发电机中性点接地方式对保护

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通过以上分析,我们可以看出发电机中性点经消弧线圈接地的运 行方式不仅能削减接地故障电流,同时只要合理地选择参数也能有效 地抑制暂态过电压,避免故障扩大。 因此在我国的大型机组中大部分 采用的是经消弧线圈接地, 小部分发电机采用的是经配电变高阻接 地。
2 工程实例计算
(a)
(b)
图 1 大型发电机中性点接地方式
3)显著减小接地故障电流和故障持续时间,简单而又可靠地限制 故障恶性发展;
4)通 过 参 数 合 理 配 置 ,可 使 接 地 电 流 降 至 1A 以 下 ,小 于 安 全 允 许值,接地保护不必紧急事故停机,可电流的大 小可分为全补偿 、过补偿和欠补偿三种运行方式 。 在全补偿状态下 ,电 网正常运行时的中性点位移电压会很高,以致会对中性点绝缘构成威 胁,此外,发电机中性点消弧线圈在谐振点运行时,高压侧电网中性点
和,接地电流至少比原有电容电流大 姨2 倍,这对发电机来说极为不 利,中性点采用经配电变接地的主要目的是为了防止过电压,而不是 为了减小接地点故障电流。 1.3 过电压比较
发电机中性点在经消弧线圈接地与经配电变高阻接地的条件下 发生单相接地故障时过电压比较:1)配电变接地方式接地电阻为 RN ,只要 RN ≤1/3ωC∑, 则发电机发生单相接地故障时暂态过电压就 不 会 超 过 2.6 倍额定相电压。 2)国外相关的试验数据表明,当采用消弧线圈接地 时,暂态过电压将达到 3.8 倍额定相电压。 但是国内科研人员曾进行了 相关试验,在采用同样的消弧线圈接地的发电机上,在消弧线圈接地回 路中串联一个小电阻时,暂态过电压却仅仅达到 2.8 倍额定相电压。 3) 清华大学研究人员也进行了相同的试验,模拟单相接地故障暂态过电 压 的 情 况 ,结 果 发 现 ,在 试 验 频 率 为 额 定 频 率 时,暂 态 过 电 压 小 于 2.6 倍额定相电压。
【关键词】发电机;接地方式;接地保护
0 引言
由于发电机及发电机机端所连设备和装置存在大小不等的对地 电容,当发电机定子绕组发生单相接地故障时,接地点会有故障电流 (即对地电容电流)产生,该电流一般为几安或几十安。 当该电流超过一 定值时会烧坏定子铁芯,可能发展成为相间或匝间短路。 此外,当发电 机定子绕组发生单相接地故障时, 故障点处还会有间歇性电弧产生, 产生间歇性弧光过电压,弧光过电压会损伤发电机定子绝缘,同样也 会造成匝间或相间短路,扩大事故范围,最终不得不停机进行检修。
3)发电机定子绕组发生单相接地故障时,缩短故障时间,使故障 迅速消失。
4)发电机定子绕组发生单相接地故障后,接地保护应能迅速准确 地发出告警信号,告知运行人员及时处理,当危及发电机设备或系统安 全运行时,应快速跳闸停机。
在我国电力系统中大型发电机 (300WM 以上)中性点主要有中性 点经消弧线圈接地和中性点经接地变压器高阻接地两种接地方式,其 接线方式分别如下:
发电机中性点接地方式的合理选择, 有助于减小接地故障电流, 使发电机遭到的破坏降低; 合理地选择发电机接地保护出口方式,可 以使发电受到的损伤降到最小 ,降低发电机的检修难度 。 所以,在工程 上发电机应根据实际情况合理地选择中性点接地方式,合理地选择接 地保护出口方式。
1 大型发电机中性点不同接地方式的运行特点及其选择
电压全部施加于低压侧网络,为了防止传递过电压,所以一般不采用 全补偿方式。 在残流和脱谐度相同的条件下,采用过补偿或欠补偿灭 弧特性相近,电弧均易熄灭,但采用欠补偿方式其过电压水平低于过 补偿方式下的过电压水平,所以,一般情况下消弧线圈采用欠补偿方 式运行。 1.2 发电机中性点经配电变高阻接地方式其运行特点是:
发电机中性点采用不同的运行方式,主要是为了减小接地故障电 流和过电压 ,保护发电机 ,使发电机在故障发生时受到的损伤最小 。 工 程上主要根据以下几方面来选择发电机中性点的运行方式和保护出 口方式。
1)发电机定子绕组发生单相接地故障时,限制流过故障点的接地 电流在允许范围内。
2)发电机定子绕组发生单相接地故障时,限制暂态过电压和稳态 过电压在允许的范围内,避免过电压把发电机的绝缘击穿扩大事故。
1.1 中性点经消弧线圈接地时其运行特点是: 1)在定子绕组发生单相接地故障时,消弧线圈将在零序电压作用
下产生电感电流,以补偿发电机电压系统的电容电流,使故障电流在 安全电流范围之内;
2)安 全 不 须 操 作,即 能 自 行 补 偿 接 地 电 容 电 流 ,使 发 电 机 操 作 量 降到最低;
对同一发电机在中性点选取不同接地方式下的接地故障电流进 行计算, 通过计算比较发电机中性点在不同接地方式的故障电流,发 现故障电流与中性点接地方式相关,接地保护应根据故障电流的大小 选择出方式。
表 1 某 300MW 发电机参数
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2.1 发电机中性点经配电变高阻接地时的接地故障电流计算
1)调整接地变压器二次侧电阻可以限制故障电流的有功分量; 2)此方式可以使接地故障电流减小,但比经消弧线圈接地时故障 电流要大,所以使发电机铁芯受到的损伤增大; 3)这种接地方式实现起来较经消弧线圈接地复杂,但此种方式产 生谐振过电压的可能很小; 4)电 弧 重 燃 引 起 的 高 频 暂 态 过 电 压 基 本 与 故 障 初 始 过 电 压 一 样 , 一般为 2.5Ue,持续电压为 1.8Ue。 采用经配电变高电阻接地方式的发电机在发生定子单相接地故 障时, 流经故障点的电流为接地电容电流与中性点电阻电流的相量
发电机中性点接地方式对保护的影响
张红栋 1 张俊超 2 (1.焦作电厂,河南 焦作 454000;2.龙口东海热电有限公司,山东 龙口 265713)
【摘 要】为了减小发电机发生单相接故障时故障电流,发电机常常选择不能的接地方式,但发电机不同的接地方式对发电机的接地保护 有不同的影响,因此如何选择合理的发电机接地方式是一项非常重要的事,本文通过计算说明了发电机中性点经消弧线圈接地是比较合理的 接地方式。
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