10KV柴油发电机接地系统的研究论文_陈伟

【摘要】伴随着经济的飞速发展，国内用电设备容量不断扩大，作为备用电源的柴油发电机组的容量也随之不断增大，有时甚至需要多台大功率柴油发电机组并联才能满足使用要求。电压也由常用的400V增至为10500V。本文简要介绍高压柴油发电机组中性点接地的几种方式。

With the rapid development of the economy, the capacity of domestic power equipment has been expanding, and the capacity of the diesel generator as the standby power supply has also been increasing Sometimes even multiple high power diesel generator are connected in parallel to meet the operational requirements. The voltage was also increased from the usual 400V to 10500V. This paper briefly introduces several methods of neutral grounding for high voltage diesel generator.

【关键词】接地电阻、发电机、接地

Earthing resistance, generator, earthing

一、电力系统常用的接地方式

电力系统常用接地方式主要有以下5种：

1、中性点直接接地 即是将中性点直接接入大地，当系统运行中发生单相接地故障时，就形成单相接地短路，其接地电流非常大，使断路器跳闸切除故障。

2、中性点经消弧线圈接地 此系统中性点经消弧线圈接地，中性点与接地点之间串入一个电感消弧线圈，当发生单相接地，其接地电流大于30A，产生的电弧不能自动熄灭，为此，利用消弧线圈的电感电流来抵消电容电流，限制单相接地故障的短路电流。

3、中性点经接地变压器接地 变压器通过三相平衡负载，流通的电流仅是励磁电流，因而显示出高阻抗的作用。当出现相对中性点的电流时，该绕组会出现非常小的阻抗，因为变压器每个铁芯柱上对的两个绕组进行反极性串联，铁芯柱上所产生的磁通相互抵消了，所以系统发生单相接地故障时，变压器对地形成故障电流，从而进行故障保护。

4、中性点经电阻器接地

高压交流电力系统中性点高电阻接地，中性点与接地点之间串入一个较大的电阻，可以抑制单相接地故障时健全相的过电压倍数不超过额定相电压的2.6倍，避免故障扩大。当发生单相接地故障时，短路点流过固定的电阻性电流有利于零序保护动作。所以，10kV机组的接地方式宜采用中性点经电阻接地或不接地方式。

5、中性点不接地系统 当系统发生单相接地故障时，流过短路点的电流为电容电流，且三相线电压基本平衡。若单相接地电容电流小于10A时，允许继续带故障运行1-2小时。

二、10kV柴油发电机组一般采用两种接地方式：

高压发电机组系统通常把接地保护和差动保护作为最基本的保护，由于高压机组的电压相对较高，对绕组的绝缘要求也非常高，当定子绕组发生两相和三相相间短路时，将产生很大的短路电流，造成绕组过热，故障点产生的电弧使发电机绕组绝缘损坏，严重时会导致发电机起火，因此高压发电机组的接地保护是非常必要的，接地保护主要与中性点接地方式有关，接地方式的选择则与电网发生单相接地故障流经故障点的电容电流有关，10kV柴油发电机组中性点接地方式主要有2种，

1、中性点不接地方式；（见图1.1、1.2）

2、10kV机组中性点经电阻接地方式；

（1）单台10kV机组经电阻接地；（见图2.1）

（2）两台及以上10kV机组经电阻接地：每台发电机组配置一个高压真空接触器，一个接地系统配置一个接地电阻柜。通过控制系统控制高压真空接触器，达到运行时只允许一台机组接地的目的。同时在接地电阻柜配置电流互感器（CT）测量接地电流，并采用接地故障继电器，设定接地电流超过设定值时发出接地故障信号；（见图2.2）

　

图2.1 图2.2

（3）两台及以上10kV机组经电阻接地：每台发电机组各配置一个高压接触器和一个接地电阻柜。通过控制系统控制高压接触器，达到只允许一台机组接地的目的。同时在接地电阻柜配置电流互感器（CT）测量接地电流，并采用接地故障继电器，设定接地电流超过设定值时发出接地故障信号；（见图3.1、3.2）

三、电阻接地方式阻值范围划分如下：

（1）高阻：＞500Ω，接地故障电流＜10-15A；高阻接地的目的主要是发电机定子绕组在单相接地故障时，防止产生间歇性弧光接地过电压的情况，同时还要尽量降低接地故障电流对铁芯的灼伤程度。

（2）中阻：10-500Ω，15A＜接地故障电流＜600A；（目前10KV发电机并机系统接地电阻一般选58Ω左右）。中阻接地主要用于以电缆为主构成的电网，包括城市电网、发电厂用电、工矿企业和公共设施的电网。要求电阻不要太大，以保证继电保护动作的灵敏度；又保证阻值不要太小，避免接地故障电流过大，出现一些低值接地方式存在的问题。

（3）低阻：＜10Ω，接地故障电流＞600A。低阻接地仅用于接有大量高压电动机的电网，单相接地电流比较大。

四、小结

综上所述，发电机组中性点如果需要经过电阻接地，根据发电机组的用途、柜子排放的空间位置进行选型，可以多台机组共用一台接地电阻，通过真空接触器进行切换，亦可以采用单台机组点对点选型接地电阻柜，主要是控制逻辑需要遵循同一并机系统只允许1台机组的接地电阻柜投入为原则，国家目前对此也没有同一的规定，国内基本都是采用中阻接地。前者造价相对低、占地较小，但控制逻辑复杂，后者反之。

参考文献（1）许乃强、蔡行荣、庄衍平 ，柴油发电机组新技术及应用。 （2） 中国建筑标准设计研究院，柴油发电机组设计与安装。

论文作者:陈伟

论文发表刊物:《科学与技术》2019年第21期

论文发表时间:2020/5/7