本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)中性點接地裝置，更涉及到一種大型水力發(fā)電機(jī)中性點高感抗接地裝置。當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生單相接地故障時，本發(fā)明裝置能有效減小接地故障點電流，將其限制在15A以內(nèi)、并限制發(fā)電機(jī)健全相的過電壓倍數(shù)在2.6倍額定相電壓以下。本發(fā)明裝置外形美觀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便、運行安全可靠、繼電保護(hù)裝置相對簡單的特點?？蓮V泛運用于大型水力發(fā)電機(jī)中性點接地系統(tǒng)中，也適用于其他需要限制單相接地故障時，故障點電流達(dá)到希望值，健全相過電壓小于2.6倍的電力系統(tǒng)中。

背景技術(shù)：

發(fā)電機(jī)中性點高感抗接地裝置是根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和大型水力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)中性點接地的規(guī)程規(guī)定以及市場需求研發(fā)的一種產(chǎn)品。目前在國內(nèi)大中型水力發(fā)電廠中，發(fā)電機(jī)中性點接地裝置通常采用兩種方式，一種為發(fā)電機(jī)中性點經(jīng)帶二次電阻器的接地變壓器接地（高阻接地）。另一種為發(fā)電機(jī)中性點經(jīng)電抗器（消弧線圈）接地。這兩種方式均能有效限制發(fā)生單相接地故障時，發(fā)電機(jī)健全相的過電壓倍數(shù)。這兩種方式的區(qū)別在于，選用第一種接地裝置方式，當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)單相接地故障時，接地故障電流大于發(fā)電機(jī)三相對地電容電流（一般為√2倍），發(fā)電機(jī)會瞬時跳閘。這種接地方式對于單相接地故障電流小于15~20A的發(fā)電機(jī)運行還是安全的。但是，對于特大型水力發(fā)電機(jī)三相對地電容電流通常大于20-30A，有的接地故障電流甚至?xí)^45A。在這種工況下，即使接地保護(hù)正確動作跳閘發(fā)電機(jī)，都有可能燒壞發(fā)電機(jī)定子鐵心，擴(kuò)大接地故障范圍，甚至發(fā)展成為相間短路，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。選用第二種型式，由于中性點電抗器電流與發(fā)電機(jī)對地電容電流相位相差180°，因此能有效減小發(fā)電機(jī)接地故障電流，不需要發(fā)電機(jī)瞬時跳閘。這種接地方式對于一般中小型水力發(fā)電機(jī)有較長時間的運行經(jīng)驗也是安全的。但是，對于有些發(fā)電機(jī),特別是大型特大型水力發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)定子線圈對地電容電流很大（20~30A甚至更大）單相接地故障時用消弧線圈線圈補償會因為故障點接地電流含有豐富的三、五次及高次諧波電流，許多情況下故障點接地電流不能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)程）規(guī)定的數(shù)值（1.5-3A）。消弧線圈接地還會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)正常工作時的中性點位移電壓升高，可能超過國標(biāo)規(guī)定的不平衡度小于 10%的要求。同時由于發(fā)電機(jī)運行工況的變化有可能出現(xiàn)諧振以及補償不良，影響發(fā)電機(jī)正常安全運行?？傊?，對于大型特大型水力發(fā)電機(jī)，這兩種接地方式都有其不足之處，給發(fā)電機(jī)安全運行帶來風(fēng)險。

本發(fā)明發(fā)電機(jī)中性點高感抗接地裝置同時具備上述兩種接地裝置方式的優(yōu)點，又避免了兩種接地方式的不足。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，能在限制健全相過電壓倍數(shù)在合理范圍內(nèi)的基礎(chǔ)上，將接地故障電流限制在15A以內(nèi)。能保證發(fā)電機(jī)正常工作時的中性點位移電壓處在允許范圍內(nèi)。還能實現(xiàn)繼電保護(hù)瞬時跳閘的要求。如果接地故障電流小于15A，發(fā)電機(jī)單相接地保護(hù)又能正確動作，0.4秒內(nèi)跳閘發(fā)電機(jī)并投入滅磁開關(guān)，則發(fā)電機(jī)定子鐵心燒損的程度會大大減輕，就能保護(hù)發(fā)電機(jī)的安全運行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是在于提供了一種發(fā)電機(jī)中性點接地裝置，特指是一種結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單，運行維護(hù)方便的發(fā)電機(jī)中性點高感抗接地裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施：

一種發(fā)電機(jī)中性點高感抗接地裝置，它由接地變壓器、二次電抗器、二次電阻器、一、二次電流互感器、隔離開關(guān)和若干電氣控制元件、外殼等組成。其特征在于：接地變壓器、二次電抗器、二次電阻器、一、二次電流互感器、隔離開關(guān)以及電氣控制元件均布置在一個封閉的外殼內(nèi)，發(fā)電機(jī)中性點引線連接到接地變壓器線圈一次首端端子，通過接地變壓器線圈一次尾端端子接地。二次電抗器和二次電阻器并聯(lián)接在接地變壓器的二次端子上。二次電抗器及電流互感器均布置在二次電阻器的下方。

接地變壓器為干式單相全絕緣變壓器，其絕緣采用環(huán)氧澆注型式。制作材料選用優(yōu)質(zhì)硅鋼片以及足夠截面的銅線材，以使接地變壓器的總損耗不超過1.5%額定容量。接地變壓器選用低短路阻抗型式設(shè)計，短路阻抗百分比≤3%。其他參數(shù)滿足國標(biāo)對干式電力變壓器的要求。

二次電抗器為干式單相，全屏蔽空心結(jié)構(gòu)，線圈選用箔式繞組（14），根據(jù)額定發(fā)熱電流的大小確定其截面積，以保證正常工作時，線圈溫升不超過60K。線圈外裝有硅鋼片屏蔽鐵芯（15）,與線圈一起緊固后裝在一個鋁屏蔽罩（16）之中，固定在二次電阻器的下方。二次電抗器的電感量由發(fā)電機(jī)三相對地電容電流和要求所需要的接地故障電流值計算得到，考慮到現(xiàn)場的實際工況以及方便調(diào)整，二次電抗器應(yīng)設(shè)置最少不低于5個抽頭。

二次電阻器為干式單相片狀格柵式結(jié)構(gòu)，電阻片材料為鎳鉻合金。電阻片（17）與片之間使用耐火絕緣子支撐，所有連接頭均采同樣材料焊接而成。二次電阻器采用往復(fù)式曲折型對稱布置，無感法制作，本身電感量極小，不會影響到二次電抗器的計算以及補償效果。二次電阻器的電阻值由發(fā)電機(jī)三相對地電容電流和保護(hù)規(guī)程要求所需要的接地故障電流值計算得到，考慮到現(xiàn)場的實際工況以及方便調(diào)整，二次電阻器應(yīng)設(shè)置最少不低于5個抽頭。

發(fā)電機(jī)中性點高阻抗接地裝置的所有元器件均裝在一個封閉的外殼之內(nèi)，外殼落地安裝，具備優(yōu)良的外觀以及機(jī)械強(qiáng)度，同時外形尺寸考慮柜內(nèi)留有足夠的散熱空間。

附圖說明

圖1為一種發(fā)電機(jī)中性點高感抗接地裝置電氣原理圖。

圖2為一種發(fā)電機(jī)中性點高感抗接地裝置外形圖。

圖3為一種發(fā)電機(jī)中性點高感抗接地裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

圖4為二次電抗器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為二次電阻器結(jié)構(gòu)示意圖。

其中: 進(jìn)線端子（1）、隔離開關(guān)（2）、接地變壓器（3）、一次首端端子（4）、一次尾端端子（5）、一次電流互感器（6）、二次電流互感器（7）、二次電抗器（8）、二次電阻器（9）、外殼（10）、接地變壓器二次端子（11）（12）、接地端子（13），二次電抗器箔式繞組（14）、屏蔽鐵芯（15）、鋁屏蔽罩（16），二次電阻器電阻片（17）。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

一種發(fā)電機(jī)中性點高感抗接地裝置，它是由進(jìn)線端子（1）、隔離開關(guān)（2）、接地變壓器（3）、一次首端端子（4）、一次尾端端子（5）、一次電流互感器（6）、二次電流互感器（7）、二次電抗器（8）、二次電阻器（9）、外殼（10）、接地變壓器二次端子（11）（12）、接地端子（13）組成，其特征在于：發(fā)電機(jī)中性點經(jīng)過電纜或聯(lián)接排（線）接在本裝置的進(jìn)線端子（1）上，通過隔離開關(guān)（2）接入接地變壓器（3）的一次首端端子（4），再經(jīng)過接地變壓器一次尾端端子（6）和一次電流互感器（7）接到外殼（10）上。外殼（10）設(shè)有專用接地端子（13）與接地網(wǎng)相連。這樣就完成了本裝置的一次部分的接線。

接地變壓器（3）的二次端子（11）上聯(lián)接有二次電抗器（8）和二次電阻器（9）的各一個接線排，同時，二次端子（11）還與外殼（10）用銅排相連接地。接地變壓器（3）的二次端子（12）通過二次電流互感器（7）后，與二次電抗器（8）和二次電阻器（9）的各另一個接線排相連。這樣二次電抗器（8）和二次電阻器（9）就并聯(lián)連接在接地變壓器（3）的二次側(cè)。

接地變壓器（3）二次側(cè)聯(lián)接的二次電抗器（8）的感抗和二次電阻器（9）的電阻，通過變比變換，轉(zhuǎn)換到接地變壓器（3）一次側(cè)，成為高感抗，達(dá)到高感抗接地的要求。改變的二次電阻器（9）的電阻值和二次電抗器（8）的感抗值，就能實現(xiàn)不同數(shù)值的接地感抗，實現(xiàn)發(fā)電機(jī)單相接地故障時的故障電流為設(shè)計值（需方要求值），限制健全相過電壓，提供繼電保護(hù)跳閘信號的目的。