自備電廠系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式探討
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時(shí)間：2018-09-07
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3 中性點(diǎn)接地裝置的連接方式
由于各變配電站的接線形式不同、安全重要性不一樣，因此也就有不同的連接形式。
1)中性點(diǎn)接地電阻器不經(jīng)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)直接連接在主變壓器二次星形繞組的中性點(diǎn)上。一次繞組為三角形接線，用以抵消單相接地時(shí)星形繞組產(chǎn)生的零序磁通，并將一、二次系統(tǒng)隔離。接線簡(jiǎn)單，設(shè)備少，節(jié)省投資。但是本工程發(fā)電機(jī)系統(tǒng)帶直配電源回路，有可能脫網(wǎng)，自成一個(gè)獨(dú)立的電網(wǎng)運(yùn)行，倘若這時(shí)發(fā)生單相接地故障，接在主變二次側(cè)的接地裝置將不能對(duì)發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)完成保護(hù)功能。整個(gè)系統(tǒng)就成了中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，所以本工程不能采用這種連接方式。
2)中性點(diǎn)接地裝置(接地變壓器及接地電阻器)經(jīng)開(kāi)關(guān)柜連接在主母線10 kV母線上。這種連接方式需要在主母線上給專(zhuān)用三相接地變壓器提供回路，接地電阻器接到由專(zhuān)用三相接地變壓器高壓側(cè)引出的中性點(diǎn)上。這種接地裝置的連接方式既可以在與電力系統(tǒng)并網(wǎng)時(shí)實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，又可以在發(fā)電機(jī)系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。所以本工程采用中性點(diǎn)接地裝置經(jīng)開(kāi)關(guān)柜連接在主母線10 kV母線上的連接方式。
4 接地裝置選取
1)中性點(diǎn)接地電阻器阻值的計(jì)算
近年來(lái)，在冶金企業(yè)中采用電阻接地方式逐漸多起來(lái)，尤其是在3～10 kV配電系統(tǒng)中采用低電阻接地方式，對(duì)應(yīng)于電壓選用阻性電流為：3 kV，100 A；6 kV，250 A；10 kV，300 A。根據(jù)公式，計(jì)算過(guò)程如下：
式中RN表示直接接入的電阻器阻值，單位為kΩ，Uc表示母線的額定線電壓，單位為kV，IR表示接地電阻性電流，單位為A。
將數(shù)據(jù)代入公式(3)即得：
所以接地電阻器選用：額定電壓10 kV，額定電阻值19．2 Ω，額定電流300 A，額定時(shí)間10 s的接地電阻器。
2)接地變壓器的選取
接地變壓器采用曲折形的繞組聯(lián)結(jié)法，即接地變壓器由6個(gè)繞組組成，每一鐵心柱上有2個(gè)繞組，然后反極性串聯(lián)成曲折形的星形繞組。曲折形聯(lián)結(jié)的接地變壓器對(duì)三相平衡負(fù)荷呈高阻抗作用，對(duì)單相接地故障呈低阻抗作用，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地電流通過(guò)曲折變的接地阻抗，進(jìn)入曲折變的中性點(diǎn)。由于該變?nèi)@組通過(guò)的電流是流過(guò)相等的低阻抗通路，故三相繞組流過(guò)的電流都相等。
由于選取了額定電壓10 kV，額定電阻值19．2 Ω，額定電流300 A的接地電阻器，所以通過(guò)接地變壓器中性點(diǎn)的短路電流按要求為300 A，流過(guò)接地變壓器各相繞組短路電流則為300／3=100 A。
則該接地變壓器的短時(shí)容量應(yīng)為：
由于受到場(chǎng)地的限制，接地變壓器及接地電阻器等接地裝置安裝于主控樓一層的房間內(nèi)。
所以接地變壓器應(yīng)選用額定一次電壓10．5 kV，額定中性點(diǎn)電流300 A，額定容量2 000 kVA的干式接地變壓器。
綜上可見(jiàn)，凌鋼熱電廠選用中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地方式，中性點(diǎn)接地裝置經(jīng)開(kāi)關(guān)柜連接在10 kV主母線上，選用額定電壓10 kV、額定電阻值19．2 Ω、額定電流300 A的接地電阻器以及額定一次電壓10．5 kV、額定中性點(diǎn)電流300 A、額定容量2 000 kVA的干式接地變壓器。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，保護(hù)裝置能及時(shí)、準(zhǔn)確地切除故障點(diǎn)，保障系統(tǒng)能安全、可靠運(yùn)行，此方案是可行的、優(yōu)越的，接地裝置的選擇是合理的，故采用此中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地方式。
5 結(jié)束語(yǔ)
工礦企業(yè)尤其是冶金行業(yè)自備電廠供配電網(wǎng)絡(luò)幾乎全部采用電纜線路，特別是已經(jīng)運(yùn)行多年的電網(wǎng)，電纜的絕緣已降低和老化。由于電纜線路長(zhǎng)，單相接地故障電容電流一般都大于允許值，同時(shí)隨著老化電纜的絕緣減低，或?yàn)榱斯?jié)省電纜投資，降低電纜對(duì)地的絕緣水平，當(dāng)系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障時(shí)，為避免事態(tài)擴(kuò)大，繼電保護(hù)動(dòng)作，應(yīng)能迅速將故障切除。從另一方面來(lái)說(shuō)提高了其它正常線路的供電可靠性。因此，自備電廠系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式采用經(jīng)低電阻接地，接地裝置參數(shù)選擇合理，當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，保護(hù)裝置能及時(shí)、準(zhǔn)確地切除故障點(diǎn)，保障系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行，應(yīng)是優(yōu)選方案，是合理的、經(jīng)濟(jì)的、切實(shí)可行的。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/201809/388679.htm
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