Έρευνα σχετικά με τη λειτουργία γείωσης ουδέτερης τάσης υψηλής τάσηςΝτίζελ 10KW Γεννήτρια

0 Εισαγωγή

Η ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ του ουδέτερου σημείου και της γείωσης του δικτύου διανομής ονομάζεται λειτουργία γείωσης ουδέτερου σημείου, που ονομάζεται επίσης λειτουργία ουδέτερου σημείου. Το είδος της μεθόδου γείωσης που χρησιμοποιείται για το ουδέτερο σημείο είναι ένα πολύ ευρύ τεχνικό και οικονομικό πρόβλημα. Οι διαφορετικοί τρόποι γείωσης επηρεάζουν άμεσα την υπέρταση, το επίπεδο μόνωσης του ηλεκτρικού εξοπλισμού, την αξιοπιστία του δικτύου ισχύος, την επιλεκτικότητα και την ευαισθησία της προστασίας ρελέ και τις παρεμβολές των γραμμών επικοινωνίας.

1 ουδέτερο σημείο κοινό έδαφος

Υπάρχουν τέσσερις συνηθισμένοι τύποι γείωσης συστήματος στα συστήματα ισχύος:

(1) το ουδέτερο σημείο είναι άμεσα γειωμένο: Το ουδέτερο σημείο του συστήματος υψηλής τάσης εναλλασσόμενου ρεύματος είναι άμεσα γειωμένο. Όταν παρουσιαστεί μονοφασικό σφάλμα στη γείωση, θα δημιουργηθεί μονοφασικό βραχυκύκλωμα στη γείωση και το ρεύμα βραχυκυκλώματος θα είναι πολύ μεγάλο, κάτι που είναι πολύ ωφέλιμο για την προστασία του ρελέ. Η μη εμφάνιση σφάλματος σε σχέση με τη γείωση δεν θα αυξηθεί και δεν θα προκαλέσει διακοπτόμενη υπέρταση τόξου.

(2) ΓΕΙΩΣΗ ΠΗΝΙΟΥ ΚΑΤΑΣΤΟΛΗΣ ΤΟΞΟΥ: Γείωση ουδέτερου πηνίου καταστολής τόξου συστήματος υψηλής τάσης AC, μεταξύ του ουδέτερου σημείου και της γείωσης σε σειρά με έναν αντιδραστήρα για την αντιστάθμιση του χωρητικού ρεύματος, περιορίζοντας το ρεύμα βραχυκυκλώματος σφάλματος μονοφασικής γείωσης.

(3)Το ουδέτερο σημείο γειώνεται με αντίσταση (υψηλή αντίσταση, χαμηλή αντίσταση): Το σύστημα τροφοδοσίας AC υψηλής τάσης γειώνεται με υψηλή αντίσταση στο ουδέτερο σημείο και μια αντίσταση υψηλής σύνθετης αντίστασης συνδέεται σε σειρά μεταξύ του ουδέτερου σημείου και του σημείου γείωσης. Το ρεύμα βραχυκυκλώματος του μονοφασικού σφάλματος γείωσης περιορίζεται σε 5 ~ 20A. Το ουδέτερο σημείο του συστήματος τροφοδοσίας AC υψηλής τάσης γειώνεται με χαμηλή αντίσταση και μια αντίσταση χαμηλής σύνθετης αντίστασης συνδέεται σε σειρά μεταξύ του ουδέτερου σημείου και του σημείου γείωσης. Το ρεύμα βραχυκυκλώματος του μονοφασικού σφάλματος γείωσης περιορίζεται σε 100 ~ 1000A.

(4)Ουδέτερο χωρίς γείωση: Το ουδέτερο σημείο του συστήματος υψηλής τάσης AC είναι μη γειωμένο, το μονοφασικό ρεύμα γείωσης είναι χωρητικό ρεύμα όταν το σύστημα έχει μονοφασικό σφάλμα γείωσης. Όταν το μονοφασικό ρεύμα γείωσης είναι μικρό (όχι περισσότερο από 10a), το σύστημα μπορεί να λειτουργήσει για 1 ~ 2 ώρες με σφάλμα. Το μειονέκτημα είναι ότι όταν παρουσιαστεί μονοφασικό σφάλμα γείωσης, το ARC δεν μπορεί να αυτοσβηστεί όταν το ρεύμα γείωσης είναι μεγάλο, γεγονός που οδηγεί σε υπέρταση του τόξου διακένου, θέτει σε κίνδυνο τον εξοπλισμό, καταστρέφει τη μόνωση και προκαλεί ακόμη και πολυφασικό βραχυκύκλωμα.

1.1 Παράγοντες που επηρεάζουν την επιλογή της μεθόδου γείωσης

Οι παράγοντες που επηρεάζουν την επιλογή της λειτουργίας γείωσης είναι: 1 Αξιοπιστία τροφοδοσίας· 2 Προσωπική ασφάλεια και ασφάλεια εξοπλισμού· 3 Συντελεστής υπέρτασης· 4 Προστασία ρελέ· 5 Επένδυση.

1.2 ολοκληρωμένη σύγκριση κοινών τρόπων γείωσης ουδέτερου

Μια ολοκληρωμένη σύγκριση των κοινών τρόπων γείωσης ουδέτερου φαίνεται στον Πίνακα 1.

Πίνακας 1: Πλήρης σύγκριση των κοινών τρόπων γείωσης ουδέτερου

2 Γεννήτρια ντίζελ υψηλής τάσης 10KW

Όταν το ουδέτερο σημείο δεν είναι γειωμένο, εάν το μονοφασικό σφάλμα προς τη γείωση βρίσκεται έξω από τη γεννήτρια ντίζελ υψηλής τάσης 10 kw, εάν το ρεύμα χωρητικότητας είναι μεγαλύτερο από μια ορισμένη τιμή, το τόξο σφάλματος δεν μπορεί να σβήσει από μόνο του, συχνά συνοδευόμενο από διαλείπον τόξο, η συσσωρευμένη φάση παράγει υπέρταση, προκαλώντας ζημιά στη μόνωση, και η αρμονική υψηλής τάξης που συνδέεται με τη γεννήτρια δέλτα θα σχηματίσει μια θέρμανση βρόχου, επομένως η γενική χρήση της σύνδεσης y. Το πρότυπο τάσης αντοχής είναι 1,5 φορές η ονομαστική τάση γραμμής, δηλαδή φάση 2,6 u.

Προκειμένου να διασφαλιστεί η ασφαλής λειτουργία της υψηλής τάσης 10KWγεννήτρια ντίζελΣύστημα, είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι η υπέρταση της μη σφάλματος φάσης είναι μικρότερη από 2,6 u φάσης σε περίπτωση μονοφασικού σφάλματος προς γείωση του συστήματος και ότι η υπέρταση της μη σφάλματος φάσης είναι μικρότερη από 2,6 u φάσης σε περίπτωση μονοφασικού σφάλματος προς γείωση του συστήματος γεννήτριας ντίζελ υψηλής τάσης 10KW. Εάν δεν υπάρχει τάση τόξου διακένου, το ρεύμα αντίστασης IR του σημείου γείωσης θα πρέπει να είναι μεγαλύτερο από το συνολικό ρεύμα χωρητικότητας I ∑ C, γενικά IR ≥(1,0 ~ 1,5) I ∑ C, το οποίο μπορεί να καταστείλει περαιτέρω το πολλαπλάσιο υπέρτασης μικρότερης από 2,5 u φάσης. Όταν IR ≥3,0 I ∑ C (ή Xc/r ≥3,0), το εσωτερικό φαινόμενο καταστολής υπέρτασης μπορεί να ικανοποιηθεί, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.

Λειτουργία γείωσης υψηλής αντίστασης μόνο όταν το ρεύμα γείωσης είναι μικρό, η επίδραση της αυτόματης κατάσβεσης τόξου είναι προφανής, γενικά εφαρμόσιμη σε ρεύμα χωρητικότητας γείωσης μικρότερο από 10a σε σύστημα υψηλής τάσης, το ρεύμα χωρητικότητας I ∑ C του συστήματος γεννήτριας ντίζελ 10KW στο κέντρο της Σαγκάης είναι 6A.

Μέσω της ανάλυσης του μηχανισμού γείωσης αντίστασης ουδέτερου σημείου γεννήτριας, προκειμένου να ικανοποιηθεί η βασική απαίτηση του τύπου γείωσης γεννήτριας, θα πρέπει να υιοθετηθεί τύπος γείωσης υψηλής αντίστασης στον τύπο γείωσης ηλεκτρικής γεννήτριας.

Πλεονεκτήματα: 1. Για να διασφαλιστεί η συνέχεια της τροφοδοσίας, όταν το ρεύμα σφάλματος μονοφασικής-εδαφικής σύνδεσης είναι χαμηλότερο από την ανοχή ασφαλείας της γεννήτριας ντίζελ υψηλής τάσης 10 kw, με λειτουργία σφάλματος (γενικά 2 ώρες). 2. Η υπέρταση του τόξου διακένου καταστέλλεται, γεγονός που καθιστά την υπέρταση χαμηλότερη από 2,6 u φάσης. 3. Απλή προστασία ρελέ.

ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ: 1. Κατάλληλο για μικρής κλίμακας συστήματα υψηλής τάσης, το ρεύμα χωρητικότητας γείωσης (λιγότερο από 10a) περιορίζει τη χρήση του παλμογράφου. Όταν το ρεύμα βραχυκυκλώματος του μονοφασικού σφάλματος προς τη γη είναι μεγάλο, το ρεύμα που ρέει μέσω της αντίστασης θα προκαλέσει πρόβλημα θέρμανσης και η αντίσταση θα καεί εάν ο χρόνος είναι πολύ μεγάλος.

Σχήμα 1 Διάγραμμα σύνθετης αντίστασης συστήματος και παροδικής υπέρτασης πολλαπλής

3 Επιλογή αντίστασης γείωσης ουδέτερης θέσης για γεννήτρια ντίζελ υψηλής τάσης έκτακτης ανάγκης 10KW στο κέντρο της Σαγκάης

3.1 επιλογή αντίστασης γείωσης ουδέτερου

Κάθε εταιρεία γεννήτριας ντίζελ 10KW έχει διαφορετικές μεθόδους επιλογής και ελέγχου για την αντίσταση γείωσης ουδέτερης θέσης της γεννήτριας ντίζελ 10KW και δεν υπάρχει ομοιόμορφη ρύθμιση για αυτό στην Κίνα.

(1)Το ρεύμα γείωσης ελέγχεται στα 100 ~ 150A, 10 ~ 30a και 10% του ονομαστικού ρεύματος.

(2)πολλαπλές γεννήτριες ντίζελ 10KW + πολλαπλοί επαφείς + ένα σχήμα γείωσης αντίστασης, και πολλαπλές γεννήτριες ντίζελ 10KW + πολλαπλοί επαφείς + σχήμα γείωσης πολλαπλών αντιστάσεων. Το πρώτο έχει χαμηλό κόστος και μικρή επιφάνεια, αλλά η λογική ελέγχου του είναι περίπλοκη, ενώ το δεύτερο, αντίθετα.

(3)Υπάρχουν αρκετές γεννήτριες ντίζελ 10KW που λειτουργούν με ένα κλείσιμο επαφέα για τον έλεγχο της κυκλοφορίας και υπάρχουν αρκετές επαφείς που κλείνουν με ελεγκτή κυκλοφορίας.

Η αντίσταση γείωσης ουδέτερης θέσης της γεννήτριας ντίζελ υψηλής τάσης έκτακτης ανάγκης 10 kw του κέντρου της Σαγκάης είναι

Επομένως, επιλέγονται 4 σετ 2500kw (ισχύς αναμονής)/10,5 KV, 1 σετ κιβωτίου αντίστασης υψηλής τάσης 303 με συναγερμό θερμοκρασίας και 4 σετ επαφέων AC υψηλής τάσης.

4 υπολογισμός ρεύματος βραχυκυκλώματος μονοφασικού σφάλματος προς γείωση με υψηλή αντίσταση

Το σχηματικό διάγραμμα του ρεύματος βραχυκυκλώματος του καλωδίου με μονοφασικό σφάλμα προς τη γείωση φαίνεται στο Σχήμα 2.

Σχήμα 2 σχηματικό διάγραμμα ρεύματος βραχυκυκλώματος καλωδίου με μονοφασικό σφάλμα γείωσης

Το ρεύμα βραχυκυκλώματος μονοφασικού σφάλματος προς τη γη με πλήρη μεταλλική ιδιότητα καλωδίου είναι

Το ICX είναι το ρεύμα χωρητικότητας της προστατευμένης γραμμής, το ρεύμα χωρητικότητας του βραχύτερου καλωδίου στο κέντρο της Σαγκάης είναι 0,15 A και το ρεύμα χωρητικότητας του μακρύτερου καλωδίου είναι 0,7 a.

5 Το σημείο σφάλματος του καλωδίου διέρχεται από την αντίσταση μετάβασης RG = (30 ~ 300) και το ρεύμα βραχυκυκλώματος του μονοφασικού σφάλματος προς τη γη είναι

Το συνολικό ρεύμα βραχυκυκλώματος είναι 20,7 a όταν παρουσιάζεται μονοφασικό σφάλμα προς τη γείωση στο σύστημα γεννήτριας ντίζελ υψηλής τάσης έκτακτης ανάγκης 10 kw. Η μέγιστη κατάσταση λειτουργίας είναι

5,2 a για κάθε μία από τις τέσσερις γεννήτριες ντίζελ των 10 kw, ο ελάχιστος τρόπος λειτουργίας είναι γεννήτρια ντίζελ 310 kw, κάθε φορτίο ρεύματος 6,9 a, δεν επηρεάζει τη λειτουργία της γεννήτριας ντίζελ των 10 kw.

5Υπολογισμός προστασίας από μηδενικό ρεύμα ακολουθίας για γραμμή γείωσης υψηλής αντίστασης και προστασίας από μηδενικό ρεύμα ακολουθίας για κουτί αντίστασης υψηλής τάσης

5.1 Υπολογισμός Idz0x γραμμών μεταφοράς προστασίας από ρεύμα μηδενικής ακολουθίας

Η ρύθμιση προστασίας από ρεύμα μηδενικής ακολουθίας είναι Idz0x = KIcx σύμφωνα με την κατάσταση ρεύματος χωρητικότητας της προστατευόμενης γραμμής

Υπό: K —— Συντελεστής αξιοπιστίας, 4 ~ 5.

Η ευαισθησία είναι: Km = ID/IDZ0X ≥2

Km ≥2 για κύρια προστασία και Km ≥1,5 για εφεδρική προστασία.

Ο λόγος μετατροπής CT ΑΚΟΛΟΥΘΙΑΣ ΜΗΔΕΝΙΚΗΣ ΓΡΑΜΜΗΣ είναι 100/1, η ρύθμιση προστασίας ρεύματος μηδενικού ρεύματος 1 (δευτερεύουσα πλευρά) είναιIdz0x=5×0,53/100=0,0265 A

Στα 0,06 a/0,8 s, η ευαισθησία είναιKm=20,7/(0,06×100)≈3,4≥2

Η καθορισμένη τιμή της προστασίας ρεύματος μηδενικού ρεύματος 2 (δευτερεύουσα πλευρά) είναιIdz0x= 4×0,53/100=0,0212 A

Στα 0,03/1,6 s, η ευαισθησία είναιKm=11,3/(0,03×100)≈3,8≥2

Υπολογισμός Idz0R προστασίας ρεύματος μηδενικής ακολουθίας για κουτί αντίστασης υψηλής τάσης 5.2

Είναι 1,1 ~ 1,2 φορές μεγαλύτερο από την καθορισμένη τιμή της χαμηλότερης προστασίας μηδενικής ακολουθίας και το χρονικό όριο είναι 0,3 s.

Ο λόγος μηδενικής ακολουθίας CT του κουτιού αντίστασης υψηλής τάσης είναι 50/5 και η τιμή της προστασίας ρεύματος μηδενικού ρεύματος 1 (δευτερεύουσα πλευρά) είναιIdz0R= 1,1×0,06×100/10=0,66 A

Στα 0,7 a/1,1 s, η ευαισθησία είναιKm=20,7/(0,7×10)≈2,9≥2

Η καθορισμένη τιμή της προστασίας ρεύματος μηδενικού ρεύματος 2 (δευτερεύουσα πλευρά) είναιIdz0R= 1,1×0,03×100/10=0,33 A

Στα 0,4 a/1,9 s, η ευαισθησία είναιKm = 11,3/(0,410)≈2,8≥2 για να διασφαλιστεί η προσωπική ασφάλεια, η τάση επαφής πρέπει να πληροί το Εθνικό Πρότυπο: Όταν ο χρόνος λειτουργίας προστασίας είναι μεγαλύτερος από 1 δευτερόλεπτο, η τιμή τάσης επαφής είναι 50v.

Το σημείο σφάλματος προς την τάση γείωσης είναιUgz= IdRjd=20,7×1=20,7 V<50 V

Μεταξύ αυτών, το RJD είναι η τιμή της αντίστασης γείωσης, ≤1,0.

6 Στρατηγική Λειτουργίας Γείωσης Υψηλής Αντίστασης

(1)Όταν παρουσιάζεται μονοφασικό σφάλμα γείωσης στο σύστημα, το ρεύμα βραχυκυκλώματος είναι πολύ μικρό για να προκαλέσει συναγερμό στη θερμοκρασία του κουτιού αντίστασης υψηλής τάσης και δεν επηρεάζει τη λειτουργία της γεννήτριας ντίζελ 10KW. Τέσσερις γεννήτριες ντίζελ 10KW συνδέονται στη γείωση υψηλής αντίστασης στο ουδέτερο σημείο.

(2)Όταν εμφανίζεται σφάλμα μονοφασικής σύνδεσης με τη γείωση στο σύστημα, το ρεύμα βραχυκυκλώματος είναι μεγαλύτερο, γεγονός που προκαλεί συναγερμό θερμοκρασίας του κουτιού αντίστασης υψηλής τάσης και το σύστημα ελέγχου γεννήτριας ντίζελ 10KW ελέγχει τέσσερις επαφείς εναλλασσόμενου ρεύματος υψηλής τάσης για να διακόψει την υψηλή αντίσταση της ουδέτερης γείωσης, ενώ τέσσερις γεννήτριες ντίζελ 10 kw λειτουργούν σε ουδέτερη μη γειωμένη λειτουργία.

(3)Τέσσερις γεννήτριες ντίζελ 10KW λειτουργούν σε ουδέτερο σημείο χωρίς γείωση και το ρεύμα χωρητικότητας του καλωδίου συστήματος προς τη γη I ∑ cL υπολογίζεται όπως φαίνεται στον Πίνακα 2. Όπως φαίνεται από τον πίνακα 2, το ρεύμα χωρητικότητας γραμμής του κέντρου της Σαγκάης είναι περίπου 4A.

Πίνακας 2 υπολογισμός του ρεύματος χωρητικότητας γείωσης I ∑ cL του καλωδίου συστήματος

Το ρεύμα χωρητικότητας του πίνακα διανομής και του συστήματος σχηματισμού καλωδίου-γείωσης είναιI∑c= α(1+β)I∑cL=1,3×(1+15%)×4=6 A

Ο τύπος έχει ως εξής: (1,2 ~ 1,8) ως ο Συντελεστής Ελευθερίας, (15% ~ 20%) ως ο ρυθμός επιρροής του εξοπλισμού διανομής ισχύος.

(4) η ευαισθησία της προστασίας από μηδενικό ρεύμα ακολουθίας (εφεδρική προστασία ≥1,5) είναι

Km= (I∑c-Icx)/Idz0x=(6-0,53)/3≈1,8≥1,5

(4)Η επίδραση της μη γειωμένης λειτουργίας ουδέτερου σημείου σε γεννήτρια ντίζελ 10KW. Το μονοφασικό ρεύμα σφάλματος προς γείωση είναι 6A, η μέγιστη λειτουργία είναι 1,5 a για γεννήτρια ντίζελ 410kw και η ελάχιστη λειτουργία είναι 2,0 a για γεννήτρια ντίζελ 310kw, δεν επηρεάζει τη γεννήτρια ντίζελ 10KW.

7 Διάγραμμα συστήματος αντίστασης γείωσης ουδέτερου

Το σύστημα αντίστασης γείωσης ουδέτερης γείωσης υψηλής τάσης έκτακτης ανάγκης 10KW της γεννήτριας ντίζελ υψηλής τάσης έκτακτης ανάγκης στο κέντρο της Σαγκάης φαίνεται στο σχήμα 3.

Σχήμα 3 σύστημα αντίστασης γείωσης ουδέτερης γεννήτριας ντίζελ υψηλής τάσης 10 kw έκτακτης ανάγκης

8. Συμπέρασμα

Η γείωση ουδέτερης θέσης σε γεννήτρια ντίζελ υψηλής τάσης 10KW αποτελεί ένα πολύ ευρύ φάσμα οικονομικών ζητημάτων. Διαφορετικές χώρες και πόλεις σε μια χώρα έχουν διαφορετικές μεθόδους γείωσης ουδέτερης θέσης, οι οποίες βασίζονται κυρίως στην εμπειρία και την παράδοσή τους στη λειτουργία τους.