发电机中性点接地方式的选择
发电机中性点接地方式的选择
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王 健刚 石嘴 山发 电厂 （ 嘴 山市 石 ７ ３０ ） ５ ２２
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在安全 电 流 下 ， 子 接 地 保 护 动作 只发 定 信号 而不 紧急 跳 闸 ， 应及时 处理 ， 但 不再 继续 运行 。应强 调大 型 发 电机 装 设 １０ ０％定 子 保
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接地 保护 的实 现 等 因 素有 关 ， 因而 要求 单 相 接 地 电流尽 量 小 些 ， 态 过 电压 倍 数低 些 并 动 易 于实现 高灵 敏的定 子接 地保护 。因此 中性 点接地方式 的选 择就 显得极 为重 要 。
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。
电厂300MW发电机中性点的接地方式选型与计算
电厂300MW发电机中性点的接地方式选型与计算发表时间：2013-09-09T10:03:56.983Z 来源：《科学教育前沿》2013年第6期供稿作者：顾进良[导读] 但是合理选择这个电阻的大小与机组安全运行密切相关。
顾进良（河北大唐国际张家口热电有限责任公司设备工程部河北张家口 075000）【摘要】发电机中性点接地方式与定子接地保护的构成密切相关，正确选择发电机中性点的接地方式和接地设备，对发电机甚至电网的安全运行有着举足轻重的作用。
【关键词】汽轮发电机；中性点设备；单相接地故障；接地变压器；电阻中图分类号：Ｇ62 文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2013）06-013-01电厂300MW汽轮发电机中性点接地方式的选择与发电机100%范围定子接地保护装置相关联，中性点设备参数的选择与保护要相配合，在保证发电机定子绕组电气绝缘安全的前提下使得发生单相接地短路时健全相电压不超过2.6倍额定电压，避免烧伤定子铁芯，并且可使流过故障点的是一固定的电阻性电流，保证接地保护可靠动作。
一、发电机定子单相接地电流电压值发电机内部单相接地时，流经接地点的电流为发电机所在电压网络（一般为发电机本身、封闭母线、主变等元件网络）对地的电容电流之和，而不同之处在于故障点零序电压随发电机内部接地点的位置而改变。
假设发电机A相发生单相接地，位置在距离绕组中心处，表示故障点绕组占全部绕组的百分数（0~100%），如图1所示，则--故障点零序电压；--故障点零序电流；--发电机电动势；--发电机每相对地电容；--发电机以外设备每相对地电容。
上述式中为发电机相电动势，一般在计算时常用发电机额定相电压代替。
综上可见，故障点的零序电压和零序电流值均与成正比，在发电机出线端子附近 ≈1，此时零序电压和零序电流值最大，分别为和。
二、发电机定子单相接地电流允许值大中型发电机中性点多为不接地或者经高阻抗接地方式，定子单相接地故障时并不产生太大的故障电流，所以定子绕组单相接地保护可以只发信号而不直接跳闸，故障机组经负荷转移后才平稳停机。
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简析
发电机中性点接地方式简析作者：崇义来源：《科学与财富》2011年第11期[摘要] 随着电力系统的发展，发电机中性点的接地方式也有了很大改变，既要求单相接地故障电流尽量小、动态过电压倍数低又要考虑易于实现高灵敏度的定子接地保护。
本文讨论了国内外的几种发电机接地方式的参数设计和优缺点。
本文可以为正确选择发电机定子绕组接地保护提供参考。
目前发电机中性点接地方式主要有：a、中性点不接地或经单相电压互感器接地的方式b、中性点经配电变压器高阻接地方式c、中性点经消弧线圈（欠补偿）接地方式d、中性点经消弧线圈谐振接地方式下面分别讨论这几种接地方式。
1、中性点经单相电压互感器（YH）接地发电机电压回路中，电压互感器的单相绕组在额定线电压Ue作用下的励磁电抗Xle有可能与发电机每相对地容抗Xc0发生共振，引起过电压。
下面的图（1）画出在r/Xle=0.0003条件下，不同的Xc0∕Xle和不同的机端电压Ux∕Ue发生1/2次谐波谐振（曲线1）、基波谐振（曲线2）、高次谐波谐振（曲线3）的区域。
被曲线包围的是发生谐振的范围，区外为稳定区。
r—电压互感器高压绕组的等效电阻Ux—机端运行相电压Ue—额定线电压Xle--额定线电压Ue作用下的励磁电抗Xc0--发电机每相对地容抗当Xc0∕Xle≤0.01时，就基本上不发生谐振现象了。
这就要求Xc0∕Xle的数值尽可能减小，一般大型发电机的三相对地电容比中小型发电机的要大，加上大型发电机机端还经常增设三相电容冲击波电压吸收器，所以，Xc0比较小，只要电压互感器不严重饱和，Xle不因饱和而过分小，一般都能满足Xc0∕Xle≤0.01的条件，所以大型发电机组发生发电机电压回路的谐振现象可能性小，前提是电压互感器的铁芯磁密不要太高，以免饱和引起Xle的急剧减小。
如果Xc0∕Xle的大小落在谐振区，则应采取消谐措施，最简单的办法就是在YH的开口三角绕组接入消谐电阻R，R越小，消谐作用越大，如图（2）所示：当运行电压为额定值时，R的接入使不稳定区（即消谐区）大为缩小，如果运行电压升高为额定电压的√3倍时，R的作用就不大了。
发电机的中性点接地方式
发电机的中性点接地方式
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。
发电机中性点用接地电阻设计计算书
发电机中性点用接地电阻设计计算书一、发电机中性点接地方式的选择，设计依据发电机定子绕组发生单相接地故障时，接地点流过的电流是发电机本身及其引出回路所连接元件（主母线、厂用分支线、主变压器等）的对地电容电流。
当超过允许值时，将烧坏定子铁芯，进而损坏定子绕组绝缘，引起相间短路，故需要在发电机中性点采取经高电阻接地的措施。
以保护发电机免遭损坏。
表1示发电机接地电流允许值。
表1发电机接地电流允许值二、发电机中性点经高电阻接地设计原则1、接地点阻性电流应大于（1～1.5）倍单相接地总的容性电流，以限制系统过电压不超过2.6倍额定相电压，其中容性电流应以发电机运行回路中出现的最大单相接地电容电流为依据。
2、发生单相接地时。
总的故障电流不宜小于3A，以满足继电保护动作的灵敏度。
3、发生单相接地时，总的故障电流不宜大于（10～15）A，以满足在定子绕组对铁芯发生单相接地时不损坏铁芯。
4、为定子接地保护提供电源，便于检测。
三、发电机电阻器的阻值计算1.发电机定子绕组单相接地电容电流的计算根据发电机定子绕组的电容：C1=0.1uf发电机额定电压U0＝10.5KV，则发电机电容电流为：I c1＝1.732*ωC1U0=1.732*2πfC1U0=1.732*314*0.1*10-6*10500=0.571A2.发电机出口电缆头及电缆头至主变低压绕组的单相接地电容电流计算按常规配电网络的经验估计：发电机出口电缆头及电缆头到主变低压绕组的单相接地电容约为：C2=0.2uf发电机额定电压U0＝10.5KV，则发电机电容电流为：I c2＝1.732*ωC2U0=1.732*2πfC2U0=1.732*314*0.2*10-6*10500=1.142A3.电缆单相接地电容电流的计算：电缆线总长为10m，其电容电流为：I c3＝0.1U0L=0.1*10.5*0.01＝0.01A4.发生单相接地时流向故障点的总的电容电流为：ΣI C= I c1+ I c2+ I c3=0.571+1.142+0.01=1.723A<3A从上计算结果可以看出,发电机发生单相短路时,接地电流小于表1规定值.考虑到保护,电流值选取为3A5.中性点接地电阻的选取计算:R=U相/I=10500/(1.732*3)=2020.8ohm四、发生单相接地时,总故障电流:I总2=I2+I C2I总=3.46A<15A,满足要求.。
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选型分析及计算
１ 发 电机 中 性 点 接 地 方 式 的 种 类 和
特 点
１ １ 种 类 ．
随着 电力 系统 发 电机 装 机容 量和 单机 容 量 的 不断快速增 大 ， 电机 中性 点的接地方 式 经历 了以 发 下五种方 式 的变化 和发 展 ］① 中性 点 直接 接 地 ； ：
单 相 接 地 变 压 器 高 阻 接 地 的 方 式 。 在 对 接 地 装 置 进 行 选 型 及 参 数 设 计 时 ， 用 了 与 常 规 采 ＩＥ Ｅ Ｅ标 准 要 求 不 同 的 方 法 ， 文 对 此 进 行 深 本
中 图分 类 号 ：Ｍ８２ 文献 标志 码 ： 文章编 号 ：０ ８— ７６ ２ １ ）１— ０４— ５ Ｔ ６ Ｂ １０ ０ １ （０ １０ ０３ ０
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊｉ ｎ １０ ０ １ ． ０ １Ｏ ．０ ｏ ：０ ３ ６ ／．ｓ ．０ ８— ７ ６ ２ １ ． １ ０ ７ ｓ
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０ 前 言
宝钢 电 厂 ４号 汽 轮 发 电机 ２ ０ ０ ６年 从 德 国 西 门子 公 司 引 进 ， 由西 门子 在 美 国 的 西 门 子 西 屋 公 司 制 造 ， 定 容 量 ３ ０ ＭＷ ， ０ ８年 ３月 额 ５ ２０ 首 次 并 网 。发 电 机 的 中 性 点 接 地 方 式 采 用 了
ｌｍｉ ｎ ｈ ｅ ｅ ａｏ ’ ａ ｔ ｉ ｇ ｆ ｕ ｔｃ ｒｅ ｔ ｅ ｔａ ｎｎｇ ｔａ ｓｅ ｖ ｒｖ ｌａ ｅ ａ ｄ ｐ ｅ ｅ ｔｎ ｈ ｉ ｔ ｇ ｔ ｅ ｇ ｎ ｒｔ ｒ Ｓ ｅ ｒｈ ｎ ａ ｌ ｕ ｒ ｎ ，ｒ ｓｒ ｉ ｉ ｒ ｎ ｉｎｔｏ ｅ — ｏｔ ｇ ｎ ｒ ｖ ｎ ｉ ｇ ｔｅ ｉ ｅｆｃ ｆｚ ｒ ｅ ｕ ｎｃ ｖ ｒｖ ｌａ ｅ ｏ ｅ ａ ｒ ｔ ｃｉ ｎ ｂ ｈ ｆｅ ｔｏ ｅ ｏ ｓ ｑ ｅ ｅ ｏ ｅ — ｏｔｇ ｎ ｒ ｌｙ ｐ ｏｅ ｔｏ ｙ ｔ ｅ ＨＶ ｉ ｅ ｇ ｏ ｎ ｉ ｇｆ ｕ ｔ ｓｄ ｒ ｕ ｄ ｎ ａ ｌ．Ａ ｉ ｌｆ ｄ ｓｍｐ ｉｉ ｅ ｃ ｌｕ ａ ｉｎ ａ ｃ ｌ ｔ ｍｅｈ ｄ ｏ ｃ ｏ ｓｎ ｎ ｕ ｒ ｌ ｏ ｎ ｅ ｒｈ ｎ ｄ ｖｃ ｓ ｏ ｔ ｏ ｆｒ ｈ ｏ ｉ ｇ ｅ ｔａ ｐ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｇ ｅ ｉ ｅ ｗａ ｏ ｔｉ ｅ ｓ ｂ ａｎ ｄ， ｔ ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｇ ｈｅ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｃ ｌｕｌｔ ｎ ｆ ｈｅ ｅ ｒ ｌ ｏｎ ｅ ｒｈｉｇ ｅ ｉｔｎｃ ａ ｄ ｒ ｎ ｆｒ ｒ ａ ｕ ｗａ ｍａ ｅ ｎ ｔ ｅ ａ ｃ ａ ｉ ｏ ｔ ｎ ｕｔａ ｐ ｉｔ ａ ｔ ｎ ｒ ｓｓａ ｅ ｎ ｔａ ｓｏ ｍｅ ｖ ｌ ｅ ｏ ｓ ｄ ａ ｄ ｈ ｅ ｉ ｑｕｐｍｅ ｔｓ ｌｃ ｉｎ ｗａ ｐ ｉ ｚ ｄ． ｎ ｅ ｅ ｔ ｓｏ ｔｍｉｅ ｏ Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ： ｅ ｔａ ｏｎ ；ｇ ｎ ｒ ｔｒ ｒ ｎ ｆｒ ｅ ；ｅ ｒｈ ｎ ｅ ｉｔ ｎ ｅ；ｃ ｐ ｃｔｖ ｕ ｅ ｔ ｎ ｕ ｒ ｌｐ ｉｔ ｅ ｅ ａｏ ；ｔａ ｓｏ ｍ ｒ ａｔ ｉ ｇ ｒ ｓｓａ ｃ ａ ａ ｉｉｅ ｃ ｒ ｎ
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
电力系统中性点不接地、经电阻接地、经消弧线圈接地、直接接地大全!
电⼒系统中性点不接地、经电阻接地、经消弧线圈接地、直接接地⼤全!电⼒系统中性点运⾏⽅式有不接地、经电阻接地、经消弧线圈接地或直接接地等多种。
我国电⼒系统⽬前所采⽤的中性点接地⽅式主要有三种:即不接地、经消弧线圈接地和直接接地。
⼩电阻接地系统在国外应⽤较为⼴泛，我国开始部分应⽤。
1、中性点不接地(绝缘)的三相系统各相对地电容电流的数值相等⽽相位相差120°，其向量和等于零，地中没有电容电流通过，中性点对地电位为零，即中性点与地电位⼀致。
这时中性点接地与否对各相对地电压没有任何影响。
可是，当中性点不接地系统的各相对地电容不相等时，及时在正常运⾏状态下，中性点的对地电位便不再是零，通常此情况称为中性点位移即中性点不再是地电位了。
这种现象的产⽣，多是由于架空线路排列不对称⽽⼜换位不完全的缘故造成的。
在中性点不接地的三相系统中，当⼀相发⽣接地时:⼀是未接地两相的对地电压升⾼到√3倍，即等于线电压，所以，这种系统中，相对地的绝缘⽔平应根据线电压来设计。
⼆是各相间的电压⼤⼩和相位仍然不变，三相系统的平衡没有遭到破坏，因此可继续运⾏⼀段时间，这是这种系统的最⼤优点。
但不许长期接地运⾏，尤其是发电机直接供电的电⼒系统，因为未接地相对地电压升⾼到线电压，⼀相接地运⾏时间过长可能会造成两相短路。
所以在这种系统中，⼀般应装设绝缘监视或接地保护装置。
当发⽣单相接地时能发出信号，使值班⼈员迅速采取措施，尽快消除故障。
⼀相接地系统允许继续运⾏的时间，最长不得超过2h。
三是接地点通过的电流为电容性的，其⼤⼩为原来相对地电容电流的3倍，这种电容电流不容易熄灭，可能会在接地点引起弧光解析，周期性的熄灭和重新发⽣电弧。
弧光接地的持续间歇性电弧较危险，可能会引起线路的谐振现场⽽产⽣过电压，损坏电⽓设备或发展成相间短路。
故在这种系统中，若接地电流⼤于5A时，发电机、变压器和电动机都应装设动作于跳闸的接地保护装置。
2、中性点经消弧线圈接地的三相系统中性点不接地三相系统，在发⽣单相接地故障时虽还可以继续供电，但在单相接地故障电流较⼤，如35kV系统⼤于10A，10kV系统⼤于30A时，就⽆法继续供电。
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。
几种电机中性点接地方式
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）。
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三种发电机中性点接地类型
许多厂家分不清发电机中性点接地用哪种接地方式不知道怎么推荐给客户，今天保定新思达电气给你个答案，分析下3种接地的适用范围。
发电机中性点接地一般采用不接地、高阻接地或经消弧线圈的方式。
1.发电机中性点不接地（1）发电机中性点的不接地方式单相接地电流应不超过允许值。
可以查电力标准标准DL/T620.( 2 ) 发电机中性点应装设电压为额定相电压的避雷器，防止在中性点的过电压。
( 3 ）适用于 125MW 及以下的中小机组。
2. 发电机中性点经高电阻接地方式（NS-FZ型发电机中性点接地电阻柜）( 1 ）发电机中性点经高电阻接地作用①限制过电压不超过 2 . 6 倍额定相电压；②限制接地故障电流不超过 10 -1 5A ; ③为定子接地保护提供电源，便于检测。
发电机内部发生单相接地故障要求瞬时切机时；宜采用高电阻接地方式。
为减小电阻值，电阻器一般接在发电机中性点变压器的二次绕组上，用于限制过电压及过大接地故障电流，电阻值的选择应保证接地保护不带时限立即跳闸停机。
部分引进机组也有不接配电变压器而直接接人数百欧姆的高电阻。
( 2 ）发生单相接地时，总的故障电流不宜小于3A以保证接地保护不带时限立即跳闸停机。
( 3 ）适用于 200MW 及以上的大机组.3. 发电机中性点经消弧线圈接地方式（NS-XHB型发电机中性点消弧线圈接地装置）( 1 ）对具有直配线的发电机，宜采用过补偿方式；对单元接线的发电机，宜采用欠补偿方式。
( 2 ）经补偿后的故障点单相接地电流值不得大于允许值；因此可不跳闸停机仅作用于信号。
( 3 ）消弧线圈可接在直配线发电机的中性点上，也可接在厂用变压器的中性点上。
当发电机为单元连接性时则应接在发电机的中性点上( 4 ）适用于单相接地电流大于允许值的中小机组缸200MW 的大机组要求能带单相接地故障运行时。
发电机中性点接地方式选择研究
发电机中性点接地方式选择研究摘要：分析表明，单相接地产生的电容电流会燃烧堆芯。
描述了发电机柱点接地的作用。
了解几种主要的中性接地方式。
为两个主要的接地方式在我国目前使用的,应当考虑所有因素,诸如故障电流、过电压和组成,保护接地,并选择最好的接地方式根据国家和国际经验。
关键词：发电机；中性点接地方式；变压器；消弧线圈；前言因为电力系统的迅速发展，作为电力系统动力的发电机组容量显得十分重要。
接地故障发电机定子绕组的保护问题越来越关心的大容量发电机的出现是由于增加电容电流容量的引擎和定子电流的接地故障,接地故障点进行电容电流发电机中性点运行方式。
1、关于中性点接地方式的演变20世纪70年代初，捷克共和国研究所举行了单相发电机允许漏电的科学实验，漏电电流的规定:允许故障电流和时间长短，如五次试验内发生铁芯二次烧结，就是存在故障的。
1.1直接接地方式当单相接地问题故障时，接地弧过电压最低。
此外，地面保护是最简单的。
但是，大机组的电压水平和容量都大大提高了，即使继电保护由于接地故障电流过大而迅速切断，也会对发电机造成损坏。
1.2经低阻抗的接地方式单相接地电流可能部分受到发电机低阻抗接地操作的限制，但选择其电阻是为了给继电器保护装置提供足够的电源。
故障点接地电流幅值至少为100A。
在这种接地电流下，继电保护可以迅速关闭电机，但铁芯不可避免地会严重烧伤。
1.3不接地的运行方式如果中性点发电机不在地面上运行，发电机应连接到发电机/变压器单元。
在C0电容(包括C0、变压器和电容的电容发生器母线电容C0)电容的影响下，90度相位的电压领先于大多数电容电流。
三相电流之和为零。
单相接地故障时，假设A相为A相：故障点的零序电压为在非故障相中流向故障点的电容电流为从上式可以得出，计算出300Mw机组的发电参数:发电机u=20kV，电容器C0= 0.224芯，结果为SI = 2.44 A(不含主变压器等容电流)。
或者中性的,只要符合条件,地面接地单相发电机,故障电流发生器中立的方式更加严重,因此这种操作方式不适用于大容量单位,特别是在一些大型发电机以及三峡水利电容的相对较多,例如三个电容电流发生器为30A左右,远远超过目前的安全许可。
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…..
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。
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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。
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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。
4.2设备注意事项
1、验收时，可检查柜体内设备、附件齐全状况。
2、需要时对变压器按国标规定作耐压试验，测量冷态电阻值。
3、标有接地符号处需可靠接地。
4、连接CXRD-FZ型发电机中性点电阻器柜的导线截面、型式由用户决定。
五、定货需知
为了更好的为您服务，定货时请提供以下资料：（1）发电机的额定电压，接地变压器的变比，电阻值；（2）接地变压器的绝缘形式（干式或油浸式）；
（3）电流互感器的变比；
（4）柜体的颜色，上走线，还是下走线。
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