发电机变压器式L-R型中性点接地装置制造方法及图纸

发电机变压器式L-R型中性点接地装置应用于大、中型同步发电机中性点接地保护。随着我国电力系统发展，单机容量不断提高，电容电流不断增大，大多数机组接地故障电流已超过15A的允许值，需要采取一种合理的接地方式，将接地故障电流限制在允许范围内，当发电机发生单相接地故障时，实现对发电机定子铁心的保护，进而防止定子绕组绝缘被破坏，避免造成相间或匝间发生短路。

【技术实现步骤摘要】
发电机变压器式L-R型中性点接地装置
：本装置应用于大、中型同步发电机中性点接地保护。当发电机发生单相接地故障时，实现对发电机定子绕组过电压及铁心的保护，进而防止定子绕组绝缘被破坏，避免造成相间或匝间发生短路。
技术介绍
：随着我国电力系统发展，单机容量不断提高，电容不断增大，电容电流也随之增大，个别机组接地故障电流If已超过50A，给发电机定子铁心带来极大的威胁。致使对大、中型同步发电机中性点接地保护装置的要求越来越高，就必须要求发电机单相接地故障时中性点接地故障电流和定子绕组过电压限制在一定范围内。为此中性点接地方式的合理、正确选择变得更加重要。行业内的普遍做法是发电机中性点经消弧线圈接地或者经变压器二次侧接电阻方式接地。消弧线圈接地方式可将接地故障电流降低，但显著的缺点是故障检测困难以及易发生并联谐振。经变压器二次侧接电阻方式接地，可限制发电机单相接地故障时，健全相的瞬时过电压不超过2.6倍，为定子保护提供电源，易于检测。根据《电力工程电气设计手册电气一次》P265页装设接地变压器及电阻的目的“其目的是在电容回路中加入适当的电阻，以限制发电机单相接地故障时，健全相的瞬时过电压不超过2.6倍额定相电压，并尽可能的限制接地故障电流不超过10～15A”。当采用变压器二次侧接电阻接地方式，接地故障电流过大时，易造成定子铁心损毁，无法满足将接地故障电流限制在15A以内，如不采取措施，风险巨大。基于以上两种接地方式的不足，我公司研制了一种新型发电机变压器式L-R型中性点接地装置。
技术实现思路
：本装置的目的是提供一种新型发电机变压器式L-R型中性点接地装置。发电机变压器式L-R型中性点接地装置全套装置包括：柜体、高压隔离开关K、接地变压器T、接地电阻器R、接地电感器L、低压侧过电压保护装置HY、电流互感器CT1及电流互感器CT2等部件。设计原理：本装置设计原理改变了传统中性点接地装置设计思想。将消弧线圈接地及经变压器二次侧接电阻接地方式进行结合，即经接地变压器接地，变压器二次侧接电阻并联电感，利用电感电流ILN补偿过高的电容电流IC，经电感补偿后的电容电流IC-ILN作为无功电流，与接地电阻产生的有功电流IRN，共同组成发电机接地故障电流If：ILN--折合到变压器一次侧的电感电流；IRN--折合到变压器一次侧的电阻电流。根据DL/T5090-1999《水力发电厂过电压保护和绝缘配合设计技术导则》中“4.5高电阻”相关内容，发电机中性点接入电阻值的大小，将影响发电机中性点的暂时过电压值。按运行机组的耐压值为1.5倍发电机额定电压，则健全相暂时过电压不宜超过2.6倍相电压。为满足以上要求，则发电机单相接地时电阻电流不小于电容电流。根据《大型机电继电保护理论基础》P226页，“单相接地故障有功电流将与电容电流相等，一般电容电流不超过10A，使得单相接地故障总电流小于符合不超过15A的要求”。本设计要求经电感补偿后的电容电流IC-ILN小于10A，接地电阻通过的电流IRN取值与经电感补偿后的电容电流IC-ILN相等，即可将接地故障电流If限制在15A以内。同时保留两种接地方式的优点，解决了消弧线圈接地方式易产生谐振及检测困难的问题，也解决了单纯经电阻接地带来的接地故障电流过大问题。将电感设计在变压器二次侧，降低了电感的额定电压，降低了电感的成本，减小了电感的体积。发电机变压器式L-R型中性点接地装置主回路电气原理图如图1所示，发电机变压器式L-R型中性点接地装置外形示意图如图2所示。本装置的优点及特点：(1)发电机中性点接地故障电流限制在15A以内；(2)避免接地故障电流大到一定程度时接地点电弧不能自动熄灭；(3)保护发电机定子绕组和铁心不被损坏；(4)避免单纯的消弧线圈接地方式产生并联谐振；(5)允许发电机带单相接地故障电流运行一段时间(一般不超过2h)，提高系统可靠性，为故障排除赢得时间；(6)将健全相过电压限制在2.6倍以下；(7)为定子保护提供电源，易于检测；(8)高压隔离开关分合状态具备就地、远传报警功能；(9)调试简单、维护方便、安全可靠。附图说明图1为本装置的主回路电气原理图。图2为本装置的外形示意图。其中“1”为装置标牌；“2”为柜体；“3”为指示灯；“4”为指示灯铭牌；“5”为观察窗；“6”为隔离开关手柄；“7”为警示标牌；“8”为装置铭牌。具体实施方式发电机中性点总的对地电容：C＝3(Cof+Ct)(1-1)Cof--发电机定子绕组单相对地电容(μF)Ct--除发电机外，发电机回路中其他设备(主变、GCB、封闭母线、厂用变等)单相对地电容(μF)当用户未给出Ct时，根据设计经验值可选取(0.15～0.5)Cof(此数据需经用户审批)。发电机总的对地电容电流UN--发电机线电压(V)根据《大型机电继电保护理论基础》P226页，“单相接地故障有功电流将与电容电流相等，一般电容电流不超过10A，使得单相接地故障总电流小于√2×10A，符合不超过15A的要求”。确定发电机中性点接地故障电流幅值小于15A即可满足本装置要求。现以选取为例，介绍各元器件的选取方法。根据又则电阻电流与补偿后的电容电流相等，即IC-ILN＝IRN＝10A。由此亦可计算出ILN＝IC-10A。变压器一次侧电压U1选取为发电机线电压UN，二次侧电压U2一般选择为220V或根据用户要求选取。即可知变压器变比N＝UN/U2。接地电阻的选取：根据IRN＝10A，可计算出接地电阻额定电流IR＝NIRN。则接地电阻阻值：接地变压器的选取：变压器一次侧额定电流值：变压器额定容量计算：STN＝UNI1N(1-5)接地变压器以选取环氧浇注干式单相变压器为宜。确定最终选取的容量时，可按接地保护动作跳闸的时间，利用变压器的过负荷能力。过负荷能力可按IEEEStdC62.92.2TM-1989(R2005)选取：过载时间容量过载倍数10s10.560s4.710min2.630min1.92h1.4接地电感的选取：根据ILN＝IC-10A，可计算出接地电感额定电流IL＝NILN。接地电感值：主要设备的其他参数及其他设备的参数可按用户要求选取，或我方选取后由用户审批。本文档来自技高网...

【技术保护点】
将发电机中性点经消弧线圈接地方式和经接地变压器二次接电阻接地方式相结合，发电机中性点经接地变压器接地，接地变压器二次侧接电阻，在电阻器上并联电感。利用电感电流I

【技术特征摘要】
1.将发电机中性点经消弧线圈接地方式和经接地变压器二次接电阻接地方式相结合，发电机中性点经接地变压器接地，接地变压器二次侧接电阻，在电阻器上并联电感。利用电感电流ILN(折合到变压器一次侧电流值)...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚建平，
申请(专利权)人：哈尔滨亚源电力有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23