电厂300MW发电机中性点的接地方式选型与计算.docVIP

精品论文 参考文献 电厂300MW发电机中性点的接地方式选型与计算 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 asymp;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。当接地电容电流等于大于5A时，应装设动作于信号的接地保护。但是往往单相接地故障会发展成为相间或者匝间短路，故应该立即转移负荷并停机检修，为了避免此种情况出现，保证发电机的安全，应该使单相接地故障处不产生电弧或者使接地电弧瞬间熄灭，这个不产生接地电弧得最大接地电流就是发电机单相接地的安全电流，它的值与发电机机端额定电压有关，因此当接地电容电流大于这个安全电流时均应安装动作于跳闸的单相接地保护。 我国对于发电机单相接地的安全电流的规定如表1所示（具体见GB/T-14285-2006）。 表1 发电机接地电流允许值 对氢冷发电机可取2.5A 三、电厂发电机的中性点接地方式选型 目前大中型发电机的中性点接地方式主要有俩种，即经电阻消弧线圈接地方式中，用消弧线圈（电感元件）补偿了电容电流，可以轻易把单相接地电流限制在表1规定的范围内，避免接地点的电弧烧坏铁芯。但是由于接入中性点回路的元件是纯电感元件，形成理论上的LC并联谐振电路，容易产生谐振过电压，严重威胁发电机绕组的绝缘。发电机的槽绝缘厚度很小，绕组对铁芯之间的绝缘是薄弱环节，特别是对于高压发电机，槽绝缘的裕度很小，因而实际工程中很少采用发电机的中性点经消弧线圈接地方式。 经接地变压器接地方式中，接入中性点的是等效高电阻，实际上在接地变压器二次侧接一个小电阻即可满足要求，既方便运行维护又节省设备投资，并可以有效地限制发电机接地电流，降低瞬态过电压健全相不超过额定电压的2.6倍，中性点电压不超过1.6倍，接地相电压不超过1.2倍。 基于以上考虑，并参考了大量工程运行的成功经验，确定电厂发电机的中性点接地方式采用经接地变压器接地方式，接线原理如图1中的（a）所示。 四 、电厂发电机的中性点接地计算 1、电容电流大小计算 计算得 Ic =3.0A，大于表1