中性點(diǎn)接地裝置的選擇

中性點(diǎn)接地裝置的選擇第一節(jié)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式及裝置選擇DL5000-1994《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的接地方式可采用不接地、經(jīng)消弧線圈或高電阻接地方式。對(duì)于容量為300MW及以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈或高阻接地的方式。國(guó)內(nèi)個(gè)別進(jìn)口機(jī)組，其發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)低阻抗接地。這種接地方式可以把單相接地電流限制在發(fā)電機(jī)出口三相短路電流值之內(nèi)，使繼電保護(hù)快速動(dòng)作跳機(jī)，但鐵芯燒損難于避免，所以規(guī)程不推廣使用。一、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不接地發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生單相接地故障不要求瞬時(shí)切機(jī)時(shí)，單相接地故障電容電流不得大于表5-1所示允許值。表5-1發(fā)電機(jī)接地故障電流允許值發(fā)電機(jī)額定電壓（KV)發(fā)電機(jī)額定容量（MW)電流允許值(A)6.3≤50410.550～100313.8～15.75125～2002*18～20≥3001*對(duì)額定電壓為13.8～15.75KV氫冷發(fā)電機(jī)為2.5A.當(dāng)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不接地時(shí)，其中性電應(yīng)裝設(shè)電壓為額定相電壓的避雷器。當(dāng)發(fā)電機(jī)為直配線時(shí)，其出線端應(yīng)加裝電容器和避雷器。二、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的發(fā)電機(jī)，在正常情況下，長(zhǎng)時(shí)間中性點(diǎn)位移不應(yīng)超過(guò)額定相電壓的10%，考慮到限制傳遞過(guò)電壓等因素，脫諧度不宜超過(guò)±30%，消弧線圈的分接頭應(yīng)滿(mǎn)足脫諧度的要求。消弧線圈的分接頭宜選用不少于5個(gè)。中性點(diǎn)位移電壓按式（5-1）計(jì)算(5-1)(5-2)式中UO--中性點(diǎn)位移電壓，kV;Ubd---消弧線圈投入前發(fā)電機(jī)回路中性點(diǎn)不對(duì)稱(chēng)電壓，可取0.8%相電壓；d--阻尼率，可取3%～5%；V--脫諧度；Ic---發(fā)電機(jī)回路的電容電流，A；IL---消弧線圈電感電流。消弧線圈的補(bǔ)賞容量，可按式（5-3）計(jì)算(5-3)式中Q--補(bǔ)償容量，kVA;K--系數(shù)，過(guò)補(bǔ)償取1.35，欠補(bǔ)償按脫諧度確定；Ic---發(fā)電機(jī)回路的電容電流，A；UNL--發(fā)電機(jī)回路的額定線電壓，kV.發(fā)電機(jī)電壓回路得電容電流，應(yīng)包括發(fā)電機(jī)、變壓器和連接導(dǎo)體的電容電流。當(dāng)回路裝有直配線（如線路電容）或電容器（有的發(fā)電機(jī)為限制過(guò)電壓度，裝有浪涌吸收器，國(guó)產(chǎn)機(jī)組不裝浪涌吸收電容器）時(shí)，尚應(yīng)計(jì)及這部分電容電流。對(duì)于采用單元連接的發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的消弧線圈，為了限制電容耦合傳遞過(guò)電壓以及頻率變動(dòng)等對(duì)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)位移電壓的影響，宜采用欠補(bǔ)償方式。在發(fā)電機(jī)中，發(fā)電機(jī)電壓消弧線圈可裝在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)上，也可裝在廠用變壓器中性點(diǎn)上。當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器為單元連接時(shí)，消弧線圈應(yīng)裝在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)上?！纠?-1】300MW發(fā)電機(jī)，額定電壓UN=20KV,發(fā)電機(jī)主回路總電容值C=0.218μF,試確定消弧線圈的容量及分接位置。解：發(fā)電機(jī)每相容抗考慮10%的欲度單相電容電流接地故障總電流由式（5-2）得不同v值下的補(bǔ)償電流值見(jiàn)表5-2。表5-2不同脫諧度下的補(bǔ)償電流V(%)（假定）30252015105IL(%)707580859095iL(A)1.5191.6281.7361.8451.9532.06分接位置（A)1.51.61.71.81.92.02.12.32.5V(%)(實(shí)際）30.8826.2721.6617.0512.447.833.23設(shè)k為欲度系數(shù)1.05～1.1，容量答：根據(jù)計(jì)算結(jié)果，消弧線圈選擇如下：干式單相，容量為30kVA，分接為9級(jí)，電流1.5～2.5A。二次電壓0.1kV。表5-3300MW發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)消弧線圈數(shù)據(jù)型號(hào)型號(hào)容量（kVA)一次電壓（kV)二次電壓（kV)各級(jí)電流（A)發(fā)電廠制造廠XDG-35單相.干式350.11.0～2.7（1.0，1.2，1.4，1.6，1.8，20.，2.2，2.5，2.7）9級(jí)安陽(yáng)阜新封閉母線廠XDG-35單相.干式350.12.1～2.9（2.1，2.3，2.5，2.7，2.9）5級(jí)華魯XDG-54單相.干式540.12～5深圳XDG-30單相.干式300.11.7，～2.3（1.7，1.8，1.9，2.0，2.1，2.2，2.3）7級(jí)威海XDG-54單相.干式540.11.25～4.259級(jí)鐵嶺XDG-190單相.干式1900.19.5～199級(jí)巖灘XDG-30單相.干式300.11.7～2.5（1.7，1.8，1.9，2.0，2.1，2.2，2.3，2.4，2.5）9級(jí)十里泉XDG-85單相.干式850.13.9～7.89級(jí)天生橋XDG-20單相.干式200.11.4～2.5（1.4，1.6，1.8，2.2，2.5）5級(jí)渭河X(jué)DG-26單相.干式260.11.6～2.55級(jí)黃臺(tái)XDG-26/18單相.干式261.25～2.5（1.25，1.49，1.77，2.1，2.5）5級(jí)鄒縣上海電機(jī)廠發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)是經(jīng)高阻接地，還是采用消弧線圈接地，雖然眾議紛紛，但因很難指出兩者各自的之名弱點(diǎn)，所以目前兩種接地方式均被大兩采用。國(guó)內(nèi)部分電廠300MW發(fā)電機(jī)消弧線圈接地的數(shù)據(jù)見(jiàn)表5-3。合理的選取脫諧度υ的數(shù)值，可以限制傳遞過(guò)電壓，防止虛幻接地現(xiàn)象發(fā)生。如圖5-1所示，發(fā)電機(jī)接有消弧線圈，當(dāng)變壓器高壓側(cè)發(fā)生單相接地時(shí)，會(huì)在低壓側(cè)產(chǎn)生傳遞過(guò)電壓。計(jì)算傳遞過(guò)電壓的等值電路如圖5-2所示。在等值電路中，C11為發(fā)電機(jī)回路每相總電容，Cf=3C11,C12為變壓器1、2次繞組間電容，L為消弧線圈電感，U10為單相接地，高壓側(cè)零序電壓。低壓側(cè)感應(yīng)電壓U'(忽略電導(dǎo)g）為(5-4)其中式中υ--脫諧度；d2---低壓回路的阻尼率。眾所周知，通常低壓側(cè)回路發(fā)電機(jī)的電容很大，則Cf》C12,當(dāng)中性點(diǎn)不接消弧線圈時(shí)（即υ=1），感應(yīng)電壓U’很小。如果發(fā)電機(jī)停運(yùn)（如兩繞組兩分裂變壓器，其中一個(gè)線圈所接發(fā)電機(jī)解列），則Cf就變得很小，它只包括變壓器低壓側(cè)電容和母線雜散電容，當(dāng)高壓側(cè)發(fā)生單相接地時(shí)，二次側(cè)會(huì)出現(xiàn)很高的零序電壓，甚至?xí)痣妷夯ジ衅骰芈返闹C振過(guò)電壓，導(dǎo)致低壓回路電氣設(shè)備損壞。為防止這種過(guò)電壓，可在變壓器低壓側(cè)一相線圈上加裝一支同電壓等級(jí)的避雷器，以保護(hù)低壓側(cè)電氣裝置?！纠?-2】豐滿(mǎn)發(fā)電廠水電廠發(fā)電機(jī)電壓UN=13.8kV，中性點(diǎn)接有消弧線圈，變壓器高壓側(cè)U10=154kV，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。當(dāng)高壓側(cè)發(fā)生故障時(shí)，低壓側(cè)的接地信號(hào)裝置動(dòng)作，造成低壓側(cè)虛幻接地。試分析原因，并設(shè)法消除。解：根據(jù)測(cè)試結(jié)果Cf/C12=240,υ≈0,令d2=5%則確能引起低壓側(cè)接地信號(hào)動(dòng)作。為防止虛幻接地，可將消弧線圈調(diào)到過(guò)補(bǔ)償狀態(tài)，使脫諧度υ=-20%，則當(dāng)高壓側(cè)單相接地時(shí)，低壓側(cè)虛幻接地現(xiàn)象消失。答：為防止虛幻接地，可將消弧線圈調(diào)到過(guò)補(bǔ)償狀態(tài)，使脫諧度為-20%，則高壓側(cè)單相接地時(shí)，低壓側(cè)虛幻接地現(xiàn)象消失。發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)高阻接地高電阻接地方式廣泛應(yīng)用于發(fā)電機(jī)--變壓器接成單元接線的大中型發(fā)電機(jī)上。高電阻RN是通過(guò)配電變壓器接入發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)上，接線方式如圖5-3所示。電阻RN的大小和配電變壓器的容量由以下條件決定。為了定子鐵芯的安全，接地故障有功電流值應(yīng)限制在10～15A以下，即(5-5)式中UNph---發(fā)電機(jī)額定相電壓，V；N--配電變壓器變比。（2）當(dāng)發(fā)電機(jī)一相接地故障，為減小健全相的穩(wěn)態(tài)過(guò)電壓，RN適當(dāng)取小些。（3）為限制健全相的動(dòng)態(tài)過(guò)電壓，RN應(yīng)滿(mǎn)足式（5-6）的要求（5-6）式中Cf--發(fā)電機(jī)每相對(duì)地電容；Ct--發(fā)電機(jī)外部每相電容。這樣可在單相接地時(shí)，健全相的動(dòng)態(tài)過(guò)電壓不超過(guò)2.6Ux,故障相過(guò)電壓不超過(guò)1.2Ux,中性點(diǎn)過(guò)電壓不超過(guò)1.6Ux。為防止主變壓器高壓側(cè)接地故障時(shí)，發(fā)電機(jī)側(cè)感應(yīng)電壓達(dá)到一定值，致使基波零序電壓型接地保護(hù)誤動(dòng)作，RN取小值合適。為限制接地的電流在規(guī)定的范圍內(nèi)，電阻RN同樣應(yīng)滿(mǎn)足式（5-6），即（5-7）式（5-7）表明，即中性點(diǎn)接地電阻一次值N2RN應(yīng)等于發(fā)電機(jī)三相回路總?cè)菘怪?。此時(shí)，單相接地故障有功電流與電容電流相等。一般發(fā)電機(jī)回路的電容電流不超過(guò)10A，由于RN的接入，將是單相接地故障總電流小于。發(fā)電機(jī)經(jīng)配電變壓器（二次接電阻）接地時(shí)，其容量較中性點(diǎn)單相電壓互感器（一般Smax=2kVA,200MW發(fā)電機(jī)多采用此種接地方式）打得多，這樣對(duì)降低發(fā)電機(jī)定子繞組過(guò)電壓，防止發(fā)生諧振是十分有利的。但這種接地方式其單相接地故障電流大，為保證大型機(jī)組的安全，就必須使定子接地動(dòng)作于跳閘跳機(jī)，當(dāng)系統(tǒng)后備容量不足時(shí)，這種接地方式就不能認(rèn)為是合理的。東北電力設(shè)計(jì)院曾建議東北地區(qū)300MW發(fā)電機(jī)采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式，同時(shí)選用無(wú)死區(qū)的定子接地保護(hù)。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，定子接地保護(hù)靈敏動(dòng)作，發(fā)出警報(bào)信號(hào)，值班人員及時(shí)與上級(jí)調(diào)度聯(lián)系，立即轉(zhuǎn)移負(fù)荷，以實(shí)現(xiàn)障礙機(jī)組平穩(wěn)停機(jī)。國(guó)內(nèi)部分發(fā)電機(jī)經(jīng)配電變壓器（二次接電阻）的使用情況表5-4。四、300MW及600MW發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)高阻接地，電阻值及配電變壓器的容量的選擇（1）配電變壓器一次電壓U1。發(fā)電機(jī)回路單相接地時(shí)，中性點(diǎn)暫態(tài)過(guò)電壓不超過(guò)1.6Ux,此電壓下變壓器鐵芯不致飽和，設(shè)發(fā)電機(jī)額定電壓為UN(kV)，電壓變動(dòng)系數(shù)取1.05，則取U1=UN。（2）配電變壓器二次電壓U2。根據(jù)二次設(shè)備額定電壓選取，一般取0.19kV或0.23kV。表5-4發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地變壓器及二次負(fù)載電阻技術(shù)參數(shù)型號(hào)型式變壓器容量（kVA)變壓器電壓比（kV)二次電阻（Ω）二次電阻額定容量（kW)二次電阻10s容量（kW)發(fā)電廠制造廠單相、干式206±5%/0.221.2200A30min遼寧（發(fā)電廠50MW/10.5kV)民主德國(guó)FDG-30單相、干式3020/0.220.4932.9馬鞍山（300kV)阜新封閉母線廠FDG-33單相、干式3320/0.230.51（抽頭0.377）35巴基斯坦木扎法戈電站（320kV)阜新封閉母線廠FDG-50單相、干式5020/0.220.4835蒿嶼（300kV)阜新封閉母線廠FDG-25單相、干式2520/0.220.5（抽頭0.227）33/分安順（300kV)阜新封閉母線廠FDG-30單相、干式3020/0.230.53431/分青島（300kV)阜新封閉母線廠FDG-30單相、干式3020/0.220.5330.45/分田家庵（300kV)阜新封閉母線廠FDG-30單相、干式3020/0.230.4540鄂州（300kV)阜新封閉母線廠FDG-30單相、干式3020/0.230.53431/分嘉興（300kV)阜新封閉母線廠FDG-42單相、干式4220/0.230.442/分臺(tái)州（300kV)阜新封閉母線廠FDG-30單相、干式3020/0.230.54132.6/分石橫（300kV)阜新封閉母線廠FDG-50單相、干式5020/0.230.508元寶山（600kV)阜新封閉母線廠FDG-30單相、干式3020/0.230.542（抽頭0.408）3.51/分平圩（600kV)阜新封閉母線廠FDG-50單相、干式5020/0.23哈三（600kV)阜新封閉母線廠單相、干式3020/0.240.475（抽頭0.33）50/分動(dòng)穩(wěn)定電流1500A鄒縣（600kV)（3）一次電容電流(A)(5-8)式中——發(fā)電機(jī)繞組、發(fā)電機(jī)引出線、浪涌電壓吸收器（國(guó)內(nèi)機(jī)組不設(shè)置）、主變低壓側(cè)及廠用變高壓側(cè)等電容之和（各電容值見(jiàn)附錄B）。（4）二次電阻值（）(5-9)（5）接地點(diǎn)總電流，為電容電流與有功電流的相量和，一般不小于。（6）配電變壓器的容量S。對(duì)于接地故障后，短時(shí)間跳閘的發(fā)電機(jī)，其中性點(diǎn)配電變壓器的計(jì)算容量為式中——變壓器一次側(cè)電壓，kV；——折算到變壓器一次側(cè)的有功電流，A。配電變壓器容量S=1.05。當(dāng)保護(hù)作用于跳閘時(shí)，S可大為減小。計(jì)算示例見(jiàn)表5-5。表5-5發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)高電阻接地方式算例原始數(shù)據(jù)發(fā)電機(jī)容量(MW)300600發(fā)電機(jī)額定電壓(kV)2020發(fā)電機(jī)對(duì)地電容(μF/相）0.2320.196主變壓器低壓側(cè)對(duì)地電容(μF/相）0.033×0.013廠用變高壓側(cè)對(duì)地電容(μF/相）0.0032×0.0035主回路封母(μF/相）分支回路封母(μF/相）一相總電容值(μF/相）0.270.249計(jì)算數(shù)據(jù)單相接地電容電流(A)2.942.71配電變壓器一次電壓(kV)2020配電變壓器二次電壓(kV)0.230.23配電變壓器變比20/0.2320/0.23二次側(cè)電阻值(Ω)0.5200.562折算到一次側(cè)電阻電流(A)2.942.71接地點(diǎn)總電流(A)4.163.84配電變壓器的計(jì)算容量（kVA)58.854.2第二節(jié)廠用電系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式DL5000-1994《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：（1）當(dāng)高壓廠用電系統(tǒng)的接地電容電流在10A及以下時(shí)，其中性點(diǎn)宜采用高阻接地方式，也可采用不接地方式；當(dāng)接地電容電流10A時(shí)，其中性點(diǎn)宜采用電阻接地方式，也可采用不接地或電感補(bǔ)償并聯(lián)高阻接地方式。（2）主廠房用內(nèi)的低壓廠用電系統(tǒng)宜采用高電阻接地方式，也可采用用中性點(diǎn)直接接地方式。高電阻接地的配置與選擇的原則與發(fā)電機(jī)接地方式類(lèi)同。中性點(diǎn)不接地和直接接地方式，我國(guó)一直沿用，其接線方式和運(yùn)行監(jiān)視措施均已熟悉。專(zhuān)用接地變壓器電源變壓器低壓側(cè)為三角形接線時(shí)，需增加一臺(tái)接線的三臺(tái)單相變壓器和一臺(tái)殼式三相變壓器，起一次側(cè)中性點(diǎn)直接接地，并在開(kāi)口三角處串以接地電阻，接線如圖5-4所示。二次側(cè)開(kāi)三角接入電阻值（5-10）其中(5-11)（5-12）（2）。（3）接地變壓器的額定容量以上式中---系統(tǒng)中性點(diǎn)的等效電阻，即等效于電阻器直接接入系統(tǒng)中性點(diǎn)；---高壓廠用電系統(tǒng)母線的額定線電壓，kV；---接地電阻性電流，A，此電流不應(yīng)小于系統(tǒng)的接地電容電流---開(kāi)口三角中接入的電阻，Ω；---三相變壓器的變比；---系統(tǒng)單相金屬性接地時(shí)開(kāi)口三角兩端的額定電壓，V；---電阻器流過(guò)的電流；---接地變壓器的額定容量，kVA。當(dāng)采用三臺(tái)單相變壓器時(shí)，每臺(tái)單相變壓器的容量比小于57.7%電阻容量。接地電阻功率損耗最小允許值按電阻損耗等于1.5倍系統(tǒng)充電功率的條件選擇接地電阻值。（kVA)按電阻損耗等于1.5倍系統(tǒng)充電功率的條件選擇接地電阻值。接地電阻最大允許值式中C--廠用電系統(tǒng)相對(duì)地總電容值，二、消弧線圈接地方式電阻與消弧線圈直接并聯(lián)的補(bǔ)償方式，這種接線不破壞消弧線圈調(diào)諧補(bǔ)償值，電阻R和消弧線圈電感L的計(jì)算方法簡(jiǎn)單，在消弧線圈檢修時(shí)，電阻仍可繼續(xù)進(jìn)行，但電阻的電壓值為系統(tǒng)相電壓，這種接線方式如圖5-5所示。并聯(lián)電阻直接接入系統(tǒng)中性點(diǎn)，電阻性電流宜采用5A，其值見(jiàn)式（5-11）。電感按完全補(bǔ)償電容電流的條件來(lái)選擇，可取電感電流等于系統(tǒng)最大最小運(yùn)行方式下的接地電容電流的平均值，即（5-13）式中---消弧線圈中流過(guò)的電流，A；--平均接地電容電流值。電阻也可接在消弧線圈二次側(cè)的接線方式，只有消弧線圈二次繞組的情況下才能實(shí)施。當(dāng)消弧線圈分接頭變化時(shí)，變比和接地電流值也隨之變化。為了保持接地電流不變，必須相應(yīng)地調(diào)節(jié)二次電阻。因此，該電阻應(yīng)有與消弧線圈分接頭適應(yīng)的調(diào)節(jié)分接頭。消弧線圈容量Q(kVA)與二次并聯(lián)電阻R2(Ω)可按式（5-14）求出（5-14）(5-15)式中—系統(tǒng)電容電流，A；—系統(tǒng)相電壓，kV;—接地電流限制值，A，（SDGJ17-1988)規(guī)程規(guī)定：如采用電流補(bǔ)償接地，則應(yīng)使補(bǔ)償后的接地電流小于10A;n—消弧線圈變比?！纠?-3】6kV廠用電系統(tǒng)的電容電流,采用變比的消弧線圈，將接地電流限制到10A，試確定消弧線圈的容量及二次電阻值。解：消弧線圈容量取。二次電阻值答：消弧線圈的容量為52kVA,二次電阻值為0.289Ω。安裝消弧線圈用變壓器的容量選擇消弧線圈引起變壓器有功損耗和溫升增加，按原副邊磁鏈關(guān)系以及零序磁通在鐵芯和箱壁引起的附加損耗大小，安裝消弧線圈用變壓器的接線及容量見(jiàn)表5-6。表5-6安裝消弧線圈變壓器接線和容量變壓器容量比消弧線圈占變壓器額定容量Y/Δ雙繞組變壓器≤50%Y/Y雙繞組三相內(nèi)鐵型≤20%Y/Y/Δ三繞組變壓器100%/33.3%/100%100%/50%/100%≤33.3%≤50Y/Y單相變壓器組成外鐵型三相變壓器不宜采用四、高壓廠用系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地接地方式比較及應(yīng)用國(guó)內(nèi)在大機(jī)組高壓廠用系統(tǒng)中，習(xí)慣做法是采用中性點(diǎn)不接地方式。根據(jù)SDJ6-1983《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》中的規(guī)定:對(duì)單相接地，當(dāng)接地電流大于5A時(shí)，應(yīng)裝設(shè)單相接地保護(hù)。單相接地電流為10A及以上時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作于跳閘；單相接地電流為10A以下時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作于跳閘；也可動(dòng)作于信號(hào)。當(dāng)單相接地電流小于5A時(shí)，則在母線上裝設(shè)一套接地報(bào)警信號(hào)裝置，允許短時(shí)帶接地故障運(yùn)行。不接地方式對(duì)運(yùn)行人員來(lái)講比較熟悉，設(shè)計(jì)、實(shí)施均較簡(jiǎn)單，雖然它在單相接地故障時(shí)存在電弧重燃的可能性，但電流小于10A時(shí)，建議采用這種傳統(tǒng)接地方式。當(dāng)電容電流較大時(shí)，建議采用消弧線圈接地，以減少事故損傷，允許帶事故運(yùn)行。當(dāng)采用消弧線圈接地時(shí)，一般應(yīng)過(guò)補(bǔ)償運(yùn)行，過(guò)補(bǔ)償度為5%～10%。三種接地方式的比較見(jiàn)表5-7。表5-7高壓廠用系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式比較運(yùn)行情況接地方式不接地高阻接地消弧線圈接地欠補(bǔ)償過(guò)補(bǔ)償全補(bǔ)償00000正常運(yùn)行時(shí)中性點(diǎn)位移電壓正常運(yùn)行時(shí)，引起消弧線圈和對(duì)地電容工頻串聯(lián)共振的零序電壓（中性點(diǎn)位移電壓）////不對(duì)稱(chēng)率Kc=0.015,阻尼率d=5%,脫諧度υ=0中性點(diǎn)位移電壓?jiǎn)蜗嘟拥?，健全相電壓?jiǎn)蜗嘟拥?，間歇性電弧接地過(guò)電壓（3～3.5）（2.4～2.5）（2.4～2.5）（2.3～2.4）單相接地，電弧自燃幾率較低最低較高較高最高單相接地，電弧重燃幾率最高較高較低較低最低單相接地故障電流對(duì)電氣設(shè)備熱效應(yīng)較大最大較小較小最小單相接地故障繼續(xù)運(yùn)行可能性小于10A可以一般不可以可以可以可以*中性點(diǎn)位移電壓（規(guī)定值）全補(bǔ)償---系統(tǒng)相電壓，kV。第三節(jié)分級(jí)絕緣變壓器中性點(diǎn)的保護(hù)對(duì)于中性點(diǎn)直接接地的110～330kV電網(wǎng)，出用于繼電保護(hù)的要求，其中一部分變壓器的中性點(diǎn)是不接地的，以保證系統(tǒng)零序阻抗不能太小。這些變壓器首端和中性點(diǎn)的絕緣水平是不同的，采用分級(jí)絕緣。在我國(guó)，110kV級(jí)變壓器中性點(diǎn)絕緣水平為35kV，220kV級(jí)為110kV，330kV級(jí)為154kV。這就需要在中性點(diǎn)上加裝避雷器或間隙進(jìn)行保護(hù)。這些保護(hù)裝置應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足以下條件：（1）其沖擊放電電壓應(yīng)低于中性點(diǎn)的沖擊耐壓值；（2）避雷器的滅弧電壓應(yīng)大于因電網(wǎng)一相接地而引起的中性點(diǎn)電位升高的穩(wěn)態(tài)值以免避雷器爆炸；（3）保護(hù)間隙的放電電壓應(yīng)大于因電網(wǎng)一相接地而引起的中性點(diǎn)電位升高的暫態(tài)最大值,以免繼電保護(hù)誤動(dòng)。電網(wǎng)一相接地時(shí)中性點(diǎn)電位穩(wěn)態(tài)值為（5-17）暫態(tài)過(guò)電壓最大值為（5-18）式中--系統(tǒng)的零序電流電抗；--系統(tǒng)的正序電抗；--系統(tǒng)最大運(yùn)行相電壓，kV；--過(guò)電壓震蕩系數(shù)，對(duì)連續(xù)繞組，取0.8，對(duì)糾結(jié)繞組，取0.6。實(shí)驗(yàn)證明，由于變壓器繞組電感、電容以及鐵芯損耗的作用，當(dāng)?shù)牟ㄗ饔迷谧儔浩骼@組首端時(shí)，在中性點(diǎn)上的沖擊波波頭τt已大于。根據(jù)我國(guó)某些研究單位的放電實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)沖擊放電電壓和工頻放電電壓的實(shí)測(cè)值分散性大，在結(jié)論中說(shuō)明“按偏于嚴(yán)重的條件考慮，可采用棒間隙的沖擊放電電壓及工頻放電電壓作為整定的依據(jù)?！本幷邔?duì)LN發(fā)電廠220kV變壓器中性點(diǎn)及SH熱電廠220kV變壓器中性點(diǎn)保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)和實(shí)施時(shí)，均用沖擊放電曲線。前者運(yùn)行30余年，后者運(yùn)行9年均未發(fā)生異常。SDJ7-1979根據(jù)《電力設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》提出了在中性點(diǎn)直接接地的110～330kV電網(wǎng)中，保護(hù)變壓器的不接地中性點(diǎn)的方案，見(jiàn)表5-8?；贔Z-110J裝于220kV變壓器中性點(diǎn)的爆炸次數(shù)較多（統(tǒng)計(jì)40臺(tái)，爆炸5臺(tái)），分析原因皆為斷路器非全相合閘引起，因而提出了以下措施：表5-8中性點(diǎn)接地110～330kV電網(wǎng)中，保護(hù)變壓器的不接地中性點(diǎn)方案額定電壓（kV)110220330變壓器中性點(diǎn)絕緣等級(jí)（kV)3560110110154變壓器中性點(diǎn)全波沖擊電壓（kV)180300425400583中性點(diǎn)保護(hù)方案FZ-40或FCZ-35FZ-110J或FZ-60或間隙FZ-110J或間隙FZ-110J或間隙FZ-154J或間隙（1）提高斷路器的質(zhì)量，保證三相同動(dòng)作；（2）當(dāng)開(kāi)斷或接入中性點(diǎn)不接地的空載變壓器時(shí)，先把該變壓器的中性點(diǎn)臨時(shí)直接接地，待操作完畢后再將中性點(diǎn)對(duì)地?cái)嚅_(kāi)。（3）變壓器用棒間隙保護(hù)。據(jù)調(diào)查，我國(guó)保護(hù)220kV級(jí)變壓器中性點(diǎn)的14組間隙運(yùn)行情況良好。保護(hù)間隙因非同期合閘誤動(dòng)的現(xiàn)象也出現(xiàn)過(guò)，編者1979年在BX電業(yè)局作變壓器合閘試驗(yàn)（220kV級(jí)，90MVA），因非同期合閘致使變壓器中性點(diǎn)間隙燒熔炸飛。因此必須合理地選取間隙距離。這一距離的選擇與系統(tǒng)x0/x值及變壓器的繞組結(jié)構(gòu)有關(guān)。放電間隙保護(hù)方式【例5-4】SH熱電廠220kV主變壓器中性點(diǎn)間隙保護(hù)裝置選擇。解：該電廠主變壓器兩組，上級(jí)調(diào)度允許一臺(tái)接地運(yùn)行，高壓備用變壓器壓測(cè)“死”接地運(yùn)行。外接線路及電廠有關(guān)接線如圖5-6所示。(1)計(jì)算用數(shù)據(jù)。線路L1:實(shí)測(cè)X11=11.59Ω,X01=30.73Ω線路互感：實(shí)測(cè)。變電所Ⅰ：安裝兩臺(tái)180MVA/220kV變壓器，ZdI=14.22%,Z0I=14.11%;變電所Ⅱ：安裝兩臺(tái)120MVA/220kV變壓器，ZdⅡ=16.08%,Z0Ⅱ=15.96%;SH熱電廠發(fā)電機(jī)參數(shù)；啟動(dòng)/備用變壓器半穿越電抗220kV系統(tǒng)基準(zhǔn)電抗考慮零序互感后，折合到100MVA，線路零序電抗(2)過(guò)電壓計(jì)算。1）不同運(yùn)行方式下的值。a.當(dāng)前運(yùn)行方式。變電所Ⅰ、變電所Ⅱ各一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地，SH熱電廠一臺(tái)主變壓器中性點(diǎn)接地，啟動(dòng)/備用變壓器中性點(diǎn)“死”接地。電抗接線圖如圖5-7所示。在SH熱電廠220kV母線單相接地，其入口正序電抗為零序電抗b.規(guī)劃運(yùn)行方式。系統(tǒng)最大運(yùn)行方式：變電所I、變電所Ⅱ均運(yùn)行，SH熱電廠單相接地，系統(tǒng)入口電抗則綜上計(jì)算，為安全起見(jiàn)，取比值進(jìn)行過(guò)電壓計(jì)算。2）穩(wěn)態(tài)過(guò)電壓3)動(dòng)態(tài)過(guò)電壓（為變壓器繞組振蕩阻尼系數(shù)，取0.6）(3)選擇間隙距離。