一相又发生接地故障时,就形成两相接地短路,产生很大的短路电流,可能损坏线路设备。

2 电源中性点经消弧线圈接地的电力系统。在中性点不接地的电力系统中,有一种情况比较危险,即在单相接地时,如果接地电流较大,将出现断续电弧,这可使线路发生电压谐振现象,在线路上形成一个R-L-C的串联谐振电路,从而使线路上出现危险的过电压(可达相电压的2.5-3倍),导致线路上绝缘薄弱地点的绝缘击穿。为防止单相接地时接地点出现断续电弧,引起过电压,规程规定,在单相接地电容电流大于一定值的电力系统中(3-10kV电网中接地电容电流大于30A),电源中性点必须采用经消弧线圈接地的运行方式。经消弧线圈接地系统,发生单相接地故障时暂时允许运行2小时,在单相接地时,其它两相对地电压要升高到线电压,即升高为原对地电压的√3倍。

3 电源中性点直接接地的电力系统,此系统一般适用于110kV及以上高压系统。

近10年来一些城市电网负荷迅速增长、电缆线路增加很快、系统电容电流急剧增加、特别是近几年大规模城市电网改造,电缆线路逐步代替架空线路,电网结构大大加强。在电缆线路为主的城市电网中采用不接地或经消弧线圈接地方式,因单相接地过电压烧坏设备的事故概率大大增加,为了解决这一矛盾,许多城市电力部门在广泛考察、了解国外配电网 中性点接地情况的基础上,结合本地电网的具体情况,经过充分的分析、研究,逐步采用中性点经低电阻接地方式。

中性点经电阻接地方式已被写入电力行业规程,电力行标DL/T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》第3.1.4条规定:“6—35KV主要由电缆线路构成的送、配电系统,单相接地故障电容电流较大时,可采用低电阻接地方式,但应考虑供电可靠性要求、故障时瞬态电压、舜态电流对电气设备的影响、对通信的影响和继电保护技术要求以及本地的运行经验等。”

第3.1.5.条规定:“6KV和10KV配电系统以及发电厂厂用电系统,单相接地故障电容电流较小时,为防止谐振,间隙性电弧接地过电压等对设备的危害,可用高电阻接地方式。”

一、 中性点不接地方式、消弧线圈接地方式和电阻接地方式

(一) 中性点不接地方式

1、适用范围

(1) 适用于单相接地故障电容电流IC<10A、 以架空线路为主的配电网。此类型电网瞬时性单相接地故障占故障总数的60%~70%,希望瞬时性单相接地故障时不马上跳闸。

2、中性点不接地系统的特点:

(1) 单相接地故障电流小于10A,故障点电弧可以自熄;熄弧后绝缘可以自行恢复;

(2) 单相接地时不破坏系统对称性,可以带故障运行一段时间,以便查找故障线路;

(3)通讯干扰小;

(4) 简单、经济。

单相接地故障时,非故障相对地工频电压升高3 倍,在中性点不接地电网中,各种设备的绝缘要按线电压来设计。

当Ic>10A时,可能产生过电压倍数相当高的间歇性电弧接地过电压,这种过电压持续时间长,过电压遍及全网,对网内绝缘较差的设备、有绝缘弱点的设备、绝缘强度较低的旋转电机等都存在较大的威胁,在一定程度上影响电网的安全运行。因间歇电弧过电压引起多点接地、或烧毁主设备、或造成停电事故在许多电网都有多次发生。

系统发生谐振过电压引起烧容断器、烧毁PT、甚至烧毁住主设备的事故常有发生。

(二) 、中性点经消弧线圈接地方式;

1、适用范围:

适用于单相接地故障电容电流IC>10A、瞬时性单相接地故障多的以架空线路为主的电网。

2、中性点经消弧线圈接地方式的特点:

(1) 利用消弧线圈的感性电流对电网的对地电容电流进行补偿,使单相接地故障电流<10A,从而使故障点电弧可以自熄;

(2) 故障点绝缘可以自行恢复;

(3) 可以减少间隙性弧光接地过电压的概率;

(4) 单相接地时不破坏系统对称性,可以带故障运行一段时间,以便查找故障线路;

3、对以电缆线路为主的城市配网,消弧线圈接地方式存在的一些问题:

(1) 单相接地故障时,非故障相对地电压升高到3 相电压以上,持续时间长、波及全系统设备,可能引起第二点绝缘击穿,引起事故扩大事故。

(2) 消弧线圈不能补偿谐波电流,有些城市电网谐波电流占的比例达5%-15%,仅谐波电流就可能远大于10A,仍然可能发生弧光接地过电压。

(3)对于电容电流很大的配电网,如果通过补偿要使单相接地故障电流Ijd <10A,就必须使系统保持较小的脱谐度,系统的脱谐度过小,对由于三相电容不对称引起的中性点位移电压会产生较强的放大作用,使中性点电压偏移超过规程允许值(<15%Un),保护将发出接地故障信号。另外脱谐度太小,系统运行在接近谐振补偿状态,将给系统运行带来极大的潜在危险(谐振过电压);要保证中性点位移电压不超过规程允许值,就要增大脱谐度,然而,脱谐度过大,将导致残余接地电流太大(Ijd >10A),又可能引起间歇性弧光接地过电压。很难保证既使残余接地电流Ijd <10A,又保证中性点位移电压不超过规程允许值这两个相互制约的条件。

(3)消弧线圈的调节范围受到调节容量限制,调节容量与额定之比一般为1/2,如按终期要求选择,工程初期系统电容电流小,消弧线圈的最小补偿电流偏大,可能投不上;如按工程初期的要求选择,工程终期系统电容电流大,消弧线圈的最大补偿电流又偏小,也不能满足合理补偿的要求。

(4)在运行中,消弧线圈各分接头的标称电流和实际电流会出现较大误差,运行中就发生过由于实际电流与名牌电流误差较大而导致谐振的现象。

(5) 由于系统的运行方式及系统电压经常变化,系统的电容电流经常变化,跟踪补偿困难。目前的自动跟踪补偿装置呈百花齐放的景象,实际运行考验时间较短,运行情况还不理想。而且价格高、结构复杂、维护量大,不适应无人值班变电站的要求。

(6) 由于上述原因,中性点经消弧线圈接地仅能降低弧光接地过电压的概率,不能消除弧光接地过电压,也不能降低弧光接地过电压的幅值,弧光过电压倍数也很高,江苏省电力试验所在迈高桥变电站实测数值达 6.95PU,对设备绝缘威胁极大。特别是对结构紧凑型配电装置及电缆线路,更易造成绝缘击穿或相间短路,造成设备烧毁的大事故。根据近年统计记录分析,随着城市电网电容电流的迅速增大,发生高倍数弧光过电压的概率增加,深圳市中性点电网在1995年前采用中性点不接地及经消弧线圈接地方式,据统计,1992—1995四年时间发生24次因过电压造成变电站出口短路,烧坏主变5台,10KV开关柜烧坏事故娄有发生。

(7) 寻找单相接地故障线路困难,目前许多小电流接地选线方法的选线成功率还不理想,往往还要采用试拉法 。

(8) 采用试拉法时,既造成非故障线路短时停电,又会引起操作过电压。湖南省电力试验研究所试验:对35KV系统,在一相接地情况下,在非电阻接地系统中共进行了551相0—0.5—CO操作循环,实测最大过电压倍数超过4.9PU。超过4.1 PU的概率达到16.5%,1984—1985年上海供电局和华东电力试验所在江宁变电站进行了切合35KV 空载电缆试验,也测得4.5PU 的过电压值。

(9) 系统谐振过电压高,谐振过电压持续时间长并波及全系统设备,常造成PT烧坏、或PT熔断器熔断。武高所和广州供电局在区庄变电站试验中测得1/2分频谐振过电压达2PU ,测得由合闸操作激发的3次高频谐振过电压达4PU,测得A相导线断线并接地于负荷侧时,谐振过电压值为3.8PU。

(10) 电缆排管或电缆隧道内的电缆发生单相接地时,不及时断开故障线路,可能引起火灾,上海某35KV系统电缆就发生过单相接地一小时后引起火灾,烧毁电缆隧道中40多条电缆的重大事故。

(11) 寻找故障线路时间较长,在带接地故障运行期间,容易引起人身触电事故。

(12) 单相接地时,非故障相电压升高至线电压或更高,在不能及时检出故障点的情况下,无间隙金属氧化物(MOA)避雷器长时间在线电压下运行,容易损坏甚至爆炸。弧光接地过电压、谐振过电压幅值高、持续时间长,MOA由于动作负载问题,一般不要求WGMOA系统内过电压,不能有效利用MOA的优良特性,不利于MOA在配电网的推广使用。

(三) 中性点经电阻接地方式

中性点经电阻接地方式可分为三种:经高阻接地、经中电阻接地和经小电阻接地。

1、 中性点经高电阻接地方式

中性点竟高阻接地方式适用于对地电容电流Ic<10A的配电网,单相接地故障电流Ijd<10A,中性点接地电阻值一般为数百欧姆至上千欧姆。中性点经高阻接地可以消除大部分谐振过电压,对单相间歇弧光接地过电压具有一定的限制作用。

2、 中性点经中阻和小电阻接地方式

中电阻和小电阻之间没有统一的界限,一般认为单相接地故障时通过中性点电阻的电流10A~100A时为小电阻接地方式。

中性点经中阻和小电阻接地方式适用于以电缆线路为主、不容易发生瞬时性单相接地故障的、系统电容电流比较大的城市配网、发电厂厂用电系统及大型工矿企业。

3、 以电缆线路为主的配电网的特点:

(1) 单位长度的电缆线路的电容电流比架空线路电容电流大10几倍,以电缆为主的城市电网对地电容电流很大。

(2) 电缆线路受外界环境条件(雷电、外力、树木、大风等)影响小,瞬时接地故障很少,接地故障一般都是永久性故障。

(3) 电缆线路发生接地故障时,接地电弧为封闭性电弧,电弧不易自行熄灭,如不及时跳闸,很容易造成相间短路,扩大事故。

(4) 电缆为弱绝缘设备。例如,10kV交联聚乙稀电缆的一分钟工频耐压为28KV ,而一般10kV 配电设备的绝缘水平为35kV 。在消弧线圈接地系统中,由于查找故障点时间较长,电缆长时间承受工频或暂态过电压作用,易发展成相间故障,造成一线或多线跳闸。上海79—84年的统计结果表明,有30%单相接地故障在查找故障点过程中,引起跳闸或闪络。据湘潭钢厂同志介绍,该厂的变配电系统原采用消弧线圈接地,由于厂区基本上都是电缆线路,且使用年限较长、绝缘老化,在单相接地时,经常发生来不及找出故障线路,非故障线路就发生电缆爆炸的情况。

(5) 接地故障时由保护及时跳开故障线路。

(6) 随着城市电网改造工作的进展,配电网的结构得到加强,采用环网或双电源供电,许多地方已开始配网自动化的实施,以提高供电可靠性,而不是靠带接地故障运行来提高供电可靠性。

4、 中性点经电阻接地方式的特点:

(1) 中性点电阻是耗能元件,也是阻尼元件(而消弧线圈是谐振元件)。

(2) 可以降低工频过电压,单相接地故障时非故障相电压< 3 相电压,且持续时间很短。中性点不接地或中性点经消弧线圈接地系统,非故障相电压升高到≥3 相电压,持续时间长。

(3) 有效地限制弧光接地过电压,在中性点经电阻接地的配网中,当接地电弧熄弧后,系统对地电容中的残荷将通过中性点电阻泄放掉,所以当发生下一次燃弧时其过电压幅值和从正常运行情况发生单相接地故障的情况相同,不会产生很高的过电压。中性点电阻阻值越小,泄放残荷越快。适当选择中性点电阻值,可以将过电压倍数限制在满意的范围内。

(4)消除系统各种谐振过电压的最有效措施,中性点电阻相当于在谐振回路中的系统对地电容两端并接的阻尼电阻,由于电阻的阻尼作用,基本上可以消除系统的各种谐振过电压。试验表明,只要中性点电阻不是太大(不大于1500Ω),均可以消除各种谐振过电压,电阻值越小,消除谐振的效果越好。

(5) 降低操作过电压,中性点经电阻接地的配网发生点相接地故障时,零序保护动作,可准确判断并快速切除故障线路,如果故障线路是电缆线路,考虑到接地故障一般是永久性故障,对故障线路不进行重合闸,不会引起操作过电压。如果是架空线路,由于架空线路发生瞬时故障的可能性较大,在故障线路跳闸后,还将重合一次。实测表明,不论重合成功与否,在重合闸过程中均无明显的谐振过程和过电压。

(6) 提高系统安全水平、降低人身伤亡事故,在低电阻接地系统发生接地故障时,零序保护可以在0.2 ~2.0秒内动作,将电源切除,这就大大降低了接触故障部位的机会,从而减少了人身触电伤亡的机会。深圳市10kV配电网采用70多套中性点电阻接地装置,运行4年多,从未发生过因单相接地引起的人身或牲畜触电伤亡事故。广州市10kV 配电网采用中性点小电阻接地方式后,人身触电伤亡事故也大幅下降。

(7) 由于在中性点经小电阻接地系统中单相接地故障时,非故障相的工频过电压可限制在1.7倍以下,暂态过电压倍数可限制在2.6倍以下,而且时间很短。

(8) 有利于无间歇金属氧化物避雷器(MOA)的推广使用,在中性点经电阻接地系统中,无间歇金属氧化物避雷器不会长期工作在很高的工频过电压和暂态过电压作用下,不会因为其通流容量不足和加速老化而发生爆炸,所以中性点经电阻接地系统适宜采用无间隙金属氧化物避雷器(MOA)。

(9) 有利于降低系统设备绝缘水平和提高系统安全可靠运行水平,由于系统的工频电压升高和暂态过电压倍数较低,加之无间隙金属氧化物避雷器保护性能优越,可以将雷电过电压和操作过电压限制到较低水平,所以,中性点经小电阻接地系统的电气设备承受的过电压数值低、时间短,可以适当降低设备的绝缘水平,节约设备投资,对采用原标准的设备则安全可靠性和设备使用寿命大大增长,同时也大大提高整个系统的运行可靠水平,具有明显的经济效益。

(10) 可及时切除故障线路,中性点经小电阻接地系统可以简单的配置零序过流或限时速断保护,在发生单相接地故障时,故障线路的零序保护动作在0.5~2.0秒跳开本线路的断路器,深圳市城市电网自1996年开始实施10kV电网小电阻接地方式,至2000年已有城区20多个220kV、110kV 变电站、70多套中性点电阻柜运行,经过四年多运行检验,零序保护动作近500次,统计分析证明,零序保护动作正确率达99%以上,配电设备重大或特大事故大幅降低。

(11) 中性点经电阻接地方式对系统电容电流变化的适应范围较大,当确定适当的接地电阻值后,系统的电容电流在较大的范围内变化,接地电阻对降低弧光过电压、消除谐振过电压的效果不会有明显的变化,所以在系统运行方式发生变化及电网发展时,可以不改变接地电阻值。

(12) 简单、可靠。中性点接地电阻结构简单、可靠,采用专用的不锈钢合金材料,阻值稳定、抗氧化、耐高温、使用寿命长。

5、 中性点接地电阻阻值的选择

我国现在还没有规范对中性点电阻的选择作出明确的规定。

中性点电阻值的选择必须根据电网的具体条件,要考虑限制间隙弧性光接地过电压的倍数、继电保护的灵敏度、对通讯线路的干扰、接触电压及跨步电压等因素,分析比较,按综合效果最佳的原则进选择。

(1) 中性点高电阻接地方式接地电阻的选择

控制单相接地故障电流小于10A。

一般按IR=(1~1.5)IC进行选择。

(2) 中值电阻和小电阻的选择

这里定义:Rn—中性点电阻;

Uph—额定相电压;

IR—电网单相接地故障是流过Rn的电流;IR=Uph/Rn

Ic—电网电容电流;

K= IR/ Ic

A、按限制弧光接地过电压的要求选择

中性点接地电阻限制弧光接地过电压的原理是电阻的耗能作用,当发生单相接地故障时,故障点电弧从熄灭到重燃的时间一般为半个周期,在这半个周期内,非故障相对地电容中的电荷将通过中性点接地电阻Rn向大地释放,电容电荷泄放的速度与K值(Rn值)有关,随着K值增加弧光过电压相应降低。但是弧光过电压倍数的降低与K 值的关系并非直线关系,当K值大于4后,再增加K值,降低弧光过电压的效果就不明显了。国内外许多研究机构和科研人员进行大量的试验和计算表明,当IR= Ic时,可将间歇性弧光过电压倍数限制在2.6倍以内。当IR= 4Ic时,可将间歇性弧光过电压倍数限制在1.8倍以内,一般选取IR= (1~4)Ic即可满足限制间歇性弧光过电压的要求。

B、按保证继电保护灵敏度的要求选择

从满足继电保护灵敏度的角度考虑,K值越大越好(即Rn越小越好),但是,现在的微机保护一般都有零序保护功能,且电流起动值相当小。不论是经中值电阻或者是经小电阻接地的配电系统,单相接地故障电流远大于每条线路的对地电容电流,一般都能保证零序保护的灵敏度要求。

C、按降低对通信线路的干扰影响考虑

对于35kV和10kV配电系统来说,在中性点由原来的不接地或经消弧线圈接地方式改为经小电阻接地方式的情况下,当发生单相接地短路故障时,由于接地电流较原来接地方式有所增大,所以配电线路对通信线路的影响也会增大,但增大的程度取决于配电网与通信线路的实际情况,须作具体计算分析和实测。

配电网对通信线路的干扰按干扰性质分为干扰影响和危险影响。

我国四部协议规定,如通信电缆与大地间未装放电器时,危险影响电压不得大于试验介质电气强度电压和60%,一般规定不超过430V;对高可靠线路,即故障后能在0.2s内切断者,规定不超过650V。

上海供电局曾因建设人民广场地下220KV变电站,进行了电磁感应电压计算,计算条件为:10kV接地短路电流1000A;35kV接地短路电流分别取1000A和2000A;

变电站和故障点接地电阻均按0.5Ω;10kV电力电缆和通信电缆平行长度1km,35kV为2km,平行间距50cm,综合屏蔽系数0.6,计算结果为:

10kV:225V;

35kV:245V和461,

均低于规程DL 5033-94的规定值。

北京市和广州市10kV配电网均采用IR为600A的小电阻接地方式,深圳配电网采用IR为400A的小电阻接地方式,通过计算分析,配电网单相接地短路时对通信线路的影响均低于DL 5033-94的规定值。

为了降低中性点经小电阻接地配电网单相接地时对通信线路的影响应选择阻值较小的中性点接地电阻,同时尽量减小馈电线路的平行长度并增大两种线路之间的距离。

D、从 对人生安全方面考虑

中性点经小电阻接地配电网在发生单相接地故障时,通过故障点的接地短路电流比较大,引起故障点地电位升高,有可能造成跨步电压、接触电压超过允许值。如果此时人员接近故障点或者是接触故障电器有可能会造成人员伤亡。所以从降低故障点的跨步电压和接触电压角度考虑,中性点接地电阻阻值越大越越好。

深圳供电局通过以中性点小电阻配电网单相接地故障时的跨步电压和接触电压的实测试验证明,采用15Ω的中性点接地电阻可以满足故障接地点的人身安全要求。

中性点经小电阻接地系统在发生金属性单相接地故障时,由于保护能正确及时的动作在短时间内切断电源使触电人员立即脱离电源,给人身造成的伤害相对而言会比较小。同时,人员在保护动作的时限内接触故障点的概率是非常小的,所以可以大大的减少单相接地故障时造成人身伤害的事故。电缆线路在发生单相接地时由于外皮的分流作用,入地电流仅有一小部分,所以引起的地电位升高也比较小,一般不会造成危险的跨步电压和接触电压。

北京供电局、广州供电局、深圳供电局经过事故统计分析证明:采用小电阻接地方式后人身安全事故都有大幅度的下降。

E 、从减小故障点接地短路电流考虑

故障点的单相接地短路电流越大,故障时对故障设备的损害越大,从减小单相接地故障电流对设备的损伤考虑,中性点接地电阻的阻值越大越好。

综上所述,中性点接地电阻阻值的选择是一个综合性的技术经济问题,根据各个配电网的具体条件、特点全面分析比较,选择最佳方案。

近几年中国电机功能协会高压专委会组织召开了多次中性点接地技术研讨会,与会专家基本上形成共识,在满足降低间隙性弧光接地过电压的前提下,可采用阻值较大的中性点接地电阻。

6、 中性点接地电阻的主要参数

1) 系统额定线电压Ue(kV)

2) 电阻器标称电压UR=Ue/ 3 (kV)

3) 短时允许通流IR(A)

4) 电阻器标称电阻Rn=UR/IR(Ω)

5) 短时通流时间(S)

6) 短时允许温升:短时通流时间为10S时为760℃,通流时间为2H以上时为385℃。

7.中性点接地装置的连接方式

由于各变电站的接线形式不同、安全重要性不一样,因此也就有不同的连接形式。

1.接地装置不经断路器、隔离开关直接连接在主变压器低压侧套管与变低开关之间的母线桥上。在110kV变电站,而且变电站内的主变压器高低两侧均有开关的变电站采用这种连接方式。

2.中性点接地装置经开关柜连接在高压室10kV母线上。这种连接方式用于变电站内主变压器变高侧没有断路器的线路变压器组和220kV变电站。

3.接地装置经隔离开关连接在10kV母线上。

4.小电阻直接连接在变压器10kV中性点上。变压器绕组接线形式是Y0/Y0的变压器采用。

每个变电站都要根据本站的具体情况确定中性点接地电阻的接入系统方式。

水轮发电机中心点接地后,如果发电机出线中有任意一点发生接地故障(金属接地或非金属接地故障)时,能够在中心点上有电流反映,其保护能够立即动作,起到提高保护灵敏度的作用。

原理?中性点接地的话中性点电位相等且为零,有零序的导纳电抗等等,都忘了,不过这个不需要原理吧,这是电力设备安全方面的吧?

工作接地,为了降低设备运行时的绝缘水平,降低造价

发电机保护原理
答:应装设保护区为100%的定子接地保护。定子接地保护带时限动作于信号,必要时也可以动作于切除发电机。3、对于发电机定子绕组的匝间短路,当定子绕组星形接线、每相有并联分支且中性点侧有分支引出端时,应装设横差保护;200MW及以上的发电机,有条件时可装设双重化的横差保护。

为什么现代大型发电机应装设100%的定子接地保护?
答:因为一旦在机端又了生另一点接地故障,使中性点电位聚增至相电压,则中性点附近绝缘水平已经下降的部位,有可能在这个电压作用下发生击穿,故障立即转为严重的相间或匝间短路。我国一台大型水轮发电机,在定子接地保护的死区范围内发生接地故障,后发展为相间短路,致使发电机严重损坏。

发电机零线用不用引出来接到母线上
答:煤矿的厂用电是从升压变压器的低压侧取电,厂用电的零线就是从该变压器的低压侧的中性点接出的。这和水轮发电机厂的情况是基本一致的。对于如上的发电机组经过升压变压器并入大电网的系统,发电机的接地方式我进行过比较详细的研究和探讨。结论如下:在目前很多情况下,采用的是发电机的母线零线接出去和...

水轮发电机为什么接成星型而不接成三角型
答:水轮发电机组在发电时会因为磁极的物理位置以及绕组、铁芯等部件的制造和安装误差等原因产生谐波分量,主要是3次谐波。如果结成三角形,这个分量会在绕组中形成环流,造成大量的发热,影响机组运行;而接成星形,三相绕组中的三次谐波会在中性点处抵消掉,不会形成回路,从而减少了发热。

水轮发电机引出线不跳相接线的利弊
答:发电机的这种向外输电方法构成三相四线制。若不引出中线,用三条线向外供电则称三相三线制。因为三相四线制供电能同时供出220V、380v两种不同的电压,因而得到广泛应用。星形接法用Y表示,也叫Y接法。二、三相四线---3根相线1根零线 三相四线制低压供电系统,即380V/220V中性点直接接地低压供电系...

为什么水轮发电机必须装设阻尼绕组,汽轮发电机可不装?
答:只有当一相定子绕组有两个及以上并联分支而构成两个或三个中性点引出端时,才装设该种保护。\x0d\x0a(3)单相接地保护:为发电机定子绕组的单相接地保护。\x0d\x0a(4)励磁回路接地保护:为励磁回路的接地故障保护,分为一点接地保护和两点接地保护两种。水轮发电机都装设一点接地保护,动作于信号,而不装设...

为什么现代大型发电机应装设100%的定子接地保护?
答:其次,定子接地保护的目的是为了检测定子绕组对地绝缘电阻是否降低到危险值,以及是否有电流通过定子绕组接地。当检测到接地故障时,保护装置会迅速切断发电机的电源,以防止故障扩大。至于为什么要装设100%的定子接地保护,原因如下:保护发电机:定子接地保护可以及时检测到定子绕组的接地故障,避免发电机进一步...

相线与地线间的电阻多大为正常?
答:很不经济,也没有实用价值.但是我们目前低压供电系统多数用三相四线制供电.三相四线是把发电机三个线圈的末端连接在一起,成为一个公共端点<称为中性点这也就是为什么人们把零线称为中性线的原因>从中性线引出的输电线称为中性线,中性线通常与大地相接,并把接大地和中性点称为零点.<这也就是人们...

水轮发电机定子摇绝缘
答:如果三相一起摇,可以不解开中性点,把三相出口短接,转子接地。摇表+级接地,-级接到出口铜牌上加压。如果分相摇,解开中性点,转子接地。摇A相时把B、C两相接地,摇表+级接地,-级接到A相铜牌上加压。另两相同理。

水轮发电机检修时中性点必须断开吗
答:安规:7.3.7 检修机组中性点与其他发电机的中性点连在一起的,则在工作前应将检修发电机的中性点分开.应该说的是检修前在一起,那么检修工作开始前需要分开,应该是考虑检修过程中有单相接地或其它故障,造成中性点电压升高,危及工作人员