Pētījums par augstsprieguma neitrālo zemējuma režīmu10 kW dīzeļdegviela Ģenerators

0 Ievads

Elektrisko savienojumu starp sadales tīkla neitrālo punktu un zemi sauc par neitrālā punkta zemējuma režīmu, ko sauc arī par neitrālā punkta darbības režīmu. Neitrālā punkta zemējuma metode ir ļoti plaša tehniska un ekonomiska problēma. Dažādi zemējuma režīmi tieši ietekmēs pārspriegumu, elektroiekārtu izolācijas līmeni, elektrotīkla uzticamību, releju aizsardzības selektivitāti un jutību, kā arī sakaru līniju traucējumus.

1 neitrālā punkta kopīgs zemējuma ceļš

Energosistēmās ir četri kopējās sistēmas zemējuma veidi:

(1) neitrālais punkts ir tieši iezemēts: augstsprieguma maiņstrāvas barošanas sistēmas neitrālais punkts ir tieši iezemēts. Kad sistēmā rodas vienfāzes zemējuma kļūme, veidojas vienfāzes zemējuma īsslēgums, un īsslēguma strāva ir ļoti liela. Tas ir ļoti noderīgi releja aizsardzībai. Nekļūmes spriegums attiecībā pret zemējumu nepalielinās un neizraisīs periodisku loka pārspriegumu.

(2) LOKA SLĒDZENES SPOLES ZEMĒJUMS: Augstsprieguma maiņstrāvas sistēmas neitrālā loka slāpēšanas spoles zemējums starp neitrālo punktu un zemējumu virknē ar reaktoru, lai kompensētu kapacitatīvo strāvu, ierobežojot vienfāzes zemējuma kļūdas īsslēguma strāvu.

(3)Neitrālais punkts ir iezemēts ar rezistoru (augsta pretestība, zema pretestība): augstsprieguma maiņstrāvas sistēma ir iezemēta ar augstu pretestību neitrālajā punktā, un augsta impedances pretestība ir savienota virknē starp neitrālo punktu un zemējuma punktu, vienfāzes zemējuma kļūmes īsslēguma strāva ir ierobežota līdz 5 ~ 20 A, augstsprieguma maiņstrāvas sistēmas neitrālais punkts ir iezemēts ar zemu pretestību, un zema impedances pretestība ir savienota virknē starp neitrālo punktu un zemējuma punktu, vienfāzes zemējuma kļūmes īsslēguma strāva ir ierobežota līdz 100 ~ 1000 A.

(4)Neitrāls neiezemēts: Augstsprieguma maiņstrāvas sistēmas neitrālais punkts nav iezemēts, vienfāzes zemējuma strāva ir kapacitatīva, ja sistēmā ir vienfāzes zemējuma kļūme. Ja vienfāzes zemējuma strāva ir maza (ne vairāk kā 10 A), sistēma var darboties 1–2 stundas bez kļūmes. Trūkums ir tāds, ka, ja rodas vienfāzes zemējuma kļūme, loka sprauga nevar pats nodzist, ja zemējuma strāva ir liela, kas noved pie pārsprieguma spraugas lokā, apdraud iekārtu, iznīcina izolāciju un pat izraisa daudzfāžu īsslēgumu.

1.1 faktori, kas ietekmē zemējuma metodes izvēli

Zemējuma režīma izvēli ietekmē šādi faktori: 1. Barošanas avota uzticamība; 2. Personālā un iekārtu drošība; 3. Pārsprieguma koeficients; 4. Releju aizsardzība; 5. Investīcijas.

1.2. Visaptverošs izplatīto neitrālo zemējuma režīmu salīdzinājums

Visaptverošs izplatīto neitrālo zemējuma režīmu salīdzinājums ir parādīts 1. tabulā.

1. tabulā sniegts visaptverošs izplatītāko neitrālo zemējuma režīmu salīdzinājums.

2 augstsprieguma 10 kW dīzeļģeneratori

Ja neitrālais punkts nav iezemēts, ja vienfāzes zemējuma īsslēgums atrodas ārpus augstsprieguma 10 kW dīzeļģeneratora, ja kapacitātes strāva pārsniedz noteiktu vērtību, īsslēguma loku nevar pats nodzēst, un to bieži pavada periodiska loka veidošanās. Fāzes uzkrāšanās rada pārspriegumu, izraisot izolācijas bojājumus, un ģeneratora delta savienojuma augstas kārtas harmonika veidos cilpas uzkaršanu, tāpēc parasti tiek izmantots y savienojums. Izturības sprieguma standarts ir 1,5 reizes lielāks par nominālo līnijas spriegumu, t.i., 2,6 u fāze.

Lai nodrošinātu augstsprieguma 10KW drošu darbībudīzeļģeneratorsSistēmā ir jānodrošina, lai sistēmas vienfāzes zemējuma īsslēguma gadījumā nepārspriegums fāzē, kurā nav īsslēguma, būtu mazāks par 2,6 u fāzē, un lai augstsprieguma 10 kW dīzeļģeneratora sistēmas vienfāzes zemējuma īsslēguma gadījumā nepārspriegums fāzē būtu mazāks par 2,6 u fāzē. Ja nav spraugas loka sprieguma, zemējuma punkta pretestības strāvai IR jābūt lielākai par kopējo kapacitātes strāvu I ∑ C, parasti IR ≥ (1,0 ~ 1,5) I ∑ C, kas var vēl vairāk nomākt pārsprieguma daudzkārtni, kas ir mazāka par 2,5 u fāzē. Ja IR ≥ 3,0 I ∑ C (vai Xc/r ≥ 3,0), var tikt panākts iekšējais pārsprieguma slāpēšanas efekts, kā parādīts 1. attēlā.

Augstas pretestības zemējuma režīms darbojas tikai tad, ja zemējuma strāva ir maza, automātiskās loka dzēšanas efekts ir acīmredzams. Tas parasti attiecas uz augstsprieguma sistēmām, kuru zemējuma kapacitātes strāva ir mazāka par 10 A. Šanhajas centra 10 kW dīzeļģeneratora sistēmas kapacitātes strāva I ∑ C ir 6 A.

Analizējot ģeneratora neitrālā punkta pretestības zemējuma mehānismu, lai izpildītu ģeneratora zemējuma veida pamatprasības, elektroģeneratora zemējuma tipā jāizmanto augstas pretestības zemējuma veids.

Priekšrocības: 1. Nodrošina nepārtrauktu barošanu, ja vienfāzes un zemes īsslēguma strāva ir zemāka par augstsprieguma 10 kW dīzeļģeneratora drošības pielaidi, un darbojas kļūmes gadījumā (parasti 2 stundas). 2. Tiek apslāpēts loka pārspriegums, kas samazina pārspriegumu zem 2,6 u fāzē. 3. Vienkārša releja aizsardzība.

TRŪKUMI: 1. Piemērots maza mēroga augstsprieguma sistēmu zemējuma kapacitātes strāvai (mazāk nekā 10A), ierobežojot pielietojuma jomu. Ja vienfāzes zemējuma īsslēguma strāva ir liela, caur pretestību plūstošā strāva radīs pārkaršanas problēmu, un, ja laiks būs pārāk ilgs, pretestība izdegs.

1. att. Sistēmas impedances un pārejas pārsprieguma vairākkārtēja diagramma

3 Neitrālā zemējuma pretestības izvēle avārijas augstsprieguma 10 kW dīzeļģeneratoram Šanhajas centrā

3.1 neitrālās zemējuma pretestības izvēle

Katram 10 kW dīzeļģeneratoru uzņēmumam ir atšķirīgas 10 kW dīzeļģeneratora neitrālās zemējuma pretestības izvēles un kontroles metodes, un Ķīnā tam nav vienota regulējuma.

(1)Zemējuma strāva tiek kontrolēta 100–150 A, 10–30 A un 10% no nominālās strāvas.

(2)vairāki 10 kW dīzeļģeneratori + vairāki kontaktori + viena pretestības zemējuma shēma un vairāki 10 kW dīzeļģeneratori + vairāki kontaktori + vairāku pretestību zemējuma shēma. Pirmajam ir zemas izmaksas un maza platība, taču tā vadības loģika ir sarežģīta, otrajam - gluži pretēji.

(3)darbojas vairāki 10 kW dīzeļģeneratori ar vienu kontaktoru, kas aizveras, lai kontrolētu cirkulāciju, un ir vairāki kontaktori, kas aizveras ar cirkulācijas regulatoru.

Šanhajas centra avārijas augstsprieguma 10 kW dīzeļģeneratora neitrālā zemējuma pretestība ir

Tāpēc tiek izvēlēti 4 komplekti ar 2500 kW (gaidīšanas režīma jauda)/10,5 KV, 1 komplekts ar 303 augstsprieguma pretestības kārbu ar temperatūras trauksmi un 4 komplekti ar augstsprieguma maiņstrāvas kontaktoriem.

4. vienas fāzes zemējuma īsslēguma strāvas aprēķins ar augstu pretestību

Vienfāzes zemējuma kļūmes kabeļa īsslēguma strāvas shematiska diagramma parādīta 2. attēlā.

2. att. Kabeļa īsslēguma strāvas shematiska diagramma ar vienfāzes zemējuma kļūmi

Vienfāzes zemējuma kļūmes īsslēguma strāva ar pilnīgu kabeļa metālisko īpašību ir

ICX ir aizsargājamās līnijas kapacitātes strāva, īsākā kabeļa kapacitātes strāva Šanhajas centrā ir 0,15 A, bet garākā kabeļa kapacitātes strāva ir 0,7 A.

5 Kabeļa bojājuma punkts iet caur pārejas pretestību RG = (30 ~ 300), un vienfāzes zemējuma bojājuma īsslēguma strāva ir

Kopējā īsslēguma strāva ir 20,7 A, kad avārijas augstsprieguma 10 kW dīzeļģeneratora sistēmā rodas vienas fāzes īsslēgums ar zemi. Maksimālais darbības režīms ir

5,2 A katram no četriem 10 kW dīzeļģeneratoriem, minimālais darbības režīms ir 310 kW dīzeļģenerators, katra strāvas slodze 6,9 ​​A, neietekmē 10 kW dīzeļģeneratora darbību.

5Nulles secības strāvas aizsardzības aprēķins augstas pretestības zemējuma līnijai un nulles secības strāvas aizsardzībai augstsprieguma pretestības kārbai

5.1 Nulles secības strāvas aizsardzības pārvades līniju Idz0x aprēķins

Nulles secības strāvas aizsardzības iestatījums ir Idz0x = KIcx atbilstoši aizsargājamās līnijas kapacitatīvās strāvas stāvoklim.

Sadaļā: K —— Uzticamības koeficients, 4 ~ 5.

Jutība ir: Km = ID/IDZ0X ≥2

Km ≥2 galvenajai aizsardzībai un Km ≥1,5 rezerves aizsardzībai.

LĪNIJAS NULLES SECĪBAS CT konversijas koeficients ir 100/1, nulles strāvas 1 strāvas aizsardzības iestatījums (sekundārā puse) irIdz0x=5×0,53/100=0,0265 A

Pie 0,06 a/0,8 s jutība irKm=20,7/(0,06×100)≈3,4≥2

Nulles strāvas 2 strāvas aizsardzības (sekundārās puses) iestatītā vērtība irIdz0x = 4 × 0,53 / 100 = 0,0212 A

Pie 0,03/1,6 s jutība irKm=11,3/(0,03 × 100)≈3,8≥2

Idz0R nulles secības strāvas aizsardzības aprēķins 5,2 augstsprieguma pretestības kārbai

Tas ir 1,1 ~ 1,2 reizes lielāks par apakšējās nulles secības aizsardzības iestatīto vērtību, un laika ierobežojums ir 0,3 s.

Augstsprieguma pretestības kārbas nulles secības CT attiecība ir 50/5, un nulles strāvas 1 strāvas aizsardzības vērtība (sekundārā puse) irIdz0R = 1,1 × 0,06 × 100 / 10 = 0,66 A

Pie 0,7 a/1,1 s jutība irKm=20,7/(0,7×10)≈2,9≥2

Nulles strāvas 2 strāvas aizsardzības (sekundārās puses) iestatītā vērtība irIdz0R = 1,1 × 0,03 × 100 / 10 = 0,33 A

Pie 0,4 a/1,9 s jutība irKm = 11,3/(0,410)≈2,8≥2. Lai nodrošinātu personisko drošību, kontakta spriegumam jāatbilst valsts standartam: ja aizsardzības darbības laiks ir ilgāks par 1 s, kontakta sprieguma vērtība ir 50 V.

Zemējuma sprieguma kļūmes punkts irUgz= IdRjd=20,7×1=20,7 V<50 V

Starp tiem RJD ir zemējuma pretestības vērtība, ≤1,0.

6 Augstas pretestības zemējuma darbības stratēģija

(1)Kad sistēmā rodas vienfāzes zemējuma kļūme, īsslēguma strāva ir pārāk maza, lai signalizētu par augstsprieguma pretestības kārbas temperatūru, un tā neietekmē 10 kW dīzeļģeneratora darbību. Četri 10 kW dīzeļģeneratori ir pievienoti augstas pretestības zemējumam neitrālajā punktā.

(2)Kad sistēmā rodas vienfāzes zemējuma kļūme, īsslēguma strāva ir lielāka, kas izraisa augstsprieguma pretestības kārbas temperatūras trauksmi, un 10 kW dīzeļģeneratora vadības sistēma kontrolē četrus augstsprieguma maiņstrāvas kontaktorus, lai pārtrauktu neitrālā zemējuma augsto pretestību, četri 10 kW dīzeļģeneratori darbojas neitrālā, neiezemētā režīmā.

(3)Četri 10 kW dīzeļģeneratori darbojas neitrālā punkta neiezemētā režīmā, un sistēmas kabeļa kapacitātes strāva uz zemi I ∑ cL tiek aprēķināta, kā parādīts 2. tabulā. Kā redzams 2. tabulā, Šanhajas centra līnijas kapacitātes strāva ir aptuveni 4 A.

2. tabulā sniegts sistēmas kabeļa zemes kapacitātes strāvas I ∑ cL aprēķins.

Sadales skapja un kabeļu-zemējuma veidošanas sistēmas kapacitātes strāva irI∑c= α(1+β)I∑cL=1,3 × (1 + 15 %) × 4 = 6 A

Formula ir šāda: (1,2 ~ 1,8) ir brīvības koeficients, (15% ~ 20%) ir elektroenerģijas sadales iekārtu ietekmes ātrums.

(4) nulles secības strāvas aizsardzības jutība (rezerves aizsardzība ≥1,5) ir

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

(4)Neitrālā punkta neiezemēta darbības režīma ietekme uz 10 kW dīzeļģeneratoru. Vienfāzes īsslēguma strāva uz zemi ir 6 A, maksimālais darbības režīms ir 1,5 A 410 kW dīzeļģeneratoram un minimālais darbības režīms ir 2,0 A 310 kW dīzeļģeneratoram, neietekmē 10 kW dīzeļģeneratoru.

7 Neitrālas zemējuma pretestības sistēmas shēma

Šanhajas centra avārijas augstsprieguma 10 kW dīzeļģeneratora neitrālā zemējuma rezistora sistēma ir parādīta 3. attēlā.

3. attēls. Avārijas augstsprieguma 10 kW dīzeļģeneratora neitrālā zemējuma rezistora sistēma

8. Secinājums

Augstsprieguma 10 kW dīzeļģeneratora neitrālās iezemēšanas jautājums ir ļoti plašs ekonomisko jautājumu loks. Dažādās valstīs un pilsētās vienā valstī ir atšķirīgas neitrālās iezemēšanas metodes, kas galvenokārt balstās uz viņu pašu ekspluatācijas pieredzi un tradīcijām.