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发电机出租中性点经配电变压器接地的配置方法


近10年来,发电机出租中性点经配电变压器的接地方式,己在国内被广泛采用。如何合理地配置配电变压器及其接地保护的整定计算和校验方法,是一个重要问题配电变压器的配置及其接地保护的整定计算主要包括选择合适的二次电阻、接地保护的动作电流、电压值及校验保护灵敏度和单相接地短路点的总电流值等本文针对此装置提供了一套较完整的计算方法,并结合湖北天堂抽水蓄能电站的实例进行整定计算1发电机中性点接地方式选择对于大型发电机组,国内和国际上应用最多的是经配电变压器接地以及经消弧线圈接地方式消弧线圈接地方式须考虑因素较多,选择合适的补偿度和消弧线圈参数较困难如果片面追求减殷建刚(1971-,男,湖北武汉人,工程师,硕士,主要从事电力系统继电保护整定计算与运行工作;蔡敏(1964-),男,湖北武汉人,高级工程师,硕士,主要从事电力系统继电保护运行与管理工作。少接地电流,而选用较小的脱谐度和较大的消弧线圈品质因素势必造成因发电机三相对地电容不平衡而导致中性点电压长期有较大偏移另外,在选择补偿度不适时,易产生危险的传递过电压,威胁发电机安全,在机组启动停机、甩负荷等过程中会出现接地或二次重燃,也将会有较大的暂态过电压相对于消弧线圈接地方式,配电变压器接地在机组正常运行的大多数时间内,都不会引起中性点电压的偏移大,起限制过电压的作用。可见,经高阻接地对机组的绝缘和正常运行都有利,有预防机组绝缘损坏或绝缘薄弱处被击穿而导致定子接地的效果另外,经高阻消能元件,大零序回路阻尼,无传递过电压和暂态过电压危险。因此,配电变压器接地方式得到广泛运用2配电变压器的配置配电变压器接地装置的配置,如其关键在于选择合适的二次电阻和变压器并在适当地方或根据定子接地保护的需要配置相应的CT和PT变压器一次侧额定电压为发电机机端额定电压,二次侧额定电压一般取230V(有些地方也取110V)其中在173V的位置设抽头,接入保护构成3U*的定子接地保护,使在机端单相接地时,抽头电压为100V也可在一次侧设中性点CT,构成3/0的定子接地保护。
发电机出租中性点经配电变压器接地的配置方法
发电机出租中性点经配电变压器接地示意。1二次电阻的配置原则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,抑制暂态过电压同时,增大了接地电流,要求在发电机定子绕组单相接地故障时,迅速切除机组。根据ANSI.IEEEC37.1011985〈发电机接地保护导则》的要求,负载电阻值,应使其在发电机端发生单相接地故障时,电阻器中的功率损耗等于或大于发电机电压回路对地电容的无功功率损耗,以限制发电机过电压在26倍相电压以下;接地点的故障电流不超过25A,以防止铁芯损坏负载电阻应该具有可调节抽头,抽头的位置应根据发电机电压回路的电容值决定。中性点接地装置参数是以发电机组设计的计算值为基础设计制造的,与发电机的实测参数有差别,对此应充分考虑。
2.2发电机出租电压回路的电容值确定发电机电压回路的电容值主要包括发电机定子绕组,发电机母线,母线所接抗冲击电容,与发电机联接的变压器低压绕组,以及发电机机端的出线对地电容。其电容值一般有2种方法确定22.1计算法发电机定子绕组电容值由电机制造厂提供,其余的计算方法系通常计算法(本文略),此法一般适用于发电机中性点接地装置制造厂。
22.2试验法发电机组安装在作定子绕组交流工频耐压试验时,可以测量试验电压和电流值,经计算,求得发电机电容值,发电机出租作定子单相绕组外加工频电压为24kV,测得电流为3. 8A,经计算得发电机电容值为0.504<10)F)fc发电机电压回路的每种设备作试验是比较麻烦,一般采用发电机组投入运行前试验比较简单作试验时,把与发电机联接的变压器另一侧开路,发电机中性点接地装置不接入,当电压升至20%~30%额定电压时,将一相对地短路,测得电容电流,从发电机电压及对地短路电流计算出发电机电压回路的每相总电容值2.3整定电阻值根据《发电机接地保护导则》接地电阻和发电机组电压回路的对地电容,应满足如下的要求:至接地变压器的一次侧电阻值P;C发电机组电压回路的每相对地电容,R2发电机组电压回路的对地电容归算至接地变压器的二次侧电流值P;R一一二次负载电阻值只;R一一接地变压器的电阻值P;U.一一接地变压器的一次侧额定电压,kV;U2一一接地变压器的二次侧额定电压,kV;APd一一接地变压器的负载损耗(一般取/2n一一接地变压器的二次侧额定电流,A根据上述计算式,计算出二次负载电阻值,实际整定应小于上述的计算值。
天堂发电电动机组电阻整定情况如下:500V其中性点接地装置参数是接地变压器容量为10kVA,高压侧为10500V,低压侧为230V,继电保护抽头电压为173V,二次负载电阻接于230V变压器阻抗电压百分数为3.6,负载损耗154W,其一次侧经5/1A的电流互感器接地为限制动态过电压在2. 6倍相电压以下,接地电阻R<1/3jC;实测C=0.504MF/K再考虑其他的电容,取发电机组电压回路的每相对地电容C=0.6MF/fe因发电机中性点接地装置设计中留有余度,厂家整定值R为0. 6n,满足本电站要求3接地保护的整定计算3.1继电保护电流或电压动作值的整定95%的定子接地保护,动作值的整定计算取决于定子绕组距中性点5%短路的情况下的电流或电压值计算接地变压器的电阻和电抗(本文略)距中性点5%处单相接地短路的电压和电流值归算至二次侧的变压器等值电路,相当于外施5%的发电机相电压时施加于负载电阻变压器内阻、内电抗的串联回路上,列出方程:I、h一一接地变压器一、二次侧的电流,A;Iset 95%定子接地保护的动作电流整定CTR一一电流互感器变比;Uset 95%定子接地的动作电压整定值,U一一接地变压器二次侧继电保护抽头电压,V天堂发电机中性点电流或电压动作值的整定:3.2单相接地短路电流值检验当发电机机端短路时,接地点的短路电流需小于25A,以免烧损发电机定子铁芯,而发电机电容电流为容性电流,而接地变压器的电流为感性电流,二个电流相加即得单相接地短路点的总电流计算按下式:*发电机额定相电压,V;发电机机端单相对地短路时发电机组电压回路对地的电容电流,A;/r一一发电机机端单相对地短路时接地变压器一次侧的电阻性电流,A;/l一一发电机机端单相对地短路时接地变压器一次侧的电感性电流,A;/发电机机端单相对地短路时短路点的总电流,A发电机机端单相对地短路时短路点的总电流小于5A,满足《发电机接地保护导则》要求4结论发电机中性点采用配电变压器的接地方式,要合理地配置配电变压器二次电阻,必须根据发电机出租电压回路的具体情况和接地装置的参数进行整定,并应校验接地点的故障电流不超过25A,以防止铁芯损坏如接地点的故障电流太大甚至超过25A,则可考虑在配电变压器二次侧并一电感,使对地电流小于25A,动作跳闸时间宜较短精确计算动作电流电压值及检验单相接地短路点的总电流值,须考虑在配电变压器的内阻和电抗本文的精确计算是为了说明内阻和电抗的影响,实际整定计算时可根据具体情况采取一定的简化殷建刚,彭丰,王维俭。合理配置发电机中性点接地方式。电力设备。
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