摘要：在垃圾焚烧电厂工作过程中，发电机中性点接地方式与电气主接线接地方式选择会对电厂运行效果造成一定程度影响。当发电机中性点与电气主接线接地方式存在不合理现象时，便有可能会出现电路故障，从而导致垃圾焚烧电厂运行设备出现故障，不利于电厂稳定运行。因此，发电机中性点与电气主接线接地方式选择对垃圾焚烧电厂运营具有直接影响。本文主要对垃圾焚烧发电现状进行研究，并对如何选择发电机中性点与电气主接线接地方式进行要点分析。
关键词：中性点；接地；系统；电压
前言
垃圾焚烧电厂主要通过焚烧对垃圾进行无害化处理，利用垃圾焚烧中的热量进行热能发电。垃圾焚烧电厂使垃圾处理最大程度达到无害化、资源化、减量化，对解决垃圾围城问题具有重要意义。相对于国外发达国家而言，国内垃圾焚烧发电技术仍然处在发展阶段，多数垃圾焚烧电厂运营过程中都不可避免地会出现电路故障或者设备故障等问题，从而影响到热能发电效果。
1垃圾焚烧发电现状
从城市发展规模来看，每年涌入城市人口数量在增加，日常生活中所产生的垃圾量也在逐年上升。垃圾焚烧发电是处理城市生活垃圾的重要手段之一，这种处理方式能够实现资源化、无害化及减量化目标。由于城市生活垃圾生产总量越来越多，城市垃圾焚烧发电规模随之逐渐扩大，特大垃圾焚烧电厂的数量也在逐渐增长，电厂垃圾处理量已经达到每日３０００ｔ、４０００ｔ，甚至超过５０００ｔ。虽然垃圾焚烧电厂垃圾处理量在迅速增加，但配套发电机组容量近阶段内并没有出现变化，多控制在６ＭＷ至３０ＭＷ，小型电厂机组配置１台至３台左右，并网电压不等，包括１１０ｋＶ电压、35ｋＶ电压及10ｋＶ电压等。在具体并网电网设置时，需要结合地方供电单位接入系统要求进行合理配置。当垃圾焚烧电厂中电压等级与发电机组容量不同时，发电机中性点与电气主接线接地方式也会出现差异。根据交流装置相关保护设计规定可知，当系统发电机额定电压超过6.3ｋＶ时，垃圾焚烧电厂中发电机中性点应选择电阻接地方式，以便发电机出现故障时能达到瞬时切机要求。
2中性点不接地
中性点不接地系统正常运行时，中性点电压为零，各相对地电压为相电压；但当各相对地电容不等时，中性点电压不再为零，发生中性点位移现象，但因数值较小，故可忽略。当系统发生单相接地时，流过故障点的电流为电容电流，此电流较小，如果线电压、电流均平衡，则可继续维持运行2小时，由运行人员查找、排除故障，减少了设备跳闸次数。其缺点是单相接地时非故障相对地电压升高接近线电压，因而对整个系统的绝缘水平要求较高，同时，当接地电容电流超过一定值时，可能会产生间歇性弧光接地过电压，进而发展成相间故障，造成损坏加剧。
2.1单相金属性接地时的电压情况（三相分别用U、V、W表示）
如W相发生完全接地时，则中性点对地电压：Un=-Uw各相对地电压情况：Uw=0；Uud=Uu+Un=Uu-Uw=Uuw；Uvd=Uv+Un=Uv-Uw=Uvw结论：故障相对地电压为零，非故障相对地电压为线电压，中性点对地电压为负的故障相电压。
2.2单相金属性接地时的电流情况
W相接地时，因对地电容的变化，使得三相电容电流不对称。W相电容电流为零，其他两相电容电流的有效值为：Icu=Icv=ωCUx。其中：Ux—相电压；ω—角频率；C—相对地电容。这时三相电流之和不再为零，大地有电流流过，W相接地处的电流简称为接地电流，用Ic表示。则：Ic＝－（Icu＋Icv），经计算接地电流的有效值为：Ic＝3ωCUx，而正常运行时的一相对地电流为：Ic＝ωCUx。可见单相故障时的接地电流等于正常运行时一相对地电容电流的三倍。由于对地电容与设备的结构和电缆长度等有关，故很难得到电容C的准确参数，只能估算。估算公式为：Ic=0.1*U*L（A）U—厂用电线电压（kV）L—电压U下所有电缆总长度（km）。
2.3单相不完全接地时（即通过一定的电阻接地）
电压、电流的变化值较金属性接地时要小一些；对设备绝缘影响较大的是系统发生断续性电弧接地，其最高过电压值可达3.5倍相电压。
3中性点经消弧线圈接地
其正常运行参数与中性点不接地系统相同。单相接地故障时，利用流过消弧线圈的电感电流IL来补偿接地电容电流Ic，达到减小接地电流的目的。目前，中性点经消弧线圈接地的方式已很少在发电厂厂用电系统中应用，故在此不再详述。
4中性点经电阻接地
中性点经电阻接地方式又分为经高阻接地和经低阻接地。
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4.1中性点经低阻接地
设计时一般选用小于20欧的电阻柜接于变压器中性点与地网之间，此一方面有效限制了系统单相接地时的过流值，另外对非故障相电压影响也较小，同时还提高了零序过流保护的灵敏度（相对不接地系统），达到快速切除故障支路的目的；同时由于电阻的耗能作用，有效抑制了电弧接地过电压。缺点是使负载的跳闸次数大大增加，降低了供电的可靠性。
4.2中性点经高阻接地
相对低阻接地方式，其设计时选用的电阻柜阻值较大，其特点介于不接地和低阻接地之间。
5中性点直接接地
此种接地方式的主要特点是：发生单相接地时，故障电流大，对通信干扰大，不论是暂时性，还是永久性故障，设备均跳闸，降低了供电的可靠性；但对非故障相电压影响小。可见中性点直接接地方式对过电压和绝缘水平要求较低，安全性较高，保护构成较简单，投资省，但可靠性低，所以在高压厂用电系统中很少采用，故在此不再详述。
6电气主接线设计的关键因素
6.1电气主接线的设计原则
这种设计的基本要求首先是要保证电力的正常供应，满足工业、服务业以及居民生活用电的正常运转。其次要考虑经济因素，选择价格低廉且质优的方案。要设计出简单清晰明了、方便检修和维护的线路，还要保有扩建可能性的电气主接线。同时还要环保，不能污染环境。克服城市中人流量多、建筑物密集的困难，符合城市中的建筑规划设计。在山区及自然灾害多发区，要设计出可以满足在发生自然灾害时，能快速恢复，抗灾能力强，自动启动保护装置的变压器。以至于在供电系统大面积瘫痪时，可以快速维修，方便救灾工作和灾后重建的工作及时开展。
6.2配电装置的设计
电厂电气主接线的设计是要依据电厂的最高电压等级情况，今天我们主要说的是电厂，根据此选择出一种满足电厂正常高效运转的接线方式。电厂的电气主接线主要包括高中低三种压测接线，这三种接线都有不同的作用。目前高压配电装置主要是分屋内布置和屋外布置两种方式。断路器又分为普通、小车、全封闭屋内布置三种方式。每一种组合起来的情况都不一样，要根据当地具体的状况进行组合设计，不可以盲目的进行使用。例如：如果当地的环境状况不好，污染较严重或者是空地面积比较大，这个时候就可以选择普通电器和小车屋内布置。反之，如果当地建筑比较密集，人流量较大，投资的成本较高则选择全封闭组合器屋内布置。环境因素对于电厂主接线设计的影响是非常大的，要多加注意。屋外布置又分为屋外半高、高型、以及中型布置。如果进出线比较复杂、回路较多，可以选用半高型的布置。如果是双母线设置，则可以选用高型布置。如果想造价低廉，维修方便，则可以选择中型布置。每一种都各有利弊，要根据当地的具体情况进行设计，不能够停滞不前，要自主创新设计出一套符合多种情况且可以克服多种障碍的电厂电气主接线。
6.3电气设备的保护装置设计
如果电厂发生故障，仅仅依靠工人的维修是远远不够的。要设计出可以自我保护的装置。如果变压器长期超过负荷，就容易损坏。如果设计出当变压器感觉自身温度过高时候，自动减负荷或者跳闸来保护自身，就可以大大的降低伤害。当变压器的内外部发生故障时，可能会引起变压器绕组过电流的状况，所以可以设计出电流保护装置。这样当发生状况时，电流保护装置就可以保护自己了。当变压器的油量不足或者发生各种故障的时候，要设计出可以自动启动瓦斯保护和差动保护的装置。这样的保护装置不仅可以减轻工作人员的工作量，还可以保护电厂，减轻对电厂的损害。
6.4相关电气设备及电气接线的设计
电气主接线简单清晰，有利于操作，检修简单方便。它与任何装置进行配置时都不会产生断电的状况，这种主接线费用还较低。但是这种方案的可靠性较低，这也是一大需要改进的设计点。对于电厂电气主接线的设计要尽可能的安全可靠，并且设计要进行创新。目前世界上大多都采用了自动化运转，我们的设计也要规范化、无人化。不仅要考虑到经济和社会因素，还要减少对耕地的占用，设计出价格低廉，电能消耗较少，同时又能满足人们日常的生活、工作用电的电气主接线。才能保证工业等正常运转，促进国民经济的发展和提升，推动中国的发展与壮大。
7结语
随着我国电力系统的不断发展，需要改进的地方也越来越多。只有设计出一套综合性的电厂电气主接线，才能够满足多方面的需求。电厂设计应该注意分析短路的状况和改造变电器的保护设置，提高国家电网的综合水平。这对于保障国家经济平稳运行也有重要的作用。我相信我们国家的电路系统必将更上一层楼，综合实力也必将得到进一步的提升
参考文献：
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[3]何林.中性点接地方式对配电网可靠性影响的研究[D].华北电力大学，2015.
论文作者:于洋
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
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