柴油發電機是電力系統中最重要的設備之一,發電機定子繞組單相接地,是發電機最常見的一種電氣故障。發電機定子接地是指發電機定子繞組迴路及與定子繞組迴路直接相連的一次系統發生的單相接地短路。
1、發電機中性點接地方式
發電機中性點接地方式與定子單相接地故障電流的大小、定子繞組的過電壓、定子接地保護的實現等因素有關。
隨著我國電力系統的飛速發展,早期採用的中性點不接地方式已不能滿足需要。因此,又出現了多種中性點接地方式,在這裡我們就來介紹下採用最廣泛的幾種主要接地方式。
1.1 發電機中性點不接地
一般10MW以下機組,可以滿足發電機電壓迴路對電容電流的要求,採用中性點不接地方式。採用此種方式,接地故障的指示信號可以由三相五柱式電壓互感器開口三角線圈零序電壓給出,也可採用三個單相電壓互感器提供零序電壓。
1.2 發電機中性點經接地變高阻接地
這是目前應用比較廣泛的一種接地方式,接地變壓器的原邊接中性點與地之間,副邊接上一個小電阻,經變壓器的高變比變換後,反映到高壓側為一阻值放大的電阻,這樣就構成了高電阻接地,同時電阻的造價卻大大降低。這種接地方式會導致單相接地電流的增大,為保證發電機的安全,就必須使定子接地保護動作於跳閘。
1.3 發電機中性點經消弧線圈接地
當發電機電容電流較大時,一般採用中性點經消弧線圈接地,這主要考慮接地電流大到一定程度時接地點電弧不能自動熄滅,而且接地電流若燒壞定子鐵芯時難以修復。消弧線圈是一種帶鐵芯的可調電感線圈。可避免電弧重燃而造成間隙性接地過電壓, 最終使接地點電弧自動熄滅,防止了大接地電流燒毀定子線圈和鐵心。使發電機能帶單相接地故障電流運行一段時間,提高系統可靠性,也便於維修人員排除故障。
2、發電機中性點接地方式的綜合選擇
在我國,大中型發電機中性點接地方式主要有接地變接地和消弧線圈接地,由於其特點和特性各不同,所以中性點接地方式的選擇應具體問題具體分析,考慮以下幾點因素綜合選擇。
2.1 接地故障電流問題
接地變高阻接地故障電流較大,一般認為是接地電容電流的倍,一般要比消弧線圈接地故障電流要大。接地裝置就是要限制接地故障電流,這樣來說勢必不如消弧線圈接地,但是故障電流增大,保護靈敏度和可靠性就得到了提高,對防止發電機定子接地故障擴大化所起到的作用和消弧線圈是一樣的。
消弧線圈接地故障電流小,往往可以繼續運行一段時間。但是電壓的升高加快了絕緣的老化,如果沒有在短時間內找到並排除故障點,有可能造成故障的擴大。
2.2 過電壓問題
對於過電壓,從他們研究數據來看,消弧線圈接地比接地變高阻接地要遜色一些,實際上我國發電機中性點消弧線圈接地都採用欠補償,沒有針對的諧振接地情況,所以不能斷言孰優孰劣。