发电机中性点接地电阻柜为什么要具有更高的可靠性( 二 )


中性点经电阻接地可有效限制间歇弧光接地过电压、降低系统操作过电压、消除系统谐振过电压、方便配置单相接地故障保护、可在短时间内有效切除故障线路 。从而降低系统设备的绝缘水平,延迟系统设备的使用寿命,提高系统运行的安全可靠性 。
中性点接地电阻柜可配备电流互感器和智能控制器,正常时可监视中性点不平衡电流;出现单相接地故障时,可记录动作次数;且可给保护和监控系统提供模拟量输出;还可根据需要加装专用避雷器 。同时应用户要求本设备可加装测控保护装置

什么是电阻柜说起接地电阻柜,首先要介绍他的功能,它主要应用在电力行业中,防止电力工作中出现各种过电压的危害,双重保障电力设备的安全稳定的工作 。在发电机中性点经高阻接地,以限制接地电流,防止各种过电压的危害 。接地电阻柜作为一项非常重要的发电厂的设备,可以有效地保障设备系统的正常运转,不管是在变电厂,还是在工矿企业配电系统中,都是必不可少的 。
中性点经电阻接地就是在电网中性点与地之间串联接入某一电阻器 。适当选择所接电阻器的阻值,不仅可以泄放单相接地电弧后半波的能量,从而减少电弧重燃的可能性,抑制电网过电压的辐值,还可以提高继电保护装置的灵敏度以作用于跳闸,从而有效保护系统正常运行 。新思达电气NS-BZ变压器中性点接地电阻柜是包括接地变压器在内的成套接地设备,可安装于发电厂厂用电系统、变电所供电系统、工矿企业配电系统中,实现这些电网采用中性点经电阻接地的系统运行方式 。
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随着电力系统发电机装机容量和单机容量由小到大的不断快速增大,发电机中性点的接地方式经历了以下五种方式的变化和发展:
①中性点直接接地;
②中性点经低阻抗接地;
③中性点不接地;
④中性点经高电阻(发电机中性点接地电阻柜)接地;
⑤中性点经消弧线圈(谐振)接地 。
发电机中性点接地方式优缺点
第①、②两种接地方式,使用在电力系统发展初期,其明显的缺点是,当在发电机内部发生单机接地故障时,即使继电保护能够快速动作跳开发电机,由于暂态电流和稳态电流太大,严重烧损铁芯,其破坏作用远远超过 倍的工频过电压 。所以世界各国现已基本废弃不用 。
对于第③种不接地方式,由于发电机的中性点不接地运行,当定子绕组发生单相接地时,流过故障点的电流仅为很小的电容电流,有效地限制了接地电流的破坏作用 。到目前为止我国、前苏联及一些其他国家的电容电流较小的发电机,中性点仍采用这一不接地方式 。但是,随着机组容量的增大和运行电压的升高,当电容电流接近或达到某一临界值时,接地电弧不能自行熄灭 。电弧接地过电压又会产生新的危害 。随着机组容量的增大,铁芯烧损后果严重,允许的接地故障电流日趋减少 。所以这一不接地方式的应用,受到接地电容电流的限制 。
对于300MVA及以上的大容量发电机组,目前世界各国普遍采用的是第④种或第⑤种接地方式 。采用第④接地方式,中性点经高电阻接地的主要目的,是限制接地电弧重燃、中性点出现的积累性电压升高,从而降低电弧接地过电压 。发电机中性点经高电阻接地方式有许多方案,其中以单相配电变压器电阻的方案为最优 。配电变压器二次侧所接的电阻为一消能元件,可增大零序回路阻尼,抑制暂态过电压,但因此也增大了接地电流,这就要求当发电机定子绕组发生单相接地故障时能迅速切除机组 。由于此种装置简单且易于配置,故得到广泛的应用,在西方欧美国家已经形成一种使用惯例,在国内许多大型汽轮发电机组和水轮发电机也都采用配电变压器的接地方式 。但是这种接地方式的缺点是无法减小接地电容电流,而是增大接地故障电流 。因此对于大电容电流发电机,接地故障电流数倍乃至十数倍地超过发电机的安全接地电流,暂态接地电流更大,即使短时间跳开故障的发电机铁芯迭片的熔化焊接现象也很难避免,这种接地方式就难于适用了 。
在我国对于电容电流高达18-24A的水轮发电机,通常采用第⑤接地方式,即中性点经消弧线圈接地方式,以便将接地故障电流保持在较低的水平 。
世界上第一台消弧线圈(谐振)接地方式,于1917年在德国Pleidelsheim电厂发电机的中性点投入运行 。随着理论和实践的不断充实,谐振接地逐渐在世界各地得到了广泛的应用 。我国和前苏联大容量的水轮和汽轮发电机,以及欧洲的部分发电机和美国新英格兰电力系统中的所有发电机,中性点全部经消弧线圈接地运行,长期以来效果良好 。谐振接地方式已经成为足以与高电阻接地方式匹敌的另一大分支 。美国AIEE旋转电机专业委员会曾经在“同步发电机系统接地方式应用指南”中,明确指出了发电机中性点谐振接地方式具有限制暂态过电压等优点 。