Istraživanje načina uzemljenja neutralnog voda visokog napona10KW dizel Generator

0 Uvod

Električna veza između neutralne točke i uzemljenja distribucijske mreže naziva se način uzemljenja neutralne točke, također se naziva način rada neutralne točke. Vrsta metode uzemljenja koja se koristi za neutralnu točku vrlo je širok tehnički i ekonomski problem. Različiti načini uzemljenja izravno će utjecati na prenapon, razinu izolacije električne opreme, pouzdanost električne mreže, selektivnost i osjetljivost relejne zaštite te smetnje komunikacijskih vodova.

1 neutralna točka zajedničkog uzemljenja

Postoje četiri vrste uobičajenog uzemljenja u elektroenergetskim sustavima:

(1) Neutralna točka je izravno uzemljena: Neutralna točka visokonaponskog izmjeničnog napajanja je izravno uzemljena. Kada se u sustavu dogodi jednofazni spoj na uzemljenje, nastat će jednofazni kratki spoj na uzemljenje i struja kratkog spoja bit će vrlo velika, što je vrlo korisno za relejnu zaštitu. Napon u odnosu na uzemljenje se neće povećati u slučaju kvara i neće uzrokovati povremeni prenapon luka.

(2) UZEMLJENJE ZAVOJNICE ZA SUZBIJANJE LUKA: Uzemljenje neutralne zavojnice za suzbijanje luka visokonaponskog izmjeničnog sustava napajanja, između neutralne točke i uzemljenja serijski spojene s prigušnicom za poništavanje kapacitivne struje, ograničava struju kratkog spoja jednofaznog uzemljenja.

(3)Neutralna točka je uzemljena otpornikom (visoki otpor, niski otpor): visokonaponski izmjenični sustav napajanja uzemljen je visokim otporom u neutralnoj točki, a otpor visoke impedancije spojen je serijski između neutralne točke i točke uzemljenja, struja kratkog spoja jednofaznog uzemljenja ograničena je na 5 ~ 20A, neutralna točka visokonaponskog izmjeničnog sustava napajanja uzemljena je niskim otporom, a otpor niske impedancije spojen je serijski između neutralne točke i točke uzemljenja, struja kratkog spoja jednofaznog uzemljenja ograničena je na 100 ~ 1000A.

(4)Neutralni vod bez uzemljenja: Neutralna točka visokonaponskog izmjeničnog napajanja nije uzemljena. Jednofazna struja uzemljenja je kapacitivna kada sustav ima jednofazni kvar uzemljenja. Kada je jednofazna struja uzemljenja mala (ne više od 10 A), sustav može raditi 1 ~ 2 sata s kvarom. Nedostatak je što se prilikom jednofaznog kvara uzemljenja luk ne može sam ugasiti kada je struja uzemljenja velika. To dovodi do prenapona luka u razmaku, ugrožava opremu, uništava izolaciju, pa čak i uzrokuje višefazni kratki spoj.

1.1 čimbenici koji utječu na odabir metode uzemljenja

Čimbenici koji utječu na odabir načina uzemljenja su: 1 Pouzdanost napajanja; 2 Sigurnost osoba i opreme; 3 faktor prenapona; 4 relejna zaštita; 5 investicija.

1.2 sveobuhvatna usporedba uobičajenih načina uzemljenja neutralnog voda

Sveobuhvatna usporedba uobičajenih načina uzemljenja neutralnog vodiča prikazana je u Tablici 1.

Tablica 1 sveobuhvatna usporedba uobičajenih načina uzemljenja neutralnog voda

2 visokonaponska dizelska generatora od 10 kW

Kada neutralna točka nije uzemljena, ako se jednofazni spoj na uzemljenje nalazi izvan visokonaponskog dizelskog generatora od 10 kW, a struja kapacitivnosti je veća od određene vrijednosti, luk se ne može sam ugasiti, često je popraćen isprekidanim lukom. Nakupljena faza stvara prenapon, uzrokujući oštećenje izolacije, a viši harmonik spojen u delta generator stvara zagrijavanje petlje, pa se općenito koristi y spoj. Standardni napon otpornosti je 1,5 puta nazivni linijski napon, tj. 2,6 u-faza.

Kako bi se osigurao siguran rad visokonaponske mreže od 10 kWdizelski generatorU sustavu je potrebno osigurati da je prenapon faze bez kvara manji od 2,6 u fazi u slučaju jednofaznog spoja na zemlju sustava, te da je prenapon faze bez kvara manji od 2,6 u fazi u slučaju jednofaznog spoja na zemlju visokonaponskog sustava dizel generatora od 10 kW. Ako nema napona luka u razmaku, struja otpora IR točke uzemljenja trebala bi biti veća od ukupne struje kapacitivnosti I∑C, općenito IR ≥ (1,0 ~ 1,5) I∑C, što može dodatno suzbiti višekratnik prenapona faze manji od 2,5 u. Kada je IR ≥ 3,0 I∑C (ili Xc/r ≥ 3,0), može se zadovoljiti učinak unutarnjeg suzbijanja prenapona, kao što je prikazano na slici 1.

Način rada s visokim otporom uzemljenja samo kada je struja uzemljenja mala, učinak automatskog gašenja luka je očit, općenito se primjenjuje na uzemljenje kapacitivnosti struje manje od 10 A visokonaponskog sustava, struja kapacitivnosti I ∑ C dizelskog generatora od 10 KW u centru Šangaja je 6 A.

Analizirajući mehanizam uzemljenja otpora neutralne točke generatora, kako bi se ispunili glavni zahtjevi za vrstu uzemljenja generatora, kod uzemljenja električnog generatora treba usvojiti vrstu uzemljenja visokog otpora.

Prednosti: 1. osigurava kontinuitet napajanja, kada je struja jednofaznog spoja na zemlju niža od sigurnosne tolerancije visokonaponskog dizelskog generatora od 10 kW, s radom u slučaju kvara (obično 2 sata). 2. Potiskuje se prenapon u međufaznom luku, što čini prenapon nižim od 2,6 μ faze. 3. Jednostavna relejna zaštita.

NEDOSTACI: 1. Prikladno za male kapacitetske struje uzemljenja visokonaponskih sustava (manje od 10 A), što ograničava upotrebu osciloskopa. Kada je struja kratkog spoja jednofaznog spoja na uzemljenje velika, struja koja teče kroz otpornik uzrokovat će problem zagrijavanja, a otpornik će izgorjeti ako je vrijeme predugo.

Sl. 1 Dijagram impedancije sustava i višestrukog tranzijentnog prenapona

3 Odabir otpora uzemljenja neutralnog voda za visokonaponski dizelski generator od 10 kW u hitnim slučajevima u centru Šangaja

3.1 odabir otpora uzemljenja neutralnog vodiča

Svaka tvrtka za dizel generatore od 10 kW ima različite metode odabira i kontrole otpora uzemljenja neutralnog voda dizel generatora od 10 kW, a u Kini ne postoji jedinstvena regulativa za to.

(1)Struja uzemljenja kontrolira se na 100 ~ 150A, 10 ~ 30A i 10% nazivne struje.

(2)višestruki dizelski generator od 10 kW + više kontaktora + jedna shema uzemljenja otporom i višestruki dizelski generator od 10 kW + više kontaktora + shema uzemljenja otporom. Prvi ima nisku cijenu i malu površinu, ali mu je upravljačka logika komplicirana, a drugi, naprotiv.

(3)Postoji nekoliko dizelskih generatora od 10 kW koji rade s jednim kontaktorom koji se zatvara za kontrolu cirkulacije, a postoji i nekoliko kontaktora koji se zatvaraju s regulatorom cirkulacije.

Otpor uzemljenja neutralnog voda visokonaponskog dizel generatora od 10 kW u Šanghajskom centru za hitne slučajeve je

Stoga su odabrana 4 seta od 2500 kW (pripravna snaga)/10,5 KV, 1 set visokonaponske otporne kutije 303 s temperaturnim alarmom i 4 seta visokonaponskih AC kontaktora.

4 izračun struje kratkog spoja jednofaznog spoja na zemlju s visokim otporom

Shematski dijagram struje kratkog spoja kabela s jednofaznim spojem na zemlju prikazan je na slici 2.

Sl. 2 shematski dijagram struje kratkog spoja kabela s jednofaznim spojem na zemlju

Struja kratkog spoja jednofaznog spoja na zemlju s potpunim metalnim svojstvom kabela je

ICX je kapacitivna struja štićene linije, kapacitivna struja najkraćeg kabela u centru Šangaja je 0,15 A, a kapacitivna struja najdužeg kabela je 0,7 A.

5 Točka spoja kabela prolazi kroz prijelazni otpor RG = (30 ~ 300), a struja kratkog spoja jednofaznog spoja na zemlju je

Ukupna struja kratkog spoja iznosi 20,7 A kada se dogodi jednofazni spoj na uzemljenje u sustavu visokonaponskog dizelskog generatora od 10 kW za hitne slučajeve. Maksimalni način rada je

5,2 A za svaki od četiri dizel generatora od 10 kW, minimalni način rada je dizel generator od 310 kW, svako strujno opterećenje od 6,9 A, ne utječe na rad dizel generatora od 10 kW.

5Izračun zaštite od struje nulte sekvence za visokootporni uzemljivač i zaštite od struje nulte sekvence za visokonaponsku otpornu kutiju

5.1 Idz0x izračun dalekovoda zaštite od struje nulte sekvence

Postavka zaštite od struje nulte sekvence je Idz0x = KIcx prema stanju kapacitivnosti struje štićenog voda.

Pod: K —— Koeficijent pouzdanosti, 4 ~ 5.

Osjetljivost je: Km = ID/IDZ0X ≥2

Km ≥2 za glavnu zaštitu i Km ≥1,5 za rezervnu zaštitu.

Omjer konverzije strujnog transformatora nulte linije je 100/1, postavka strujne zaštite nulte struje 1 (sekundarna strana) jeIdz0x=5×0,53/100=0,0265 A

Pri 0,06 Å/0,8 s, osjetljivost jeKm=20,7/(0,06×100)≈3,4≥2

Zadana vrijednost zaštite od nulte struje 2 (sekundarna strana) jeIdz0x = 4 × 0,53 / 100 = 0,0212 A

Pri 0,03/1,6 s, osjetljivost jeKm=11,3/(0,03×100)≈3,8≥2

Idz0R izračun zaštite od struje nulte sekvence za kutiju otpora visokog napona 5.2

To je 1,1 ~ 1,2 puta veće od postavljene vrijednosti donje nulte sekvence zaštite, a vremensko ograničenje je 0,3 s.

Omjer strujnog transformatora nulte sekvence visokonaponske otporne kutije je 50/5, a vrijednost strujne zaštite nulte struje 1 (sekundarna strana) je...Idz0R = 1,1 × 0,06 × 100 / 10 = 0,66 A

Pri 0,7 a/1,1 s, osjetljivost jeKm=20,7/(0,7×10)≈2,9≥2

Zadana vrijednost zaštite od nulte struje 2 (sekundarna strana) jeIdz0R = 1,1 × 0,03 × 100 / 10 = 0,33 A

Pri 0,4 Å/1,9 s, osjetljivost jeKm = 11,3/(0,410)≈2,8≥2 Kako bi se osigurala osobna sigurnost, kontaktni napon mora zadovoljavati nacionalni standard: Kada je vrijeme djelovanja zaštite dulje od 1 s, vrijednost kontaktnog napona je 50 V.

Napon točke spoja s tlom jeUgz= IdRjd=20,7×1=20,7 V<50 V

Među njima, RJD je vrijednost otpora uzemljenja, ≤1,0.

6 Strategija rada uzemljenja visokog otpora

(1)Kada se u sustavu dogodi jednofazni spoj na uzemljenje, struja kratkog spoja je premala da bi alarmirala temperaturu visokonaponske otporne kutije i ne utječe na rad dizel generatora od 10 kW. Četiri dizel generatora od 10 kW spojena su na visokoomsko uzemljenje u neutralnoj točki.

(2)Kada se u sustavu dogodi jednofazni spoj na uzemljenje, struja kratkog spoja je veća, što uzrokuje alarm temperature kutije visokonaponskog otpora, a upravljački sustav dizel generatora od 10 kW kontrolira četiri visokonaponska AC kontaktora kako bi isključio visoki otpor neutralnog uzemljenja, četiri dizel generatora od 10 kW rade u neutralnom neuzemljenom načinu rada.

(3)Četiri dizel generatora od 10 kW rade u neutralnom načinu rada bez uzemljenja, a kapacitivna struja sistemskog kabela prema zemlji I ∑ cL izračunava se kako je prikazano u Tablici 2. Kao što se može vidjeti iz Tablice 2, kapacitivna struja linije centra Šangaja iznosi oko 4 A.

Tablica 2 izračun struje uzemljenja I ∑ cL sistemskog kabela

Kapacitivna struja razvodnog ormara i sustava za formiranje kabela i uzemljenja jeI∑c= α(1+β)I∑cL=1,3 × (1 + 15%) × 4 = 6 A

Formula je sljedeća: (1,2 ~ 1,8) kao koeficijent slobode, (15% ~ 20%) kao stopa utjecaja opreme za distribuciju energije.

(4) osjetljivost zaštite od struje nulte sekvence (zaštita od rezervnog napajanja ≥1,5) je

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

(4)Utjecaj rada s neuzemljenom neutralnom točkom na dizelski generator od 10 kW. Struja jednofaznog spoja na uzemljenje je 6 A, maksimalni način rada je 1,5 A za dizelski generator od 410 kW, a minimalni način rada je 2,0 A za dizelski generator od 310 kW, ne utječe na dizelski generator od 10 kW.

7 Dijagram sustava otpora uzemljenja neutralnog vodiča

Sustav otpornika za uzemljenje neutralnog dijela visokonaponskog dizelskog generatora od 10 kW u centru Shanghai prikazan je na slici 3.

Sl. 3 sustav otpornika za uzemljenje neutralnog dijela dizelskog generatora visokog napona od 10 kW u nuždi

8. Zaključak

Uzemljenje neutralnog voda dizelskog generatora visokog napona od 10 kW predstavlja vrlo širok raspon ekonomskih pitanja. Različite zemlje i gradovi u jednoj zemlji imaju različite metode uzemljenja neutralnog voda, koje se uglavnom temelje na vlastitom radnom iskustvu i tradiciji.