柴油發(fā)電機中性點接地的程序、原由及作用

摘要：隨著電力事業(yè)的蓬勃發(fā)展，科技的進步，在現(xiàn)有大中型發(fā)電機中性點接地選型上， 也受到了越來越多的重視。由于過電壓、接地故障電流等都直接與發(fā)電機接地方法有關， 同時還決定著發(fā)電機的保護形式， 是直接影響機組安全可靠運轉的眾多要素之一。目前，國內大中型機組具體有消弧線圈接地程序和接地經高阻接地方法，康明斯發(fā)電機公司在本文中將發(fā)電機中性點采用不一樣接地方法的因由和目的及其手段進行了簡單介紹和陳述。 　　      

   因為發(fā)電機及發(fā)電機端所連裝置和裝備存在大小不等的對地電容， 當發(fā)電機繞組發(fā) 生單相接地等不對稱損壞時， 接地點流過的故障電流即上述對地電容電流。該電流一般 僅數(shù)安或數(shù)十安。產生故障時， 損壞處電弧時斷時續(xù)， 發(fā)生間歇性弧光過電壓這將磨損 發(fā)電機定子絕緣， 造成匝間或相間短路， 擴大事故范圍， 嚴重的將燒傷定子鐵芯。當發(fā)電機端外部元件發(fā)生單相接地損壞等不對稱性故障時， 同發(fā)電機內部接地故障一樣， 或由于弧光過電壓， 或因為電容電流超過一定數(shù)值， 將對發(fā)電機和其它裝置造成損害。由 于上述原由， 發(fā)電機中性點要采取不同的接地程序， 主要目地是防范發(fā)電機及其它設備 遭受不對稱故障的危害。詳細有以下幾方面：

 供應選購性好、靈敏度高的接地保護，以便在定子一點接地時，能準確地發(fā) 出接地信號或有選購地斷開故障發(fā)電機，防范發(fā)電機突然跳閘對裝置和相關裝備的沖擊。 　　     

 1988年國際大市電會議公布了17個國家33個電力公司754臺發(fā)電機中性點接地步驟時指出， 99%的發(fā)電機在選擇發(fā)電機中性點接地步驟時， 都主張把接地故障電流限制到 非常低的水平。 　　      

我國早期參照原蘇聯(lián)制定的發(fā)電機單相接地電流允許值5A，曾提出當發(fā)電機連接的 電氣回路產生單相接地電流大于5A時，發(fā)電機中性點要裝設消弧線圈接地。隨著大容量， 高額定電壓發(fā)電機的發(fā)生， 通過損壞點的能量增大， 為防范發(fā)電機鐵芯燒損， 一般都采用了較小的故障電流允許值。捷克動力研究院曾提出接地損壞電流5A將熔化16~17片定子鐵心疊片，維修作業(yè)艱難，停機時間過長，因此將1.0~1.5A作為接地電流允許值[3]。 我國有關國標和規(guī)程對發(fā)電機允許單相故障電流值作了規(guī)定，見表1發(fā)電機中性點接地應滿足其要求。 　　      

因為發(fā)電廠和水電站的發(fā)電機功率、接線型式、接入系統(tǒng)的不一樣， 以及人們對發(fā)電 機和裝置運行的要求、習慣不一樣， 發(fā)電機中性點接地程序也不同各有其特點。一般來說， 有直接接地、低電阻接地、高電阻接地、電抗器接地、消弧線圈接地和不接地等步驟。 　　     

 較簡便的策略是發(fā)電機中性點不接地， 可降低發(fā)電機中性點裝置。當發(fā)生一點接地 時，定子接地電流小，可以帶損壞運行一段時間（規(guī)定為2小時）但無法限制定子接地 弧光過電壓。通常10KW以下機組， 可以滿足發(fā)電機電壓回路對地電容電流的要求， 采 用不接地程序。在這種情形下， 接地故障的指示信號可以由三相五柱式電壓互感器的開 口三角線圈零序電壓給出， 也可采用三個單相電壓互感器提供零序電壓。當單機功率為 10KW以上， 特別是大中型機組， 己不能滿足接地電流的要求。定子接地發(fā)生危險的電 弧電壓其數(shù)值可達相電壓的4~5倍， 接地電流過量， 燒壞絕緣， 引發(fā)嚴重的故障。為防 止中性點過電壓， 較直接的舉措是將中性點直接接地。但是這樣不僅不能減小定子接地 電流， 反而使接地故障電流加大。在下面的探討中， 康明斯還會看到一相接地時的短路電 流大大超過三相短路電流等其他方面的不利因素。于是只有在農村的四五百千瓦及以 下，出線kV的小型水輪發(fā)電機中性點采用直接接地。 　　      發(fā)電機中性點經電阻接地又分為低電阻、中電阻和高電阻程序。低電阻接地程序， 其單相接地的損壞電流在25A以上，因為發(fā)電機中性點低電阻接地，損壞電流不僅僅是 發(fā)電機及其電壓回路的電容電流，故障電流容許值可達到1500A或更大些。高電阻接地程序， 其單相接地電流限制在25A以下。中電阻接地方。