在学习电厂电气主接线图时,发现发电机的中性点经过接地变压器接地,一时间不知道在这个地方接个这东西来作甚,私下里补了一下中性点接地的相关知识,原来接地变压器的神秘面纱被揭开了。
发电机经接地变压器接地,类似中性点经消弧线圈接地(小电流接地),当发生发电机单相短路时,变压器的线圈绕组产生感性电路,与非故障相流入到系统的容性电流(对地电容电流)相互抵消达到降低故障点的短路电流,避免因短路电流过大对通信产生影响,破坏发电机定子绕组等。
曾经在论坛里面看到有人提类似的问题,内容如下图所示。
图上内容有点看不清楚:“我这样说不知道对不对:发电机中性点接地,经过一个接地变压器,为了限制单相短路电流,并且可以在接地变的副侧抽取零序等等;主变压器中性点接地,是为了使接地电流变大,提高继电保护的灵敏度,接地处同时也是一个零序电源。我的疑问:都是为了保护机组和线路,但是两者接地的目的却相反,一个是限制电流,一个是提高电流,我想不通,为什么发电机不像变压器那样直接接地呢。”
这个问题的根源在于对不同中性点接地方式的理解。正如他说的,发电机中性点接接地变压器是为了限制单相短路电流,并且可以在变压器的副侧抽取零序来做保护用等,这是对的。但是,“主变压器中性点接地,是为了是接地电流变大,提高继电保护的灵敏度”这句话犯了一个严重的逻辑错误。主变中性点直接接地的目的并不是为了提高接地电流,主变接地的方式是基于绝缘水平、通信影响、继电保护、电压等级、系统稳定性等很复杂的考虑因素。要想正解这问题必须要高明白中性点不同接地方式的特点。
下面来谈谈中性点不同接地方式的特点,一并与大家相互学习。
中性点接地方式分为两大类:中性点直接接地、中性点不直接接地(中性点不直接接地又包括中性点不接地和中性点经消弧线圈或电阻接地。)
1、中性点直接接地。当发生单相接地短路时,故障相相电压为零,对地电流特别大(除了直接短路外还有非故障相的对地电容电流也流入系统,巨大的短路电流会破坏绕组,同时产生强烈磁场影响正常通信等),非故障相对地电压不变,当然对地电流也不变(i=w*u*c),此时故障相被短路,A,B,C三相不平衡导致保护装置跳闸,故障线路停电,基于此为了提高供电的稳定性需要在每相线路上设置自动重合闸装置。此处可以解释那位朋友的问题!
2、中性点经消弧线圈接地。当发生单相接地短路时,由于消弧线圈具有阻抗会产生感性电流,与容性电流(来自非故障相)发生抵消(究竟抵消多少,我没研究过,只知道有全补偿、过补偿、欠补偿三种)来减小对地短路电流,所以此种接地方式也称为小电流接地。特点是,故障相对地电压为零,对地电流很小,非故障相对地相电压升高为原来的1.732倍,同时对地电容电流升高原来的1.732倍,此时A,B,C三相不会发生缺相依然三相平衡,所以此时的保护装置只发信号但不跳闸。通常系统能够运行2小时(书上说的),可以提高供电的稳定性。此处可以解释那位朋友的问题!
3、中性点不接地。当发生单相接地时,短路电流是非故障相对地电容电流通过故障点流入系统,电流为非故障相对地电流的1.732倍,对地电压为零,非故障相对地电压升高为1.732倍,同时对地电容电流升高1.732倍,此时A,B,C三相不会发生缺相依然三相平衡,所以此时的保护装置只发信号但不跳闸。此处可以解释那位朋友的问题!
为此,那位朋友的问题全部解决了!
谈到发电机接地变压器,我们厂的发电机容量612000KVA,出口电压18KV,因为中性点不直接接地,当发生接地短路时A,B,C三相对称保护保护装置不动作只发信号,为此要在接地变得二次侧增设两套保护装置,给发电机定子线圈里发12.5Hz的脉冲来检测定子载电流情况,同时还有零序检测然后在通过保护装置执行来保护机组的安全。