发电机中性点方式选择
发电机中性点接地方式及作用
发电机中性点接地方式及作用
发电机中性点接地一般有以下几类：
1.中性点不接地：当发生单相接地故障时,其故障电流就是发电机三相对地电容电流,当此电流小于5A时,并没有烧毁铁芯的危险;发电机中性点不接地方式,一般适用于小容量的发电机;
2.中性点经单相电压互感器接地：实际上这也是一种中性点不接地方式,单相电压互感器仅仅用来测量发电机中性点的基波和三次谐波电压;这种接地方式能实现无死区的定子接地保护;
3.中性点经单相变压器高阻接地：发电机中性点通过二次侧接有电阻的接地变压器接地,实际上就是经大电阻接地,变压器的作用就是使低压小电阻起高压大电阻的作用,这样可以简化电阻器结构、降低造价;大电阻为故障点提供纯阻性的电流,同时大电阻也起到了限制发生弧光接地时产生的过电压的作用;注意发电机起励升压前要检查接地变压器上端的中性点接地刀闸合好;
4.中性点经消弧线圈接地：在发生单相接地故障时,消弧线圈将在零序电压作用下产生感性电流,从而对单相接地时的电容电流起补偿作用采用过补偿方式,以避免串联谐振过电压;这种方式也可以实现高灵敏度既无死区的定子接地保护;
5.中性点直接接地：在这种接地种方式下,接地电流很大,需要立即跳开发电机灭磁开关和出口断路器或发变组出口断路器;。
电力系统的中性点接地方式
电力系统的中性点接地方式电力系统中发电机绕组通常用Y联结、变压器高压绕组通常Y联结，Y联结绕组中性点统称电力系统中性点。
中性点接地方式有直接接地、不接地和经消弧线圈接地。
中性点接地方式要综合考虑电力系统的过电压与绝缘、继电保护与自动装置的配置、短路电流、供电可靠性。
中性点直接接地方式，系统发生单相接地故障时短路电流很大；中性点不接地和中性点经消弧线圈接地方式，系统发生单相接地故障时短路电流小。
1.中性点直接接地系统110kV及以上电网采用中性点直接接地方式。
实际运行时电网中性点并非全部同时接地，只有一部分接地，即合上中性点接地刀开关，其余则不接地即拉开其中性点接地刀开关。
系统单相接地时短路电流在合适范围，满足继电保护动作灵敏度需要，但不能过大。
一般单相短路电流不大于同一地点三相短路电流。
此系统正常运行时，系统中性点没有入地电流或只有极小的三相不平衡电流。
当发生单相接地时，短路电流足够大，继电保护装置动作，迅速切除故障电路；系统非故障部分仍正常运行。
接地故障线路停电，可在线路加装自动重合闸装置，如发生瞬时性接地故障，重合闸成功，停电约0.5s，系统供电可靠。
单相接地电流较大，对邻近通信线路电磁干扰较强。
我国380/220V三相四线系统，中性点直接接地。
2.中性点不接地系统我国3kV、6kV、10kV、35kV系统，当单相接地时根据电容电流中性点不接地，具体规定为3～6kV电网单相接地电容电流不大于30A；10kV电网单相接地电容电流不大于20A；35kV电网单相接地电容电流不大于10A。
因中性点未接地，当发生单相接地时，只能通过线路对地电容构成单相接地回路，故障点流过很小的容性电流（电弧）自行熄灭。
同时，系统三个线电压对称性未变化，用电设备正常工作，可靠性高。
规程规定，中性点不接地系统发生单相接地故障可继续运行2h，在2h内找到接地点并消除。
单相接地时电容电流近似计算公式如下：对架空线IC=UL/350；对电缆IC=UL/10。
发电机中性点接地方式的选择
一、前言1.1 发电机中性点接地方式的选择发电机是电力系统的原动力，在运行中必须具备对突发性故障的应变能力，发电机中性点的接地方式与此有密切的关系。
发电机中性点的接地方式有：①中性点直接接地②中性点经低阻抗接地③中性点不接地④中性点经消弧线圈接地⑤中性点经高阻抗接地。
1.2 发电机经高阻抗接地方式发电机中性点经高阻接地能有效抑制发电机接地故障电流，从而有效防止发电机定子绕组烧毁,并降低电弧接地暂态过电压。
中性点经高电阻接地有多种方案，其中以单相接地变压器与电阻器结合的方案最优。
我公司生产的CXRD-FZ型接地电阻柜，体积小，重量轻。
接地变压器抗冲击，阻燃，局放小。
电阻采用特种材料制作，性能稳定，通流能力强。
第 1 页共5 页二、系统概述2.1 使用范围CXRD-FZ型发电机中性点电阻器柜为专用于发电厂发电机中性点采用高电阻接地的成套装置。
发电机电压等级主要为6kv至20kv。
当定子发生一点接地时，可限制接地电流在很小的数值，并有效抑制电弧接地暂态过电压2.2 使用环境1、适用于户内。
2、环境温度：不低于-40℃，不高于+40℃。
3、海拔高度不超过3000m。
4、相对湿度：不大于95%（25℃）。
5、电网频率：58～62Hz(60Hz系统)、48～52Hz(50Hz系统)。
6、安装场所的空气中不应含化学腐蚀气体和蒸气，无爆炸性尘埃。
2.3 产品型号及组成说明本公司免费根据用户要求计算电阻值，确定型号2.3.1接地变压器参数绝缘等级：H 级温升：≤100K冷却方式：AN防护等级：纸绝缘干式接变压器产品防护等级分为IP00(无外壳)、和IP20，IP23(有外壳)。
绝缘水平、阻抗电压、空载损耗、负载损耗按相应的国家标准绝缘电阻测试：高压—低压及地≥300MΩ、低压—地≥100 MΩ三、成套装置的组成及结构3.1装置组成CXRD-FZ型发电机中性点电阻器柜中装有干式单相接地变压器、电阻器、隔离开关、避雷器等电器设备，可以整体方便安装在发电机中性点附近。
发电机中性点接地方式及作用
发电机中性点接地方式及作用随着现代电力系统的发展，发电机的中性点接地方式也越来越多样化。
发电机的中性点接地方式根据电力系统的要求和实际情况选择，以确保系统的安全运行和设备的可靠工作。
本文将介绍几种常见的发电机中性点接地方式及其作用。
1.无中性点接地方式无中性点接地方式是指发电机中性点不接地，即不与任何接地点相连。
这种方式适用于一些特殊的发电机系统，如高压直流输电系统或其他要求无中性点接地的电力系统。
该方式的作用是防止中性点电流的产生，以及减小对系统产生的潮流冲击。
2.直接接地方式直接接地方式是指发电机中性点直接接地。
这种方式适用于小型和中型的发电机系统，一般用于低电压和小容量的发电机组。
直接接地方式的作用是将发电机的中性点电位固定在地电位，避免中性点电位漂移造成的不稳定。
3.高阻抗接地方式高阻抗接地方式是指通过中性点接线电抗或电容将发电机中性点与地相连。
这种方式适用于中型和大型的发电机系统，一般用于额定电压为10kV以上的发电机组。
高阻抗接地方式的作用是限制中性点电流的大小，减小对系统的影响，并增强系统的抗干扰能力。
4.低阻抗接地方式低阻抗接地方式是指通过中性点接线电阻将发电机中性点与地相连。
这种方式适用于大型的发电机系统，一般用于输电系统或大容量的发电机组。
低阻抗接地方式的作用是提供系统的绝对保护，能够及时检测和隔离发电机的接地故障，并快速恢复电力系统的运行。
除了上述几种常见的发电机中性点接地方式，还有一些其他的方式，如星形接地方式、虚地方式等。
每种方式都有其特点和适用范围，选择时需根据具体情况综合考虑。
发电机的中性点接地方式在电力系统中具有重要的作用，它能够保护电力设备和人身安全，减小电力系统的故障和事故发生的概率，提高电力系统的可靠性和稳定性。
总之，发电机的中性点接地方式是电力系统中重要的技术措施，它能够保证系统的安全运行和设备的可靠工作。
各种接地方式具有不同的作用和适用范围，选择时应根据实际情况进行合理选择，并加强对接地方式的监测和维护，以确保电力系统的正常运行。
发电机中性点接地方式及作用 综合2
发电机中性点接地方式及作用发电机中性点接地一般有以下几类：1.中性点不接地：当发生单相接地故障时，其故障电流就是发电机三相对地电容电流，当此电流小于5A时，并没有烧毁铁芯的危险。
发电机中性点不接地方式，一般适用于小容量的发电机。
(中性点经单相电压互感器接地：实际上这也是一种中性点不接地方式，单相电压互感器仅仅用来测量发电机中性点的基波和三次谐波电压。
这种接地方式能实现无死区的定子接地保护)2.中性点直接接地：在这种接地种方式下，接地电流很大，需要立即跳开发电机灭磁开关和出口断路器（或发变组出口断路器）。
3.中性点经消弧线圈接地：在发生单相接地故障时，消弧线圈将在零序电压作用下产生感性电流，从而对单相接地时的电容电流起补偿作用（采用过补偿方式，以避免串联谐振过电压）。
这种方式也可以实现高灵敏度既无死区的定子接地保护。
4.中性点经单相变压器高阻接地：发电机中性点通过二次侧接有电阻的接地变压器接地，实际上就是经大电阻接地，变压器的作用就是使低压小电阻起高压大电阻的作用，这样可以简化电阻器结构、降低造价。
大电阻为故障点提供纯阻性的电流，同时大电阻也起到了限制发生弧光接地时产生的过电压的作用。
注意发电机起励升压前要检查接地变压器上端的中性点接地刀闸合好。
发电机中性点经单相变压器高阻接地接地装置设计及选型1.发电机中性点接地电阻的计算原则1)接地点阻性电流>（1.0~1.5）容性电流（以保证过电压不超过2.6倍相电压即1.5倍的线电压1.5U N=2.6U X）2)3A<接地点总电流<（10~15A），以满足保护灵敏度和不烧坏铁芯的要求；3)10kv 10MW发电机最大容性电流<4A C<2.1 uF2.电容及电容电流计算：＝0.7242uF(发电机厂家提供)；1)发电机定子绕组三相对地电容Cof2)10kV母线每100m三相母线电容电流约为0.05A(假设为260米高压连接母排)＝0.06829uF0.05×2.6=0.13A即三相对地电容 Col＝0.2uF（经验值）；3)发电机出口至升压主变低压绕组间单相对地等值电容为C024)主变低压侧三相对地电容20470PF即0.02047 uF5)阻容参数：单相电容0.1 uF，三相为0.3 uF发电机的三相对地总电容：C＝0.7242+0.06829+0.6+0.02047+0.3=1.71296uF发电机系统电容电流为：I C=ω CU X×103=2πf CU X×103=314×1.71296×106 ×10.5/3×103=3.26A2. 接地电阻值的选择：接入发电机中性点高电阻的大小，将影响发电机单相接地时健全相暂时过电压值。
12经典电气保护问答
一、解答题1、发电机中性点一般有哪几种接地方式?答：发电机的中性点主要采用不接地、经消弧线圈接地、经电阻或直接接地三种方式。
2、发电机一般为什么要接成星型？答：接成星型有两点好处。
一是消除高次谐波的存在；二是如果接成三角形的话，当内部故障或绕组接错造成三相不对称，此时就会产生环流，而将发电机烧毁。
3、发电机定子、转子主要由哪些部分组成？答：1）发电机定子主要由定子绕组、定子铁芯、机座和端盖等部分组成；2）发电机转子主要由转子铁芯、励磁绕组、护环、中心环、风扇、滑环以及引线等部分组成。
4、发电机升压过程中为什么要监视转子电流、定子电流？答：1）监视转子电流和与之对应的定子电压，可以发现励磁回路有无短路。
2）额定电压下的转子电流较额定空载励磁电流显著增加时，可以发现转子有匝间短路和定子铁芯有局部短路。
3)电压回路断线或电压表卡涩时，防止发电机电压升高，威胁绝缘。
4)发电机启动升压过程中，监视定子电流是为了判断发电机出口及变压器高压侧有无短路。
5、发电机并解列时为什么必须先投上主变中性点接地刀闸？答：防止开关分、合时，由于分、合闸过程中可能会出现开关的非全相的情况，这样会在主变中性点产生很高的零序电压，可能危胁到变压器中性点附近的绕组绝缘，所以投入中性点刀闸是为了保护变压器中性点分级绝缘。
6、发电机运行中调节无功要注意什么？答：1）无功增加时，定子电流、转子电流不要超出规定值，也就是不要功率因数太低。
功率因数太低，说明无功过多，即励磁电流过大，转子绕组就可能过热。
2）由于发电机的额定容量、定子电流、功率因数都是对应的，若要维持励磁电流为额定值，又要降低功率因数运行，则必须降低有功出力，不然容量就会超过额定值。
3）无功减少时，要注意不可使功率因数进相。
7、何谓发电机进相运行？发电机进相运行时应注意什么？答：所谓发电机进相运行,是指发电机发出有功而向系统吸收部分无功的稳定运行状态。
发电机进相运行时,主要应注意四个问题:1）静态稳定性降低；2）端部漏磁引起定子端部温度升高；3）厂用电电压降低；4）由于机端电压降低在输出功率不变的情况下发电机定子电流增加,易造成过负荷。
电力系统的中性点运行方式有几种？各种接线方式是什么？
电力系统的中性点运行方式在三相电力系统中，发电机和变压器的中性点有三种运行方式：即中性点不接地系统；中性点经阻抗接地系统；中性点直接接地系统。
前两种合称小接地电流系统，后一种称大接地电流系统。
1. 中性点不接地的三相系统中性点不接地的电力系统2. 中性点经消弧线圈接地系统中性点经消弧线圈接地的电力系统3. 中性点直接接地系统中性点直接接地的电力系统。
当发生单相接地时，故障相由接地点通过大地形成单相短路，单相短路电流很大，故又称其为大接地电流系统。
在低压配电系统中，我国广泛采用中性点直接接地的运行方式，从系统中引出中性线(N)、保护线(PE)或保护中性线(PEN)。
低压配电系统按保护接地形式分为TN系统、TT系统和IT系统。
其中TN系统又分为：TN—C系统、TN—S系统和TN—C—S系统。
《供配电系统设计规范》(GB 50052—2009)中规定：TN系统—在此系统内，电源有一点与地直接连接，负荷侧电气装置的外露可导电部分则通过PE线与该点连接。
TN—S系统—在TN系统中，整个系统的中性线与保护线是分开的。
TN—C—S系统—在TN 系统中，系统中有一部分中性线与保护线是合一的。
TN—C系统—在TN系统中，整个系统的中性线与保护线是合一的。
在TN—C、TN—S和TN—C—S系统中，为确保PE线或PEN线安全可靠，除电源中性点直接接地外，对PE线和PEN线还必须设置重复接地。
低压配电TN系统如图9-6所示。
三、电力系统的中性点运行方式1.中性点不接地的三相系统2.中性点经消弧线圈接地系统3.中性点直接接地系统4.低压配电系统的接地形式a.TN—C系统b.TN—S系统c. TN—C—S系统。
发电机中性点接地方式选择
发电机中性点接地方式选择发电机是电力系统中最重要的设备之一，发电机定子绕组单相接地，是发电机最常见的一种电气故障。
发电机定子接地是指发电机定子绕组回路及与定子绕组回路直接相连的一次系统发生的单相接地短路。
发电机定子接地后，接地电流经故障点、三相对地电容、三相定子绕组而构成通路。
当接地电流较大时，能在故障点引起电弧，造成定子绕组和定子铁芯烧伤，甚至扩大为相间或匝间短路。
因此，为了确保发电机的安全，发电机发生定子接地时，接地电流必须限制在一定范围内，使故障点不产生电弧或者电弧瞬间熄灭，避免单相接地故障发展成为相间或匝间短路，烧坏定子铁芯和绕组绝缘。
1 发电机单相接地危害及采用不同中性点接地的目的由于发电机及发电机端所连接设备和装置存在大小不等的对地电容，当发电机组发生单相接地等不对称故障时，接地点流过的故障电流即上述对地电容电流。
该电流一般为数安或数十安。
发生故障时，故障处产生弧光过电压，将损伤发电机定子绝缘，造成匝间或相间短路，扩大事故范围，严重的将烧伤定子铁芯。
一旦烧伤铁芯，由于大型发电机定子铁芯结构复杂，修复困难，所以停机时间更长。
如果说定子绕组绝缘损坏和单相接地故障是难免，由此而殃及定子铁芯则应该尽量避免，为此应设法减小定子绕组单相接地电流,同时缩短故障的持续时间。
当发电机外部元件发生单相接地故障等不对称性故障时，同发电机内部故障一样，将对发电机和其他设备造成伤害。
而中性点的接地方式，直接影响到单相接地弧光的产生和限制力度。
发电机中性点采取不同的接地方式，主要目的是防止发电机和其他设备不受损害，具体有以下几方面：①.限制故障时定子一点接地电流，防止产生电弧烧伤铁芯;②.限制故障时的稳态和暂态过电压，防止设备绝缘遭到破坏;③.提供接地保护，准确灵敏的发出信号或有选择性的断开故障发电机。
2 发电机中性点接地方式发电机中性点接地方式与定子单相接地故障电流的大小、定子绕组的过电压、定子接地保护的实现等因素有关。
发电机中性点接地方式的优缺点分析
1发电机中性点接地方式的优缺点分析发电机中性点接地的五种方式随着电力系统发电机装机容量和单机容量由小到大的不断快速增大，发电机中性点的接地方式经历了以下五种方式的变化和发展：①中性点经高电阻（发电机中性点接地电阻柜）接地；②中性点经消弧线圈（谐振）接地。
③中性点不接地；④中性点直接接地；⑤中性点经低阻抗接地；发电机中性点接地方式优缺点对于300MVA及以上的大容量发电机组，目前世界各国普遍采用的是第①种或第②种接地方式。
采用第①接地方式，中性点经高电阻接地的主要目的，是限制接地电弧重燃、中性点出现的积累性电压升高，从而降低电弧接地过电压。
发电机中性点经高电阻接地方式有许多方案，其中以单相配电变压器电阻的方案为最优。
配电变压器二次侧所接的电阻为一消能元件，可增大零序回路阻尼，抑制暂态过电压，但因此也增大了接地电流，这就要求当发电机定子绕组发生单相接地故障时能迅速切除机组。
由于此种装置简单且易于配置，故得到广泛的应用，在西方欧美国家已经形成一种使用惯例，在国内许多大型汽轮发电机组和水轮发电机也都采用配电变压器的接地方式。
但是这种接地方式的缺点是无法减小接地电容电流，而是增大接地故障电流。
因此对于大电容电流发电机，接地故障电流数倍乃至十数倍地超过发电机的安全接地电流，暂态接地电流更大，即使短时间跳开故障的发电机铁芯迭片的熔化焊接现象也很难避免，这种接地方式就难于适用了。
对于第③种不接地方式，由于发电机的中性点不接地运行，当定子绕组发生单相接地时，流过故障点的电流仅为很小的电容电流，有效地限制了接地电流的破坏作用。
到目前为止我国、前苏联及一些其他国家的电容电流较小的发电机，中性点仍采用这一不接地方式。
但是，随着机组容量的增大和运行电压的升高，当电容电流接近或达到某一临界值时，接地电弧不能自行熄灭。
电弧接地过电压又会产生新的危害。
随着机组容量的增大，铁芯烧损后果严重，允许的接地故障电流日趋减少。
所以这一不接地方式的应用，受到接地电容电流的限制。
主变压器和发电机的中性点接地方式
系统过电压水平较低，但单相接地 故障电流大，需要装设自动选线装 置。
经消弧线圈接地系统
系统特点
中性点经消弧线圈接地，系统发 生单相接地故障时，消弧线圈产 生的感性电流补偿接地点的容性
电流。
适用范围
适用于35kV及以下电网，特别 是对接地故障电流有严格限制的
场所。
优缺点
减小了接地故障电流，降低了弧 光接地过电压的概率，但需要装
系统特点
优缺点
中性点不接地或经高阻抗接地，系统 发生单相接地故障时，故障电流很小。
系统结构简单，供电连续性好，但系 统过电压水平较高，需要装设绝缘监 测装置。
适用范围
适用于3~10kV电网，特别是供电连 续性要求较高、接地故障对设备影响 不大的场所。Leabharlann 03 发电机中性点接地方式
发电机中性点直接接地
考虑当地供电条件及环境因素
当地供电条件包括电网电压、频率、谐波等，这 些因素会影响中性点接地方式的选择。
环境因素如气候、海拔、地质等也会对中性点接 地方式产生影响，需进行综合考虑。
在选择接地方式时，应充分了解当地供电条件和 环境因素，并进行必要的现场测试和评估。
遵循相关标准规范，确保安全可靠
中性点接地方式的选择应遵循国家和行业相关标准规范，如《电力变压 器 第1部分：总则》、《旋转电机 定额和性能》等。
主变压器和发电机的中性点接地方 式
contents
目录
• 中性点接地基本概念与重要性 • 主变压器中性点接地方式 • 发电机中性点接地方式 • 中性点接地方式对系统运行影响 • 选择合适中性点接地方式原则与建议
01 中性点接地基本概念与重 要性
中性点定义及作用
中性点定义
电力系统的中性点运行方式
电力系统的中性点运行方式作者：杜兴建来源：《环球市场信息导报》2012年第07期中性点运行方式:三相交流电力系统中,发电机和变压器的中性点接地方式。
我国电力系统中性点的三种运行方式:电源中性点不接地,中性点经阻抗(消弧圈或电阻)接地,中性点直接接地。
为了更好地满足电力系统正常运行时,采用何种中性点运行方式保证电力系统正常安全、可靠运行,以及短路后及时切断电源保证供电系统的正常运行具有重要意义。
电力系统;中性点;小电流接地;大电流接地;消弧线圈。
1.中性点不接地系统电力系统中性点不接地和经消弧圈接地的系统,称为小电流接地系统。
我国3-60千伏系统,大多采用中性点不接地的运行方式,《电力设备过电压保护设计技术规程》(-79)规定,3-10千伏系统,当单相接地电流大于30安,20千伏及以上电网中,接地电流大于10安时,则采取中性点经消弧线圈接地的运行方式。
当系统发生单相接地故障时,以限制接地电流,以便迅速消除故障点,保证系统的正常运行。
中性点不接地系统正常运行时三相对地电压,电流的特点。
我国3~60千伏系统,大多采用中性点不接地的运行方式,由于任意两个导体中间隔以绝缘介质就形成电容,所以电力网的三相导线之间及各相对地之间沿导线全长都分布有电容,这些电容将引起附加电流。
正常运行时三相是对称的,因而可以把相与地之间均匀分布的电容用集中于线路中央的电容C来代替同时不考虑相间电容。
由于三相电压是对称的(各项对地电容是相等的),即,因此三相电容系统的向量和为零,此时,地中没有电容电流通过中性点的电位为零。
如图(a)(b)所示。
在发生不完全接地(经过一定的阻抗接地)时,接地相对地电压大于零而小于相电压,非接地相对地电压小于线电压,接地电容电流也比完全(金属性)接地时小些。
中性点不接地系统发生单相接地故障时应怎样处理。
通过分析与实际测试可知,在中性点不接地的系统中发生一相接地时,网络线电压的大小和相位差仍保持不变,三相用电设备的工作也不会受到破坏,同时,在这种系统中相对地的绝缘水平是根据线电压设计的,虽然未故障相的对地电压会升高到倍,但对设备的绝缘没有多大影响,因而中性点不接地系统发生单相接地时,可以继续运行,但是不允许长期运行,因为长期运行时可能引起未故障相绝缘薄弱的地方损坏而造成相间短路,因此在这种系统中,一般都装设专门的绝缘监视装置以监视有无接地故障发生。
中性点接地方式6
应选择下列哪项数值？
（A）22kVA
（B）25kVA
（C）30kVA （D）28kVA
答案：[ C ] 2006年考题
解答过程：
根据电气工程电气设计手册（1）80页（3－1）公式
又根据《导体和电器选择设计技术规定》 DL/T5222-2005 第 18.1.4，式
18.1.4 消弧线圈的补偿容量，
b）装在电网的变压器中性点的消弧线圈，以及具有直配线的发电机 中性点的消弧线圈应采用过补偿方式。对于采用单元连接的发电机中 性点的消弧线圈，宜采用欠补偿方式。 C）系统中消弧线圈装设地点应符合下列要求：
应保证系统在任何运行方式下，大部分电网不得失去消弧线圈的 补偿。不应将多台消弧线圈集中安装在一处，并因避免电网仅装一台 消弧线圈。
18.1.4 消弧线圈的补偿容量，可按下式计算
Q
KIC
UN 3
= 1.35 × 22.2 ×35/1.732= 605.6KVA
其中 k 为补偿系数，过补偿取 1.35。k 的取值可根据DL/T5222-2005 第
18.1.6 条：装在电网变压器中性点的消弧线圈，以及具有直配线的发电机
中性点的消弧线圈应采用过补偿方式。 故选 D。
1 发电机及变压器中性点的接地方式
1．1 电力系统中性点接地方式
电力系统中性点的接地方式主要分两大类：中性点非直接接地和 中性点直接接地。
1.1.1 中性点非直接接地。
中性点非直接接地可分为三种形式： （1）中性点不接地。中性点不接地方式最简单，单相接地时允
许带故障运行两小时，供电连续性好，接地电流仅为线路及设备 的电容电流。但由于过电压水平高，要求有较高的绝缘水平，不 宜用于110kV及以上电网。在6-63kV电网中，则采用中性点不接地 方式，但电容电流不能超过允许值，否则接地电弧不易自熄，易 产生较高弧光间歇接地过电压，波及整个电网。
发电机中性点
发电机的中性点,主要采用不接地、经消弧线圈接地、经电阻或直接接地三种方式。
1、发电机中性点不接地方式:当发电机单相接地时,接地点仅流过系统另两相与发电机有电气联系的电容电流,当这个电流较小时,故障点的电弧常能自动熄灭,故可大大提高供电的可靠性。
当采用中性点不接地方式而电容电流小于5安时,单相接地保护只需利用三相五柱电压互感器开口侧的另序电压给出信号便可以。
中性点不接地方式的主要缺点是内部过电压对相电压倍数较高。
2、发电机中性点经消弧线圈接地:当发电机电容电流较大时,一般采用中性点经消弧线圈接地,这主要考虑接地电流大到一定程度时接地点电弧不能自动熄灭。
而且接地电流若烧坏定子铁芯时难以修复。
中性点接了消弧线圈后,单相接地时可产生电感性电流,补偿接地点的电容电流而使接地点电弧自动熄灭。
3、发电机中性点经电阻或直接接地:这种方式虽然单相接地较为简单和内部过电压对相电压的倍数较低,但是单相接地短路电流很大,甚至超过三相短路电流,可能使发电机定子绕组和铁芯损坏,而且在发生故障时会引起短路电流波形畸变,使继电保护复杂化。
发电机中性点
高压电器设备
中性点经电阻接地 随着现在机组容量的不断增大，电容性电流也不断的增大， 目前100万容量机组大型火力发电厂电容性电流已超过10A。 100万容量核电的电容性电流也已超过10A。要将电容性电流补 偿到不跳闸的值显得越来越困难，因此发电机回路中性点也可 采用电阻接地。为了使发电机回路在发生单相短路故障的时候， 保护动作，发电机停机。并保证IR=（1~1.5）Ic，可以限制内 部过电压不超过2.6倍。
高压电器设备
接地变的一次电压取发电机的额定电压，二次电压U2可取 100V或200V。当二次电压取220V，而接地保护又需要100V时， 可在电阻中增加分接头。接地变的容量S按S≥U22/(3R)选择，接 地变的型式一般选择干式变压器。
部分引进机组也有不经过接地变而直接接入数百欧姆的高电阻。 发生单相接地故障时，总的接地故障电流不宜小于3A，以保证 接地保护不带时限立即跳闸停机。
高压电器设备
广东平海电厂一期工程2台1000MW火电机组 ：
系统条件：发电机出口装设断路器，厂变高压侧采用△接线方 式。
高压电器设备
接地设备型式：单相干式变压器 一次侧电压：27kV 二次侧电压：240V 频率：50Hz 绝缘水平：1min工频耐受电压118kV（有效值） 额定雷电冲击耐受电压215kV 二次侧接地电感：系统单相电容值为 <1>发电机定子线圈每相对地电容为C1约为0.284μF <2>励磁变线圈每相对地电容C2=0.005μF
高压电器设备
中性点经消弧线圈接地 以通过单相故障电流而不烧伤定子铁心确定发电机所能承 受的故障电流。随着现在机组容量的不断增大，电容性电流也 不断的增大，目前30万以下容量的中型机组的电容性电流的电 容性电流也超过2A，不接地系统已经不能满足要求，但是由于 容性电流也不是很大，故在发生单相短路之后，为了减轻铁芯 的烧毁程度，可采用消弧线圈的接地方式，通过消弧线圈的感 性电流将系统本身的电容性电流补偿到上表所要求的值，从而 不要求瞬时切机，能使负荷有计划的转移，不会对系统产生强 冲击，在以前系统容量较小的时期对系统的稳定运行有益。
发电机中性点接地方式及作用综合
发电机中性点接地方式及作用发电机中性点接地一般有以下几类：1.中性点不接地：当发生单相接地故障时，其故障电流就是发电机三相对地电容电流，当此电流小于5A时，并没有烧毁铁芯的危险。
发电机中性点不接地方式，一般适用于小容量的发电机。
(中性点经单相电压互感器接地：实际上这也是一种中性点不接地方式，单相电压互感器仅仅用来测量发电机中性点的基波和三次谐波电压。
这种接地方式能实现无死区的定子接地保护)2.中性点直接接地：在这种接地种方式下，接地电流很大，需要立即跳开发电机灭磁开关和出口断路器（或发变组出口断路器）。
3.中性点经消弧线圈接地：在发生单相接地故障时，消弧线圈将在零序电压作用下产生感性电流，从而对单相接地时的电容电流起补偿作用（采用过补偿方式，以避免串联谐振过电压）。
这种方式也可以实现高灵敏度既无死区的定子接地保护。
4.中性点经单相变压器高阻接地：发电机中性点通过二次侧接有电阻的接地变压器接地，实际上就是经大电阻接地，变压器的作用就是使低压小电阻起高压大电阻的作用，这样可以简化电阻器结构、降低造价。
大电阻为故障点提供纯阻性的电流，同时大电阻也起到了限制发生弧光接地时产生的过电压的作用。
注意发电机起励升压前要检查接地变压器上端的中性点接地刀闸合好。
发电机中性点经单相变压器高阻接地接地装置设计及选型1.发电机中性点接地电阻的计算原则1)接地点阻性电流>（1.0~1.5）容性电流（以保证过电压不超过2.6倍相电压即1.5倍的线电压1.5U N=2.6U X）2)3A<接地点总电流<（10~15A），以满足保护灵敏度和不烧坏铁芯的要求；3)10kv 10MW发电机最大容性电流<4A C<2.1 uF2.电容及电容电流计算：1)发电机定子绕组三相对地电容C of＝0.7242uF(发电机厂家提供)；2)10kV母线每100m三相母线电容电流约为0.05A(假设为260米高压连接母排)0.05×2.6=0.13A即三相对地电容C ol＝0.06829uF3)发电机出口至升压主变低压绕组间单相对地等值电容为C02＝0.2uF（经验值）；4)主变低压侧三相对地电容20470PF即0.02047 uF5)阻容参数：单相电容0.1 uF，三相为0.3 uF发电机的三相对地总电容：C ＝0.7242+0.06829+0.6+0.02047+0.3=1.71296uF发电机系统电容电流为：I C =ω CU X ×103=2πf CU X ×103=314×1.71296×106-×10.5/3×103=3.26A2. 接地电阻值的选择：接入发电机中性点高电阻的大小，将影响发电机单相接地时健全相暂时过电压值。
发电机中性点接地方式
经高阻接地与经消弧线圈接地的不同点
经高阻接地： 有效降低重燃弧过电压，且配置简单
定子接地保护的灵敏度较经消弧线圈 接地低 定子接地故障电流可能很大
经消弧线圈接地：
可有效减少接地故障电流
定子接地保护有更高的灵敏度
调谐要求高，配置难度大，存在谐振过电 压的危险
中性点位移电压、传递过电压、重燃弧过 电压
3）定子单相接地保护原则：保护动作区覆盖整个定子绕组（100%保护）， 且应有足够高的灵敏度。
选择接地方式的三条原则
1）接地故障电流原则：定子绕组单相Байду номын сангаас地故障电流不应超过安全电流，确保定 子铁芯安全。
2）过电压原则：定子绕组单相接地故障重燃弧暂态过电压数值要小，避免 故障发展为相间或匝间短路而威胁发电机的安全运行。
中性点接地装置的作用
作用一：通过补偿电容电流，限制接地故障电流过大，避免伤及定子铁芯
如果选择一种接地方式，使得In与Ic大小相近，且近似相反，故障电流If就可 以被大大消弱。
作用二：限制间隙性的定子单相接地故障电弧引起的积累性电压升高，从而限制 定子单相接地故障重燃弧暂态过电压
间隙性接地故障：指具有在短时间内反复地燃弧、熄弧、再燃弧过程的 接地故障。
THE END
发电机中性点的接地方式
重要性
随着发电机单机容量不断增大，对发电机安全运行的要求也越来越高。发 电机中性点接地方式的选择是涉及安全运行的一个重要方面。发电机中性 点接地方式与单相接地故障电流、定子绕组过电压、定子接地保护等问题 有着密切的关系 。
概况
美国、加拿大、法国等国家多采用经高阻接地方式。 我国早年学习苏联，大型水轮发电机中性点绝大多数是经消弧线圈 接地。 20世纪60年代末、70年代初丹江口水电站6台150MW水轮发电机采 用经消弧线圈接地方式； 20世纪80年代，葛洲坝19台125MW和2台170MW水轮发电机采用经 消弧线圈接地方式； 在此之后，我国逐渐向美国等西方国家学习，大型机组大多改为经 配电变压器高阻接地方式。比如，三峡，隔河岩，二滩，锦屏…..
小型水电站发电机中性点接地方式的选择
【 关键词】 发电机 中性点 接地方式 对地电容 接地电流
中图分类号:ＴＶ７３４ 文献标识码:Ｂ 文章编号:２０９５－１８０９(２０１９)０６－００７３－０３
发电机不可避免地存在对地电容ꎬ当发电机
２ 单相接地电流计算
生不对称故障时ꎬ该电容性电流就会超过一定数
电流为正常运行时每相对地电容电流的 ３ 倍ꎬ因
正常运行时该电容性电流通常相对较小ꎬ而当发
值ꎬ产生弧光过电压ꎬ对发电机定子线棒绝缘造成
一定危害ꎬ甚至引发线棒匝间短路、定子铁芯损
坏、相间短路等更严重的故障ꎮ
中性点不接地系统发生单相接地时ꎬ接地点
此ꎬ计算出正常运行状态下三相对地电容电流的
代数和即为单相接地电流ꎮ
项目ꎬ改造前装机 ２ 台ꎬ单机容量 ８７５０ｋＷꎬ发电机
电压侧采用单母线分段接线ꎬ发电机中性点采用
不接地方 式 运 行ꎮ 改 造 后 装 机 ２ 台ꎬ 单 机 容 量
１１０００ｋＷꎬ 额 定 功 率 因 数 ０ ８７５ꎬ 额 定 电 压
２０１９ Ｎｏ ６
７３
四 川 水 利
小型水电站发电机中性点接地方式的选择
杨泽江ꎬ王 宾ꎬ蒋云怒
( 四川水利职业技术学院ꎬ四川 崇州ꎬ６１１２３１)
【 摘 要】 水轮发电机中性点接地方式设计因机组容量、接线形式不同而有所区别ꎮ 通过发电机回路电容电流计算
并结合工程实例ꎬ说明中性点接地方式选择方法ꎬ为小型水电站发电机中性点接地方式设计提供参考依据ꎮ
Ｉ ＣＦ ＝ ωＣ Ｆ Ｕ ｘ × １０ －６ ( Ａ)
式中: ω ＝ ２πｆ ｎ ꎻ Ｃ Ｆ 为 发 电 机 三 相 对 地 电 容
( μＦ ) ꎻ Ｕ Ｘ 为发电机额定相电压( Ｖ ) ꎮ
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三峡左岸电站的14台水轮发电机分别由ABB和阿斯通、西门子和通用电气加拿大公司两方提供，在所投报的发电机技术投标方案中，对于发电机的中性点接地方式均采用了通过单相接地变压器接地的方式，没有采用国内通常采用的经消弧线圈接地方式。
为此。
有必要对三峡电站发电机中性点采用经接地变压器接地的方式进一步探讨，对接地变压器的主要参数进行复核计算，对发电中性接地方式与发电机定子一点接地保护的配合问题进行分析。
1、发电机中性点接地方式的选择三峡左岸电站机组的招标文件中对于发电机中性接地方式没作硬性要求，卖方可根据自己的经验和业绩推荐采用接地变压器接地方式或消弧线圈接地方式，但要求接地方式的选择应和发电机的100%范围定子一点接地保护相关联，以保证当发电机一次测系统发生一点接地故障时，在发电机定子一点接地保护配合下，能够以尽可能短的时间切除接地故障，防止发电机定子铁芯和定子绕组受损。
1.1 发电机定子绕组发生一点接地故障时的故障电流值发电机定子绕组发生一点接地故障时，接地故障电流的大小主要取决于定子绕组每相对地电容值的大小及接地点的位置。
ABB公司设计的三峡电站发电机定子绕组单相对地电容值为1.81μf，西门子公司和加拿大GE公司联合设计的发电机定子绕组单相对地电容值为1.4μf，因此可在此基础上对三峡电站发电机绕组一点接地故障电流进行计算，计算过程如下(以ABB的发电机为例)：发电机定子绕组单相对地电容值Cw＝1.81μf发电机出口至升压主变低压绕组间每相对地等值电容Ct＝0.2μf(经验值)总的每相对地电容值C0=Cw+Ct=2.01μf从发电机端看人的每相对地等值容抗：X c0＝1/wC0=1/2πfC0=1/314×2.01×10-6=1.584.4(Ω/相)从发电机星形中性点看入的对地容抗：X cn＝X c0/3＝528(Ω/相)三峡机组在发电机端发生定子绕组一点接地故障时的故障电流值为(取发电机额定电压为U e＝20kV)：J0=U e/(3X cn1/2)＝20000/(31/2×528)＝21.86A同理可求得西门子公司和加拿大GE公司联合设计的发电机(定子绕组单相对地电容值为1.4μf)发生机端定子绕组一点接地故障时的故障电流值为17.4A。
根据上面计算的结果，三峡机组在机端发生定子绕组一点接地故障时的故障电流已远超过了有关规程规定的允许值，因而须按照ANSI/IEEE C37.101“发电机接地保护导则”的要求在发电机中性点与地之间接入接地变压器或消弧线圈来限制定子一点接地时的故障电流并在发电机定子一点接地保护装置的配合下快速切除接地故障，以防止发电机定子铁芯烧损。
1.2 发电机中性点接地方式的选择三峡电站水轮发电机中性点接地方式的选择主要依据以下两点:根据IEEE有关标准的推荐。
对于三峡电站这种定子绕组对地电容比较大的发电机所适用的中性点接地方式应保证发生定子一点接地故障时中性点的暂态过电压不超过分许值且与最大接地故障电流的时间特性相适应。
根据这一原则进行相应分析计算的结果表明，对于三峡发电机的中性点采用经接地变压器的高电阻接地方式是合适的。
中标厂商在其大型水轮发电机中性点接地方式方面的经验。
ABB、加拿大GE和西门子公司都有过制造与三峡机组相近容量水轮发电机的良好业绩，在这几家公司及西方其他水轮发电机制造厂商所生产的大型水轮发电机中，基本上都采用发电机中性点接地变压器接地的方式，运行情况良好。
1.3 中性点接地电阻值的选取根据理论分析计算，当发电机中性点接地电阻值等于或近似于从发电星形中性点看入的对地容抗值时，限制定子一点接地故障时的定子绕组弧光暂态过电压和接地电流的综合性能较好。
当然由于发电机定子绕组对地电容值的测量及计算会有误差，因此在实际运行中对于限制接地故障时的弧光暂态过电压和接地故障电流有最佳效果的中性点接地电阻值还需由现场试验决定。
表1是在几种大型水轮发电机定子织组对地电容值下当发电机中性点选取不同阻值的接地电阻时发生定子一点接地故障的发电机定子绕组弧光暂态过电压的关系。
但实际应用中，接地电阻的大小还应根据发电机定子绕组的电气绝缘水平来确定，当发电机的定子绕组电气绝缘强度有较高的安全系数且中性点接入接地电阻后发生定子一点接地故障时的弧光暂态过电压不会造成定子绕组绝缘损坏时，则接地电阻值的选取则主要从减小接地故障电流值为出发点，即接地电阻值可以选到图1中横坐标的0.5以下区域。
图1 附表中方案1的图示附表图1是附表中方案1对应的关系曲线(对应于定子绕组相对地电容值为1.81μf的情况)。
由附表及图1中可见，发电机中性点接地电阻R n值并不是越大越好，当R n值过大时和定子一点接地故障时，将会产生较高的弧光暂态过电压，这将对发电机定子绕组绝缘造成威胁。
随着发电机中性点接地电阻R n值的减小，发生接地故障时的弧光暂态过电压倍数将下降，但当R n减小至低于X cn的值后发生接地故障时，弧光暂态过电压倍数的下降将变得十分缓慢；相反地由于中性点接地电阻值的过小将不可能将接地故障电流限制在允许的范围内，这样接地电流将会烧损发电机定子铁芯。
2、发电机中性点接地变压器的选型计算在发电机星形中性点接入接地变压器不仅是满足限制接地故障电流和弧光暂态过电压的要求，而且还要满足与定子一点接地保护装置相配合的要求，因为定子一点接地故障最终要靠定子一点接地保护的正确动作来切除。
下面就ABB公司的投标方案进行复核计算。
定子一点接地保护与接地变压器的连接方式如图2所示。
ABB公司所采用的100%定子接地故障保护(64S)需要一个向接地故障点注入低频低压监测信号的REX010型装置和REX011型装置，其与接地变压器的连接地方式如图2所示。
图2中，由线圈N1和N2组成的接地变本体图2 接地保护与接地变的连接及接地变副边电阻(R es十R ps)为接地变压器的供货范围，其余为定子一点接地保护的供货范围。
考虑到与定子接地故障保护配合后接地变压器选型计算过程如下：计算用的基本数据：发电机额定电压U gen=20kV，接地变原边额定电压U le＝20/31/2kV，接地变副边额定电压U le＝100V，则接地变的变比为：N1/N2=20kV/(31/2×100V)＝115.52.1 满足限制流经发电机中性点最大接地故障电流的需要根据IEEE“发电机接地保护导则”的规定，接地变压器的副边电阻R ES和R PS应限制流经发电机星形中性点的最大接地故障电流I emax不超过20A，故接地变副边的总电阻应为：R ES+R PS≥U gen/31/2×I emax×(N2/N1)2代入所给数据求得：R ES十R PS≥0.0433Ω2.2 满足与定子接地保护装盲动作值整定配合的需要条件一：130Ω×(N2/N1)2≤R PS≤500Ω×(N2/N1)2条件二：R ES≥4.5R ps条件三：0.7kΩ×(N2/N1)2≤R ES≤5kΩ×(N2/N1)2按照我国继电保护配置规程的规定，对于三峡这样的大型水轮发电机当单相接地故障电流达到Iemax＝5A时，定子一点接地保护应动作于跳闸，依据这一原则求得的接地变副边电阻为：R ES十R ps≥U gen/31/2×I emax×(N2/N1)2＝20×103/31/2×5×(115.5)2＝0.173Ω满足条件一、二的R ps值为R ps≤0.0314Ω，取R ps=0.03Ω，则：R ES=0.173一R ES=0.173-0.03=0.143Ω满足条件三的RES值为：0.0525Ω≤R ES≤0.375Ω可见所求得的R ES=0.143Ω是满足该要求的。
2.3 满足接地变压器额定参数的需要在所选定的接地变压器副边电阻R ES十R ps=0.173Ω下，发生一点接地故障时流经接地变的最大故障电流为(在机端发生定子一点接地故障时出现)：I E=U gen/31/2(R ES+R PS)×(N2/N1)22×103/31/2×0.173×(1/115.5)2=5A考虑1.1倍裕度时的接地变压器的容量：P T=U le×I E×1.1＝(10/31/2)×5×1.1＝63.5kvA接地变压器副边电流：I2＝I E×(N1/N2)＝5×115.5＝577.5A2.4 接地变压器的计算参数与中标厂商投标参数的对照ABB公司在其中标方案中所提供的发电机中性点接地变压器主要参数应为：额定电压比(20000/31/2)/100 额定容量：P T＝64kvA接地电阻：R ES十R PS=0.173Ω接地变原边额定电流：I e.1＝5A完全符合以上的计算的结果。
3、对接地电阻选值合理性的分析从以上的计算结果可以看出，接地变压器副边电阻(R ES十R ps)的值为0.173Ω，此电阻折算至接地变原边的发电机中性点等值电阻为R n＝2307.8Ω，则X cn/R n＝0.23，此值对应与图1上的暂态过电压倍数为3.5倍左右，也就是说由于接入这一接地电阻当发生定子接地故障时最高会产生3.5U gen的弧光暂态过电压。
但根据ABB公司的发电机中标方案，其定子绕组的绝缘电气强度有比较高的安全系数，发电机定子绕组绝缘的击穿电压达到130kV，可承受6.5U gen的交流电压持续1分钟以上，这一击穿电压值远远超过了发生接地故障时可能产生的最高弧光暂态过电压，因而当发生定子一点接地故障时所产生的弧光暂态过电压不会损坏定子绕组绝缘。
在此基础上，选择较大的发电机中性点接地电阻值有利于限制接地故障电流及有利于发电机定子接地保护装置的配合，因此这一接地电阻值的选择是合理的。