Истраживање начина уземљења неутралног точка високог напона10KW дизел Генератор

0 Увод

Електрична веза између неутралне тачке и земље дистрибутивне мреже назива се режим уземљења неутралне тачке, такође познат као режим рада неутралне тачке. Која врста методе уземљења се користи за неутралну тачку је веома широк технички и економски проблем. Различити режими уземљења директно ће утицати на пренапон, ниво изолације електричне опреме, поузданост електроенергетске мреже, селективност и осетљивост релејне заштите и сметње комуникационих линија.

1 неутрална тачка заједничког уземљења

Постоје четири врсте уобичајеног уземљења система у електроенергетским системима:

(1) неутрална тачка је директно уземљена: неутрална тачка високонапонског наизменичног система напајања је директно уземљена. Када се у систему догоди једнофазни спој са земљом, формираће се једнофазни кратки спој са земљом и струја кратког споја је веома велика, што је веома корисно за заштиту релеја, не повећава се напон без квара у односу на напон уземљења и неће изазвати повремени пренапон лука.

(2) УЗЕМЉЕЊЕ ЗАВИЈКЕ ЗА СУЗБИЈАЊЕ ЛУКА: Уземљење завојнице за сузбијање лука у неутралном делу високонапонског система наизменичне струје, између неутралне тачке и уземљења у серији са реактором за компензацију капацитивне струје, ограничава струју кратког споја једнофазног уземљења.

(3)Неутрална тачка је уземљена отпорником (висок отпор, низак отпор): систем напајања високим напоном наизменичне струје је уземљен високим отпором у неутралној тачки, а отпор високе импедансе је повезан серијски између неутралне тачке и тачке уземљења, струја кратког споја једнофазног уземљења је ограничена на 5 ~ 20А, неутрална тачка система напајања високим напоном наизменичне струје је уземљена ниским отпором, а отпор ниске импедансе је повезан серијски између неутралне тачке и тачке уземљења, струја кратког споја једнофазног уземљења је ограничена на 100 ~ 1000А.

(4)Неутрална тачка без уземљења: Неутрална тачка високонапонског наизменичног система напајања је неуземљена, једнофазна струја уземљења је капацитивна струја када систем има једнофазни квар уземљења. Када је једнофазна струја уземљења мала (не више од 10 А), систем може да ради 1 ~ 2 сата са кваром. Мана је што када дође до једнофазног квара уземљења, лук се не може сам угасити када је струја уземљења велика, што доводи до пренапона лука у зазору, угрожава опрему, уништава изолацију, па чак и изазива вишефазни кратки спој.

1.1 фактори који утичу на избор методе уземљења

Фактори који утичу на избор начина уземљења су: 1 Поузданост напајања; 2 Безбедност људи и опреме; 3 фактор пренапона; 4 релејна заштита; 5 инвестиција.

1.2 свеобухватно поређење уобичајених начина уземљења неутралног вода

Свеобухватно поређење уобичајених начина уземљења неутралног вода приказано је у Табели 1.

Табела 1 свеобухватно поређење уобичајених начина уземљења неутралног вода

2 високонапонска дизел генератора од 10 kW

Када је неутрална тачка неуземљена, ако се једнофазни спој са земљом налази изван високонапонског дизел генератора од 10 kW, а капацитивна струја је већа од одређене вредности, лук се не може сам угасити, често је праћен повременим луком. Нагомилана фаза ствара пренапон, што доводи до оштећења изолације, а виши хармоник повезан са делта спојем генератора ће формирати петљу загревања, па се генерално користи Y веза. Стандардни напон издржљивости је 1,5 пута већи од номиналног напона мреже, тј. 2,6 U фаза.

Да би се осигурао безбедан рад високонапонског електране од 10 kWдизел генераторсистем, неопходно је осигурати да је пренапон фазе без квара мањи од 2,6 u фазе у случају једнофазног споја са земљом система, и да је пренапон фазе без квара мањи од 2,6 u фазе у случају једнофазног споја са земљом високонапонског система дизел генератора од 10 kW. Ако нема напона лука у размаку, струја отпора IR тачке уземљења треба да буде већа од укупне струје капацитивности I∑C, генерално IR ≥ (1,0 ~ 1,5) I∑C, што може додатно сузбити вишеструки пренапон мањи од 2,5 u фазе. Када је IR ≥ 3,0 I∑C (или Xc/r ≥ 3,0), може се задовољити ефекат сузбијања унутрашњег пренапона, као што је приказано на слици 1.

Режим уземљења са високим отпором само када је струја уземљења мала, ефекат аутоматског гашења лука је очигледан, генерално се примењује на струју капацитивности уземљења мању од 10А високонапонског система, струја капацитивности I ∑ C система дизел генератора од 10КВ у центру Шангаја је 6А.

Анализирајући механизам уземљења отпора неутралне тачке генератора, како би се испунили главни захтеви типа уземљења генератора, код типа уземљења електричног генератора треба усвојити тип уземљења високог отпора.

Предности: 1. обезбеђивање континуитета напајања, када је струја једнофазног споја са земљом нижа од безбедносне толеранције високонапонског дизел генератора од 10 kW, са радом у случају квара (генерално 2 сата). 2. Пренапон лука у размаку је потиснут, што чини пренапон нижим од 2,6 μ фазе. 3. Једноставна релејна заштита.

НЕДОСТАЦИ: 1. Погодно за струју уземљења капацитивности малог високонапонског система (мање од 10 А), што ограничава употребу осцилоскопа. Када је струја кратког споја једнофазног споја са земљом велика, струја која тече кроз отпорник ће изазвати проблем са загревањем, а отпорник ће се прегорети ако је време предуго.

Сл. 1 Дијаграм системске импедансе и вишеструког транзијентног пренапона

3 Избор отпора неутралног уземљења за хитни високонапонски дизел генератор од 10 kW у центру Шангаја

3.1 избор отпора уземљења неутралног вода

Свака компанија за дизел генераторе од 10 kW има различите методе избора и контроле отпора уземљења неутралног вода дизел генератора од 10 kW, а у Кини не постоји јединствена регулатива за ово.

(1)Струја уземљења се контролише на 100 ~ 150A, 10 ~ 30a и 10% номиналне струје.

(2)вишеструки дизел генератор од 10 kW + вишеструки контактори + једна шема отпорног уземљења, и вишеструки дизел генератор од 10 kW + вишеструки контактори + шема вишеструког отпорног уземљења. Први има ниску цену и малу површину, али му је логика управљања компликована, други, напротив.

(3)Постоји неколико дизел генератора од 10 kW који раде са једним контактором који се затвара за контролу циркулације, а постоји и неколико контактора који се затварају са контролером циркулације.

Отпор уземљења неутралног жице дизел генератора високог напона у Шангајском центру за хитне случајеве од 10 kW је

Стога су изабрана 4 сета од 2500 kW (снага у стању приправности) / 10,5 KV, 1 сет кутије за отпорност високог напона 303 са температурним алармом и 4 сета контактора високог напона наизменичне струје.

4 прорачун струје кратког споја једнофазног споја са земљом са високим отпором

Шематски дијаграм струје кратког споја кабла са једнофазним спојем са земљом приказан је на слици 2.

Сл. 2 шематски дијаграм струје кратког споја кабла са једнофазним спојем са земљом

Струја кратког споја једнофазног споја са земљом са потпуно металним својствима кабла је

ICX је капацитивна струја заштићене линије, капацитивна струја најкраћег кабла у Шангајском центру је 0,15 A, а капацитивна струја најдужег кабла је 0,7 a.

5 Тачка квара кабла пролази кроз прелазни отпор RG = (30 ~ 300), а струја кратког споја једнофазног споја са земљом је

Укупна струја кратког споја је 20,7 A када се догоди једнофазни спој са земљом у систему високонапонског дизел генератора од 10 kW за хитне случајеве. Максимални режим рада је

5,2 a за сваки од четири дизел генератора од 10 kW, минимални режим рада је дизел генератор од 310 kW, свако струјно оптерећење 6,9 a, не утиче на рад дизел генератора од 10 kW.

5Израчунавање заштите од струје нулте секвенце за уземљивач високог отпора и заштите од струје нулте секвенце за кутију отпора високог напона

5.1 Idz0x прорачун далековода за заштиту од струје нулте секвенце

Подешавање заштите од струје нулте секвенце је Idz0x = KIcx према стању капацитивне струје заштићене линије.

Испод: K —— Коефицијент поузданости, 4 ~ 5.

Осетљивост је: Km = ID/IDZ0X ≥2

Km ≥2 за главну заштиту и Km ≥1,5 за резервну заштиту.

Однос конверзије струје НУЛТЕ ЛИНИЈЕ је 100/1, подешавање струјне заштите нулте струје 1 (секундарна страна) јеIdz0x=5×0,53/100=0,0265 А

На 0,06 a/0,8 s, осетљивост јеКм=20,7/(0,06×100)≈3,4≥2

Подешена вредност заштите од нуле струје 2 (секундарна страна) јеIdz0x= 4×0,53/100=0,0212 Å

На 0,03/1,6 с, осетљивост јеКм=11,3/(0,03×100)≈3,8≥2

Idz0R прорачун заштите од струје нулте секвенце за кутију отпора високог напона 5.2

То је 1,1 ~ 1,2 пута веће од подешене вредности доње нулте секвенце заштите, а временско ограничење је 0,3 с.

Однос струје нулте секвенце кутије отпорника високог напона је 50/5, а вредност заштите од струје нулте струје 1 (секундарна страна) јеIdz0R = 1,1 × 0,06 × 100 / 10 = 0,66 А

При 0,7 a/1,1 s, осетљивост јеKm=20,7/(0,7×10)≈2,9≥2

Подешена вредност заштите од нуле струје 2 (секундарна страна) јеIdz0R = 1,1 × 0,03 × 100 / 10 = 0,33 А

При 0,4 a/1,9 s, осетљивост јеKm = 11,3/(0,410)≈2,8≥2 Да би се осигурала лична безбедност, контактни напон треба да испуњава национални стандард: Када је време деловања заштите дуже од 1s, вредност контактног напона је 50v.

Напон споја са земљом јеУгз= ИдРјд=20,7×1=20,7 В<50 В

Међу њима, RJD је вредност отпора уземљења, ≤1,0.

6 Стратегија рада уземљења високог отпора

(1)Када се у систему догоди једнофазни спој са земљом, струја кратког споја је премала да би алармирала температуру кутије високонапонског отпора и не утиче на рад дизел генератора од 10 kW. Четири дизел генератора од 10 kW су повезана са уземљењем високог отпора у неутралној тачки.

(2)Када се у систему догоди једнофазни спој са земљом, струја кратког споја је већа, што доводи до алармног сигнала температуре кутије отпорника високог напона, а систем управљања дизел генератором од 10 kW контролише четири контактора високог напона наизменичне струје како би прекинуо висок отпор неутралног уземљења, четири дизел генератора од 10 kW раде у неутралном неуземљеном режиму.

(3)Четири дизел генератора од 10 kW раде у режиму без уземљења у неутралној тачки, а капацитивна струја системског кабла према земљи I ∑ cL израчуната је као што је приказано у Табели 2. Као што се може видети из Табеле 2, капацитивна струја линије центра Шангаја је око 4A.

Табела 2 прорачун струје капацитивности земље I ∑ cL системског кабла

Капацитивна струја разводног ормара и система за формирање кабла и уземљења јеI∑c= α(1+β)I∑cL=1,3 × (1 + 15%) × 4 = 6 А

Формула је следећа: (1,2 ~ 1,8) као коефицијент слободе, (15% ~ 20%) као стопа утицаја опреме за дистрибуцију електричне енергије.

(4) осетљивост заштите од струје нулте секвенце (резервна заштита ≥1,5) је

Км= (И∑ц-Ицк)/Идз0к=(6-0,53)/3≈1,8≥1,5

(4)Утицај режима рада са неуземљеном неутралном тачком на дизел генератор од 10 kW. Струја једнофазног споја са земљом је 6 A, максимални режим рада је 1,5 A за дизел генератор од 410 kW, а минимални режим рада је 2,0 A за дизел генератор од 310 kW, не утиче на дизел генератор од 10 kW.

7 Дијаграм система отпора уземљења неутралног вода

Систем отпорника за уземљење неутралног дела дизел генератора високог напона од 10 kW у Шангајском центру за хитне случајеве приказан је на слици 3.

Сл. 3 систем отпорника за уземљење неутралног нуклеарног стања дизел генератора од 10 kW за хитне случајеве

8. Закључак

Уземљење неутралне тачке високонапонског дизел генератора од 10 kW је веома широк спектар економских питања. Различите земље и градови у једној земљи имају различите методе уземљења неутралне тачке, које се углавном заснивају на њиховом сопственом радном искуству и традицији.