Navorsing oor die neutrale aardmodus van hoë spanning10 kW Diesel Generator

0 Inleiding

Die elektriese verbinding tussen die neutrale punt en die aarde van die verspreidingsnetwerk word die neutrale punt-aardingsmodus genoem, ook genoem die neutrale punt-bedryfsmodus. Watter soort aardingsmetode vir 'n neutrale punt gebruik word, is 'n baie wye tegniese en ekonomiese probleem. Verskillende aardingsmodusse sal die oorspanning, die isolasievlak van elektriese toerusting, die betroubaarheid van die kragnetwerk, die selektiwiteit en sensitiwiteit van relaisbeskerming, en die interferensie van kommunikasielyne direk beïnvloed.

1 neutrale punt gemeenskaplike grondweg

Daar is vier tipes algemene stelselaarding in kragstelsels:

(1) die neutrale punt is direk geaard: Die neutrale punt van die hoëspanning-WS-kragstelsel is direk geaard. Wanneer 'n enkelfase-tot-grond-fout in die stelsel voorkom, sal 'n enkelfase-tot-grond-kortsluiting gevorm word en die kortsluitstroom is baie groot, wat baie voordelig is vir die relaisbeskerming. Die spanning teenoor die grond neem nie toe as die fout nie en sal nie intermitterende boogoorspanning veroorsaak nie.

(2) AARDING VAN DIE BOOGONDERDRUKKERSPOEL: Hoëspanning-WS-kragstelsel se neutrale boogonderdrukkingspoelaarding, tussen die neutrale punt en aarding in serie met 'n reaktor om die kapasitiewe stroom te verreken, beperk die enkelfase-aardingsfoutkortsluitstroom.

(3)Die neutrale punt word geaard deur 'n weerstand (hoë weerstand, lae weerstand): die hoëspanning-WS-kragstelsel word geaard deur 'n hoë weerstand by die neutrale punt, en 'n hoë impedansieweerstand word in serie tussen die neutrale punt en die aardpunt gekoppel. Die kortsluitstroom van 'n enkelfase-aardfout word beperk tot 5 ~ 20A. Die neutrale punt van die hoëspanning-WS-kragstelsel word geaard met 'n lae weerstand, en 'n lae impedansieweerstand word in serie tussen die neutrale punt en die aardpunt gekoppel. Die kortsluitstroom van 'n enkelfase-aardfout word beperk tot 100 ~ 1000A.

(4)neutraal ongeaard: Die neutrale punt van die hoëspanning-WS-kragstelsel is ongeaard. Die enkelfase-aardstroom is kapasitiewe stroom wanneer die stelsel 'n enkelfase-aardfout het. Wanneer die enkelfase-aardstroom klein is (nie meer as 10A nie), kan die stelsel vir 1 ~ 2 uur met 'n fout loop. Die nadeel is dat wanneer die enkelfase-aardfout voorkom, die boogvuur nie self kan blus wanneer die aardstroom groot is nie, wat lei tot oorspanning in die gapingboog, die toerusting in gevaar stel, die isolasie vernietig en selfs 'n meerfase-kortsluiting veroorsaak.

1.1 faktore wat die keuse van aardingsmetode beïnvloed

Die faktore wat die keuse van aardmodus beïnvloed, is: 1 Betroubaarheid van die kragtoevoer; 2 persoonlike en toerustingveiligheid; 3 oorspanningsfaktor; 4 relaisbeskerming; 5 belegging.

1.2 omvattende vergelyking van algemene neutrale aardmodusse

'n Omvattende vergelyking van algemene neutrale aardmodusse word in Tabel 1 getoon.

Tabel 1 omvattende vergelyking van algemene neutrale aardmodusse

2 Hoëspanning 10KW dieselgenerator

Wanneer die neutrale punt ongeaard is, as die enkelfase-na-aardfout buite die hoëspanning 10 kW-dieselgenerator geleë is, as die kapasitansiestroom groter is as 'n sekere waarde, kan die foutboog nie op sigself geblus word nie, dikwels gepaard met die onderbroke boog, die opboufase produseer oorspanning, wat isolasieskade veroorsaak, en die generator se delta-gekoppelde hoë-orde harmoniek sal 'n lusverhitting vorm, dus die algemene gebruik van 'n y-verbinding. Die weerstaanspanningstandaard is 1.5 keer die gegradeerde lynspanning, d.w.s. 2.6 u-fase.

Om die veilige werking van die hoëspanning 10KW te versekerdieselkragopwekkerstelsel, is dit nodig om te verseker dat die oorspanning van die nie-foutfase minder as 2.6 u fase is in die geval van die enkelfase na grondfout van die stelsel, en dat die oorspanning van die nie-foutfase minder as 2.6 u fase is in die geval van die enkelfase na grondfout van die hoëspanning 10KW dieselgeneratorstelsel. Indien daar geen gapingboogspanning is nie, moet die weerstandstroom IR van die aardpunt groter wees as die totale kapasitansiestroom I ∑ C, gewoonlik IR ≥(1.0 ~ 1.5) I ∑ C, wat die oorspanning veelvoud minder as 2.5 u fase verder kan onderdruk. Wanneer IR ≥3.0 I ∑ C (of Xc/r ≥3.0) is, kan die interne oorspanningsonderdrukkingseffek bevredig word, soos getoon in Fig. 1.

Hoëweerstand-aardmodus slegs wanneer die aardstroom klein is, die effek van outomatiese boogblus is voor die hand liggend, oor die algemeen van toepassing op aardkapasitansiestroom minder as 10a hoëspanningstelsel, die kapasitansiestroom I ∑ C van 10KW dieselgeneratorstelsel in Sjanghai sentrum is 6A.

Deur die meganisme van die neutrale puntweerstandsaarding van die kragopwekker te analiseer, moet 'n hoëweerstandsaardingtipe in die aardingtipe van 'n elektriese kragopwekker aangeneem word om aan die hoofvereiste van die kragopwekker se aardingtipe te voldoen.

Voordele: 1 om die kontinuïteit van die kragtoevoer te verseker, wanneer die enkelfase-tot-grond-foutstroom laer is as die veiligheidstoleransie van die hoëspanning 10 kW-dieselgenerator, met foutwerking (gewoonlik 2 uur). 2 Die gapingboog-oorspanning word onderdruk, wat die oorspanning laer as 2.6 u-fase maak. 3. Eenvoudige relaisbeskerming.

NADELE: 1. Geskik vir kleinskaalse hoëspanningstelsel-aardkapasitansiestroom (minder as 10a), beperk die gebruik van die omvangryke toestel. Wanneer die kortsluitstroom van enkelfase-na-grondfout groot is, sal die stroom wat deur die weerstand vloei, die verhittingsprobleem veroorsaak, en die weerstand sal uitbrand as die tyd te lank is.

Fig. 1 Diagram van stelselimpedansie en oorgangsoorspanningsveelvoud

3 Seleksie van neutrale aardweerstand vir noodhoëspanning 10KW dieselgenerator in Sjanghai-sentrum

3.1 keuse van neutrale aardweerstand

Elke 10KW-dieselgeneratormaatskappy het verskillende seleksie- en beheermetodes vir die 10KW-dieselgenerator se neutrale aardweerstand, en daar is geen eenvormige regulasie hiervoor in China nie.

(1)Die aardstroom word beheer teen 100 ~ 150A, 10 ~ 30a en 10% van die nominale stroom.

(2)veelvuldige 10KW dieselgenerator + veelvuldige kontaktors + een weerstands-aardingskema, en veelvuldige 10KW dieselgenerator + veelvuldige kontaktors + veelvuldige weerstands-aardingskema. Eersgenoemde het lae koste en klein area, maar die beheerlogika is ingewikkeld, laasgenoemde inteendeel.

(3)Daar is verskeie 10KW dieselkragopwekkers wat loop met een kontaktor wat sluit om sirkulasie te beheer, en daar is verskeie kontaktor wat sluit met 'n sirkulasiebeheerder.

Die Sjanghai Sentrum Nood Hoëspanning 10 kw dieselgenerator neutrale aardweerstand is

Daarom word 4 stelle van 2500kw (bystandkrag)/10.5 KV, 1 stel 303 hoëspanningweerstandboks met temperatuuralarm en 4 stelle hoëspanning-WS-kontaktors gekies.

4 berekening van kortsluitstroom van enkelfase-na-grondfout met hoë weerstand

Die skematiese diagram van die kortsluitstroom van die kabel met enkelfase-na-grondfout word in Fig. 2 getoon.

Fig. 2 skematiese diagram van kortsluitstroom van kabel met enkelfase-na-grondfout

Die kortsluitstroom van 'n enkelfase-na-grondfout met volledige metaaleienskap van die kabel is

ICX is die kapasitansiestroom van die beskermde lyn, die kapasitansiestroom van die kortste kabel in Sjanghai-sentrum is 0.15 A, en die kapasitansiestroom van die langste kabel is 0.7 a.

5 Die foutpunt van die kabel gaan deur die oorgangsweerstand RG = (30 ~ 300), en die kortsluitstroom van die enkelfase-na-grondfout is

Die totale kortsluitstroom is 20.7 a wanneer 'n enkelfase-na-grondfout in die noodhoëspanning 10 kW-dieselgeneratorstelsel voorkom. Die maksimum bedryfsmodus is

5.2 a vir elk van die vier 10 kW dieselkragopwekkers, die minimum bedryfsmodus is 310 kW dieselkragopwekker, elke stroomlading 6.9 a, beïnvloed nie die werking van die 10 kW dieselkragopwekker nie.

5Berekening van nulvolgordestroombeskerming vir hoëweerstand-aardlyn en nulvolgordestroombeskerming vir hoëspanningweerstandboks

5.1 Idz0x berekening van nulvolgorde stroombeskermings-transmissielyne

Die nulvolgordestroombeskermingsinstelling is Idz0x = KIcx volgens die kapasitansiestroomtoestand van die beskermde lyn.

Onder: K —— Betroubaarheidskoëffisiënt, 4 ~ 5.

Die sensitiwiteit is: Km = ID/IDZ0X ≥2

Km ≥2 vir hoofbeskerming en Km ≥1.5 vir rugsteunbeskerming.

LYN NUL VOLGORDE CT omskakelingsverhouding is 100/1, Nulstroom 1 stroombeskermingsinstelling (sekondêre kant) isIdz0x=5×0.53/100=0.0265 A

Teen 0.06 a/0.8 s is die sensitiwiteitKm=20.7/(0.06×100)≈3.4≥2

Die ingestelde waarde van nulstroom 2 stroombeskerming (sekondêre kant) isIdz0x= 4×0.53/100=0.0212 A

Teen 0.03/1.6 s is die sensitiwiteitKm=11.3/(0.03×100)≈3.8≥2

Idz0R berekening van nulvolgorde stroombeskerming vir 5.2 hoëspanning weerstandboks

Dit is 1.1 ~ 1.2 keer groter as die ingestelde waarde van die onderste nulvolgordebeskerming, en die tydsbeperking is 0.3 s.

Die nulvolgorde-CT-verhouding van die hoëspanningsweerstandsboks is 50/5, en die waarde van nulstroom 1 stroombeskerming (sekondêre kant) isIdz0R = 1.1 × 0.06 × 100 / 10 = 0.66 A

Teen 0.7 a/1.1 s is die sensitiwiteitKm=20.7/(0.7×10)≈2.9≥2

Die ingestelde waarde van nulstroom 2 stroombeskerming (sekondêre kant) isIdz0R = 1.1 × 0.03 × 100 / 10 = 0.33 A

Teen 0.4 a/1.9 s is die sensitiwiteitKm = 11.3/(0.410)≈2.8≥2 Om persoonlike veiligheid te verseker, moet die kontakspanning aan die Nasionale Standaard voldoen: Wanneer die beskermingswerkingstyd meer as 1s is, is die kontakspanningswaarde 50v.

Die foutpunt na grondspanning isUgz= IdRjd=20.7×1=20.7 V<50 V

Onder hulle is RJD die waarde van aardweerstand, ≤1.0.

6 Hoë Weerstand Aarding Operasie Strategie

(1)Wanneer 'n enkelfase-na-grondfout in die stelsel voorkom, is die kortsluitstroom te klein om die temperatuur van die hoëspanningsweerstandsboks te alarmeer, en dit beïnvloed nie die werking van die 10KW-dieselgenerator nie. Vier 10KW-dieselgenerators is aan die hoëweerstandsgrond by die neutrale punt gekoppel.

(2)Wanneer 'n enkelfase-na-grondfout in die stelsel voorkom, is die kortsluitstroom groter, wat die temperatuuralarm van die hoëspanningsweerstandsboks veroorsaak, en die 10KW-dieselgenerator-beheerstelsel beheer vier hoëspanning-WS-kontaktors om die hoë weerstand van neutrale aarding af te sny, vier 10 kW-dieselgenerators werk in 'n neutrale ongeaarde modus.

(3)Vier 10KW dieselkragopwekkers word in 'n neutrale punt ongeaarde modus bedryf, en die kapasitansiestroom van die stelselkabel na die aarde I ∑ cL word bereken soos in Tabel 2 getoon. Soos uit tabel 2 gesien kan word, is die lynkapasitansiestroom van die Sjanghai-sentrum ongeveer 4A.

Tabel 2 berekening van die aardkapasitansiestroom I ∑ cL van die stelselkabel

Die kapasitansiestroom van die verspreidingskabinet en kabel-tot-grond-vormingstelsel isI∑c= α(1+β)I∑cL=1.3×(1+15%)×4=6 A

Die formule is soos volg: (1.2 ~ 1.8) as die vryheidskoëffisiënt, (15% ~ 20%) as die invloedstempo van kragverspreidingstoerusting.

(4) die sensitiwiteit van nulvolgordestroombeskerming (rugsteunbeskerming ≥1.5) is

Km= (I∑c-Icx)/Idz0x=(6-0.53)/3≈1.8≥1.5

(4)Die invloed van die neutrale punt ongeaarde bedryfsmodus op 'n 10KW dieselgenerator. Die enkelfase-tot-grondfoutstroom is 6A, die maksimum bedryfsmodus is 1.5A vir 'n 410kW dieselgenerator, en die minimum bedryfsmodus is 2.0A vir 'n 310kW dieselgenerator, dit beïnvloed nie die 10KW dieselgenerator nie.

7 Stelseldiagram van neutrale aardweerstand

Die Sjanghai Sentrum Nood Hoëspanning 10KW dieselgenerator neutrale aardweerstandstelsel word in figuur 3 getoon.

Fig. 3 noodhoëspanning 10 kW dieselgenerator neutrale aardweerstandstelsel

8. Gevolgtrekking

Neutrale aarding van hoëspanning 10KW dieselgenerators is 'n baie wye reeks ekonomiese kwessies. Verskillende lande en stede in 'n land het verskillende neutrale aardingsmetodes, wat hoofsaaklik gebaseer is op hul eie bedryfservaring en tradisie.