发电厂各电压系统中性点接地方式的选择

发电厂各电压系统中性点接地方式的选择

李婷婷1张海波2

(1.湖北省电力勘测设计院湖北武汉430040；2.美加置业武汉有限公司湖北武汉430023）

摘要:发电厂内各电压系统中性点接地方式与电压等级、单相接地短路电流、保护配置等有关。本文结合发电厂自身特点，提出了发电厂内各电压系统中性点接地方式的选择原则，并对其所需要的电容电流值进行了详细分析计算.根据计算结果选取合适的中性点接地方案，为发电厂内各电压系统中性点接地方式的选择提供了理论依据。

关键词:中性点；接地方式；电容电流

0引言

随着电力需求的日益增多，采用适用于发电厂内各电压系统的最佳的接地方式的要求也越来越迫切。发电厂各电压系统接地方式的选择将直接影响到设备及厂用电系统的绝缘水平、供电的可靠性和连续性以及人身安全等，研究发电厂内各电压系统中性点接地方式的选择有较强的应用价值。

1电厂内中性点常见接地方式

发电厂内各电压系统中性点的接地方式和配网在电气原理上是一致的，但是发电厂有自身的结构特点和服务对象，比如发电厂内有发电机、主变压器、高厂变及其相连的母线，发电厂厂用电系统中电力设备多为电动机、电缆等，较容易产生工频过电压等。因此，针对中性点接地方式的选择有不同的侧重。发电厂常见的接地系统有中性点不接地、经消弧线圈接地、直接接地、经高电阻接地以及经低电阻接地五种接地方式。

1.1中性点不接地

其主要是中性点不是通过操作实现和地面接触，而是利用对地电容接地实现中性点接地。对于发电机，接地故障电容电流不超过规范规定允许值或发电机中性点装设电压为额定相电压的避雷器，并在出线端装设电容器和避雷器。容量为125MW及以下的中小机组一般采用这种接地方式。对于6~63kV电网或厂用电系统，单相接地电容电流小于10A时，一般也采用中性点不接地的方式。

2.2中性点经消弧线圈接地

主要是指中性点通过消弧线圈和地面连接，消弧线圈的稳态工频感性电流对电网稳态工频电容电流调谐，能够达到接地故障残流小，相关问题能自动清除。

对于发电机，单相接地电流大于规范要求允许值的中小机组或200MW及以上大机组要求能带单相接地故障运行时可以采用这种接地方式；对于主变压器，单相接地故障电流大于30A（6~10kV电网）或10A（20~63kV电网）一般采用这种接地方式；对于高压配电装置，电容电流超过允许值时，用于补偿电容电流可采用这种方式；对于高压厂用电系统，接地电容电流大于10A时一般采用这种接地方式。

2.3中性点直接接地

主要指全部或部分变压器中性点没有人为阻抗加入，直接与大地充分连接。对于主变110~500kV侧；110kV及以上电网中采用中性点直接接地，同时低压厂用电系统一般也采用这种接地方式。

2.4中性点经电阻接地

这种接地方式即中性点接入电阻，从而限制接地故障电流的产生。

对于高阻接地，常用的是中性点经接地变压器接地，变压器二次侧串联接地电阻，发电机在限制接地故障电流，不超过规范允许值，又为减小电阻值，可采用这种接地方式；对于主变压器，无中性点或中性点未引出，应装设专用的接地变压器。

而低阻接地顾名思义是利用中性点经低电阻接地。

3电容电流的计算

电容电流的大小是发电厂内各电压系统接地方式选择的主要因素，通过对发电机出线回路及高压厂用电系统电容电流的计算，给其中性点接地方式的选择提供了理论依据，下面以一个电厂为例给出了具体算法：

3.1发电机出线回路电容电流的计算

发电机出线回路相连的原件有主母线，厂用分支母线，高厂变高压绕组，主变低压绕组等，其方法是计算发电机本体及引出回路所连接元件对地电容电流总和。

3.1.1发电机定子电容电流计算

发电机容量P：100MW，发电机出口额定电压UN：10.5kV，发电机功率因素cosΦ：0.8，额定频率：50HZ,发电机定子三相发电机定子三相对地电容Cf：0.3uf（发电机制造厂提供），发电机电容电流允许值：2A（发电机制造厂提供）,角速度ω:2πfrad

上述发电机容量为100MW，发动机出线回路的电容电流总和为3.603A，超过了规范要求允许值3A,发电机中性点应采用经高阻接地，常规的做法是中性点经接地变压器接地，变压器二次侧串联接地电阻。

3.2高压厂用电系统单相接地电容电流的计算

其方法是计算容量最大的一台厂用变压器（高压厂用电系统一般为带有公用负荷的起动/备用变压器）所连接供电网络的单相接地电容电流。高压厂用电系统的电容以电缆的电容为主.若高压厂用电系统总电容电流值超过规范允许值10A，则可采用经高电阻或低电阻接地的接地方式。

4结轮

发电厂中性点接地方案的选择在供电可靠性方面具有特殊的重要性。目前国内发电厂中性点接地方案的选择也争议颇多，在此，结合上诉分析及计算，提出以下几点看法：

准确计算出发电机出线回路及高压厂用电系统电容电流值。电容电流的数值将直接影响中性点的接地方式和单相接地保护方式。

结合电力工程电气设计手册等相关规程查询发电机或厂用电系统接地电容电流允许值，选取合适的中性点接地方式。

当然，对于发电厂各电压系统中性点的接地方式，必须充分考虑实际情况，再结合经济等因素，综合选择合适的接地方式，保证其可靠性和稳定性。

参考文献:

〔1〕王鑫等.DL/T5352-2006.导体和电器选择设计技术规定〔S〕.北京：中国电力出版社，2005.

〔2〕戈东方.电力工程电气设计手册〔M〕.北京：中国电力出版社，1989.69-70.

〔3〕刘学伟.浅谈电力系统中性点的接地方式〔J〕.SCIENCE＆TECHNOLOGYINFORMATION,2011(25):154,59.

〔4〕王跃中.试论10kV电网中性点接地方式〔J〕.能源.电力，2014,12:53-54.