Penelitian Tentang Mode Pentanahan Netral Tegangan TinggiMesin Diesel 10KW Generator

0 Pendahuluan

Sambungan listrik antara titik netral dan bumi pada jaringan distribusi disebut mode pembumian titik netral, juga disebut mode operasi titik netral. Metode pembumian yang digunakan untuk titik netral merupakan masalah teknis dan ekonomi yang sangat luas. Mode pembumian yang berbeda akan secara langsung memengaruhi tegangan lebih, tingkat isolasi peralatan listrik, keandalan jaringan listrik, selektivitas dan sensitivitas proteksi relai, serta interferensi pada jalur komunikasi.

1 titik netral jalur tanah umum

Ada empat jenis pembumian sistem umum dalam sistem tenaga listrik:

(1) titik netral langsung dibumikan: titik netral sistem tenaga AC tegangan tinggi langsung dibumikan, ketika terjadi kesalahan satu fasa ke tanah dalam sistem, akan terbentuk hubungan pendek satu fasa ke tanah dan arus hubung singkat sangat besar, yang sangat bermanfaat bagi proteksi relai, tegangan relatif terhadap tanah tidak meningkat, tidak akan menyebabkan tegangan lebih busur terputus-putus.

(2) GROUNDING KUMPARAN PENCEGAH BUSUR: Pembumian kumparan pemadam busur netral Sistem Tenaga AC Tegangan Tinggi, antara titik netral dan pembumian secara seri dengan reaktor untuk mengimbangi arus kapasitif, membatasi arus hubung singkat gangguan pembumian fase tunggal.

(3)titik netral dibumikan oleh resistor (resistansi tinggi, resistansi rendah): sistem daya AC Tegangan Tinggi dibumikan oleh resistansi tinggi di titik netral, dan resistansi impedansi tinggi dihubungkan secara seri antara titik netral dan titik pentanahan, arus hubung singkat dari kesalahan pentanahan fase tunggal dibatasi hingga 5 ~ 20A, titik netral sistem daya AC tegangan tinggi dibumikan dengan resistansi rendah, dan resistansi impedansi rendah dihubungkan secara seri antara titik netral dan titik pentanahan, arus hubung singkat dari kesalahan pentanahan fase tunggal dibatasi hingga 100 ~ 1000A.

(4)netral tidak dibumikan: Titik netral sistem daya AC tegangan tinggi tidak dibumikan, arus pentanahan fase tunggal adalah arus kapasitif ketika sistem memiliki kesalahan pentanahan fase tunggal, ketika arus pentanahan fase tunggal kecil (tidak lebih dari 10a), sistem dapat berjalan selama 1 ~ 2 jam dengan kesalahan, kerugiannya adalah bahwa ketika kesalahan pentanahan fase tunggal terjadi, ARC tidak dapat padam sendiri ketika arus pentanahan besar, yang mengarah ke tegangan lebih busur celah, membahayakan peralatan, merusak isolasi dan bahkan menyebabkan korsleting multi-fase.

1.1 Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan metode pentanahan

Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan mode pentanahan adalah: 1 Keandalan Pasokan Daya; 2 Keselamatan Pribadi dan Peralatan; 3 faktor tegangan lebih; ​​4 proteksi relai; 5 investasi.

1.2 perbandingan komprehensif mode pentanahan netral umum

Perbandingan menyeluruh berbagai mode pentanahan netral umum ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1 perbandingan komprehensif mode pentanahan netral umum

2 Generator diesel tegangan tinggi 10KW

Ketika titik netral tidak dibumikan, jika gangguan satu fasa ke tanah terletak di luar generator diesel tegangan tinggi 10 kW, jika arus kapasitansi lebih besar dari nilai tertentu, busur api gangguan tidak dapat dipadamkan dengan sendirinya, seringkali disertai dengan busur api intermiten. Fasa yang terbentuk menghasilkan tegangan berlebih, menyebabkan kerusakan isolasi, dan harmonik orde tinggi yang terhubung delta pada generator akan membentuk pemanasan loop, sehingga penggunaan umum koneksi y. Standar tegangan tahan adalah 1,5 kali tegangan saluran pengenal, yaitu 2,6 fasa u.

Untuk memastikan pengoperasian yang aman dari tegangan tinggi 10KWgenerator dieselsistem, perlu memastikan bahwa tegangan lebih dari fasa non-gangguan kurang dari 2,6 fasa u jika terjadi gangguan fasa tunggal ke tanah pada sistem, dan bahwa tegangan lebih dari fasa non-gangguan kurang dari 2,6 fasa u jika terjadi gangguan fasa tunggal ke tanah pada sistem generator diesel tegangan tinggi 10KW, jika tidak ada tegangan busur celah, arus resistansi IR dari titik pentanahan harus lebih besar dari arus kapasitansi total I ∑ C, umumnya IR ≥(1,0 ~ 1,5) I ∑ C, yang selanjutnya dapat menekan kelipatan tegangan lebih kurang dari 2,5 fasa u, ketika IR ≥3,0 I ∑ C (atau Xc/r ≥3,0) , efek penekanan tegangan lebih internal dapat terpenuhi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1.

Mode pentanahan resistansi tinggi hanya berlaku jika arus pentanahan kecil, efek pemadaman busur otomatis terlihat jelas, umumnya berlaku untuk arus kapasitansi pentanahan kurang dari 10A sistem tegangan tinggi, arus kapasitansi I ∑ C sistem generator diesel 10KW di pusat Shanghai adalah 6A.

Melalui analisis mekanisme pentanahan resistansi titik netral generator, agar memenuhi persyaratan prinsip jenis pentanahan generator, jenis pentanahan resistansi tinggi harus diadopsi dalam jenis pentanahan generator listrik.

Keunggulan: 1. Menjamin kontinuitas pasokan daya, ketika arus gangguan satu fasa ke tanah lebih rendah dari toleransi keselamatan generator diesel tegangan tinggi 10 kW, dengan operasi gangguan (umumnya 2 jam). 2. Tegangan lebih busur api celah ditekan, sehingga tegangan lebih lebih rendah dari fasa 2,6 u. 3. Proteksi relai sederhana.

KELEMAHAN: 1. Cocok untuk sistem tegangan tinggi skala kecil dengan arus kapasitansi pentanahan (kurang dari 10A), sehingga penggunaannya terbatas. Ketika arus hubung singkat pada gangguan satu fasa ke tanah besar, arus yang mengalir melalui resistansi akan menyebabkan masalah pemanasan, dan resistansi akan terbakar jika waktunya terlalu lama.

Gambar 1 Diagram impedansi sistem dan kelipatan tegangan lebih transien

3 Pemilihan resistansi pentanahan netral untuk generator diesel tegangan tinggi darurat 10KW di pusat Shanghai

3.1 pemilihan resistansi pentanahan netral

Setiap perusahaan generator diesel 10KW memiliki metode pemilihan dan kontrol yang berbeda untuk resistansi pentanahan netral generator diesel 10KW, dan tidak ada peraturan yang seragam untuk ini di Tiongkok.

(1)Arus pentanahan dikontrol pada 100 ~ 150A, 10 ~ 30A dan 10% dari arus pengenal.

(2)Beberapa generator diesel 10KW + beberapa kontaktor + satu skema pembumian resistansi, dan beberapa generator diesel 10KW + beberapa kontaktor + beberapa skema pembumian resistansi. Generator diesel 10KW berbiaya rendah dan memiliki area kecil, tetapi logika kontrolnya rumit, sedangkan generator diesel 10KW, sebaliknya.

(3)ada beberapa generator diesel 10KW yang berjalan dengan satu kontaktor yang menutup untuk mengendalikan sirkulasi, dan ada beberapa kontaktor yang menutup dengan pengontrol sirkulasi.

Resistansi pentanahan netral generator diesel tegangan tinggi darurat Pusat Shanghai 10 kw adalah

Oleh karena itu, dipilih 4 set 2500kw (daya siaga)/10,5 KV, 1 set kotak resistansi tegangan tinggi 303 dengan alarm suhu dan 4 set kontaktor AC tegangan tinggi.

4 Perhitungan arus hubung singkat pada gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah dengan resistansi tinggi

Diagram skema arus hubung singkat kabel dengan gangguan satu fasa ke tanah ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Diagram skema arus hubung singkat kabel dengan gangguan satu fasa ke tanah

Arus hubung singkat pada gangguan satu fasa ke tanah dengan sifat logam kabel lengkap adalah

ICX adalah arus kapasitansi dari saluran yang dilindungi, arus kapasitansi kabel terpendek di Shanghai Center adalah 0,15 A, dan arus kapasitansi kabel terpanjang adalah 0,7 a.

5 Titik gangguan kabel melewati resistansi transisi RG ​​= (30 ~ 300) , dan arus hubung singkat gangguan satu fasa ke tanah adalah

Arus hubung singkat total adalah 20,7 A ketika terjadi gangguan satu fasa ke tanah pada sistem generator diesel tegangan tinggi darurat 10 kW. Mode operasi maksimum adalah

5,2 a untuk masing-masing dari empat generator diesel 10 kw, mode operasi minimum adalah generator diesel 310 kw, beban arus masing-masing 6,9 a, tidak mempengaruhi operasi generator diesel 10 kw.

5Perhitungan proteksi arus urutan nol untuk jalur pentanahan resistansi tinggi dan proteksi arus urutan nol untuk kotak resistansi tegangan tinggi

5.1 Perhitungan Idz0x pada saluran transmisi proteksi arus urutan nol

Pengaturan proteksi arus urutan nol adalah Idz0x = KIcx sesuai dengan kondisi arus kapasitansi saluran yang diproteksi

Dibawah: K —— Koefisien Reliabilitas, 4 ~ 5.

Sensitivitasnya adalah: Km = ID/IDZ0X ≥2

Km ≥2 untuk proteksi utama dan Km ≥1,5 untuk proteksi cadangan.

Rasio konversi CT URUTAN NOL GARIS adalah 100/1, pengaturan proteksi arus Nol Arus 1 (sisi sekunder) adalahIdz0x = 5 × 0,53 / 100 = 0,0265 A

Pada 0,06 a/0,8 s, sensitivitasnya adalahKm=20,7/(0,06×100)≈3,4≥2

Nilai yang ditetapkan dari proteksi arus nol 2 arus (sisi sekunder) adalahIdz0x = 4×0,53/100 = 0,0212 A

Pada 0,03/1,6 detik, sensitivitasnya adalahKm=11,3/(0,03×100)≈3,8≥2

Perhitungan Idz0R proteksi arus urutan nol untuk kotak resistansi tegangan tinggi 5.2

Ini 1,1 ~ 1,2 kali lebih besar dari nilai yang ditetapkan untuk perlindungan urutan nol yang lebih rendah, dan batas waktunya adalah 0,3 detik.

Rasio CT urutan nol dari kotak resistansi tegangan tinggi adalah 50/5, dan nilai perlindungan arus nol 1 arus (sisi sekunder) adalahIdz0R = 1,1×0,06×100/10 = 0,66 A

Pada 0,7 a/1,1 s, sensitivitasnya adalahKm=20,7/(0,7×10)≈2,9≥2

Nilai yang ditetapkan dari proteksi arus nol 2 arus (sisi sekunder) adalahIdz0R = 1,1×0,03×100/10 = 0,33 A

Pada 0,4 a/1,9 s, sensitivitasnya adalahKm = 11,3/(0,410)≈2,8≥2 untuk memastikan keselamatan pribadi, tegangan kontak harus memenuhi Standar Nasional: Ketika waktu operasi perlindungan lebih dari 1 detik, nilai tegangan kontak adalah 50v.

Titik gangguan ke tegangan tanah adalahUgz= IdRjd=20,7×1=20,7 V<50 V

Di antara mereka, RJD adalah nilai resistansi pentanahan, ≤1,0.

6 Strategi Operasi Grounding Resistensi Tinggi

(1)Ketika terjadi gangguan satu fasa ke tanah dalam sistem, arus hubung singkat terlalu kecil untuk memicu alarm suhu kotak resistansi tegangan tinggi, dan hal ini tidak memengaruhi pengoperasian generator diesel 10KW. Empat generator diesel 10KW terhubung ke tanah resistansi tinggi di titik netral.

(2)ketika terjadi kesalahan satu fasa ke tanah dalam sistem, arus hubung singkat lebih besar, yang membuat alarm suhu kotak resistansi tegangan tinggi, dan sistem kontrol generator diesel 10KW mengontrol empat kontaktor AC tegangan tinggi untuk memutus resistansi tinggi dari pentanahan netral, empat generator diesel 10 kW beroperasi dalam mode netral tanpa pentanahan.

(3)Empat generator diesel 10KW dioperasikan dalam mode titik netral tanpa grounding, dan arus kapasitansi kabel sistem ke bumi I ∑ cL dihitung seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2. Seperti yang dapat dilihat dari tabel 2, arus kapasitansi saluran pusat Shanghai sekitar 4A.

Tabel 2 perhitungan arus kapasitansi Bumi I ∑ cL kabel sistem

Arus kapasitansi kabinet distribusi dan sistem pembentuk kabel ke tanah adalahSaya∑c= α(1+β)I∑cL=1,3×(1+15%)×4=6 A

Rumusnya adalah sebagai berikut: (1,2 ~ 1,8) sebagai Koefisien kebebasan, (15% ~ 20%) sebagai tingkat pengaruh peralatan distribusi daya.

(4) sensitivitas proteksi arus urutan nol (proteksi cadangan ≥1,5) adalah

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

(4)Pengaruh mode operasi titik netral tanpa pentanahan terhadap generator diesel 10KW. Arus gangguan satu fasa ke tanah adalah 6A, mode operasi maksimum adalah 1,5A untuk generator diesel 410KW, dan mode operasi minimum adalah 2,0A untuk generator diesel 310KW, tidak memengaruhi generator diesel 10KW.

7 Diagram Sistem Resistensi Pentanahan Netral

Sistem resistor pentanahan netral generator diesel tegangan tinggi darurat 10KW Pusat Shanghai ditunjukkan pada gambar 3.

Gambar 3. Sistem resistor pentanahan netral generator diesel tegangan tinggi darurat 10 kW

8. Kesimpulan

Pentanahan netral generator diesel tegangan tinggi 10KW merupakan masalah ekonomi yang sangat luas. Setiap negara dan kota memiliki metode pentanahan netral yang berbeda, yang sebagian besar didasarkan pada pengalaman dan tradisi operasional masing-masing.