扩大单元接线的发电机中性点接地系统参数校核方法与流程

1.本技术属于电力系统技术领域，尤其涉及一种扩大单元接线的发电机中性 点接地系统参数校核方法。


背景技术：

2.扩大单元接线为采用两台发电机与一台变压器相联组成的单元。当发电机 出口发生单相接地时，单相接地故障电流为单相接地电容电流与两台发电机中 性点电流的矢量和，单相接地电容电流为两台发电机出口至变压器低压侧所有 设备包括发电机定子绕组、主变压器低压绕组以及励磁变压器、厂用变压器、 电缆、母线等对地电容电流之和。扩大单元接线与单元接线的接地装置参数设 计不同，且无法采用孤网双机并联运行进行试验。
3.因此，需要研发一种扩大单元接线的发电机中性点接地系统参数校核方法。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本技术实施例提供了一种扩大单元接线的发电机中性点接 地系统参数校核方法，可有效验证扩大单元接线的发电机中性点接地系统性能， 确定发电机中性点接地方式是否满足技术要求，所述技术方案如下：
5.本技术提供一种扩大单元接线的发电机中性点接地系统参数校核方法，包 括采用单机接地系统试验参数校核双机中性点接地系统参数，包括以下步骤：
6.步骤一：建立扩大单元接线的发电机中性点接地系统的数学模型；步骤二：确 定扩大单元接线的发电机中性点接地系统参数校核方法；其中，所述步骤二中 扩大单元接线的发电机中性点接地系统参数包括发电机中性点不对称电压、中 性点位移电压、单相接地电容电流、单相接地最大故障电流。
7.例如，在一个实施例提供的所述扩大单元接线的发电机中性点接地系统参 数校核方法中，所述步骤二中，双机单相对地电容c的计算公式为：
8.c＝c1 c29.其中，c1、c2分别为两发电机定子绕组单相对地总电容，f。
10.例如，在一个实施例提供的所述扩大单元接线的发电机中性点接地系统参 数校核方法中，所述步骤二中，双机总电感l的计算公式为：
[0011][0012]
其中，l1、l2分别为两发电机的电感。
[0013]
例如，在一个实施例提供的所述扩大单元接线的发电机中性点接地系统参 数校核方法中，所述步骤二中，双机单相对地总电容电流ic的计算公式为：
[0014][0015]
其中，un为发电机定子绕组额定线电压，v；ω为角速度。
[0016]
例如，在一个实施例提供的所述扩大单元接线的发电机中性点接地系统参 数校核方法中，所述步骤二中，双机中性点总阻性电流ir的计算公式为：
[0017][0018]
其中，r1、r2分别为两发电机的中性点接地电阻。
[0019]
例如，在一个实施例提供的所述扩大单元接线的发电机中性点接地系统参 数校核方法中，所述步骤二中，双机中性点总感性电流i
l
的计算公式为：
[0020][0021]
例如，在一个实施例提供的所述扩大单元接线的发电机中性点接地系统参 数校核方法中，所述步骤二中，双机单相接地故障电流id的计算公式为：
[0022][0023]
例如，在一个实施例提供的所述扩大单元接线的发电机中性点接地系统参 数校核方法中，所述步骤二中，脱谐度v的计算公式为：
[0024][0025]
例如，在一个实施例提供的所述扩大单元接线的发电机中性点接地系统参 数校核方法中，所述步骤二中，阻尼率d的计算公式为：
[0026][0027]
例如，在一个实施例提供的所述扩大单元接线的发电机中性点接地系统参 数校核方法中，所述步骤二中，位移电压系数m的计算公式为：
[0028]
本技术的扩大单元接线的发电机中性点接地系统参数校核方法所带来的有 益效果为：本技术通过建立扩大单元接线的发电机中性点接地系统的数学模型； 确定扩大单元接线的发电机中性点接地系统参数校核方法，为摸索扩大单元接 线发电机中性点接地方式的规律和确定发电机中性点接地装置的参数和性能， 开展扩大单元接线发电机中性点接地系统参数试验，包括发电机中性点不对称 电压、中性点位移电压、单相接地电容电流、单相接地最大故障电流试验，提 出一种采用单机接地系统试验参数校核双机中性点接地系统参数的方法，本申 请能有效评估扩大单元接线的发电机中性点接地装置参数性能，验证扩大单元 接线发电机中性点接地方式和接地装置参数是否满足技术要求。
附图说明
[0029]
为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是
本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]
图1是发电机中性点接地系统原理图；
[0031]
图2是发电机中性点接地系统参数试验接线示意图。
具体实施方式
[0032]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0033]
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领 域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第 二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不 同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件 或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元 件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械 的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、
ꢀ“
左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后， 则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0034]
本技术提供一种扩大单元接线的发电机中性点接地系统参数校核方法，包 括采用单机接地系统试验参数校核双机中性点接地系统参数，包括以下步骤： 步骤一：建立扩大单元接线的发电机中性点接地系统的数学模型；步骤二：确 定扩大单元接线的发电机中性点接地系统参数校核方法；其中，所述步骤二中 扩大单元接线的发电机中性点接地系统参数包括发电机中性点不对称电压、中 性点位移电压、单相接地电容电流、单相接地最大故障电流。
[0035]
本技术通过建立扩大单元接线的发电机中性点接地系统的数学模型；确定 扩大单元接线的发电机中性点接地系统参数校核方法，为摸索扩大单元接线发 电机中性点接地方式的规律和确定发电机中性点接地装置的参数和性能，开展 扩大单元接线发电机中性点接地系统参数试验，包括发电机中性点不对称电压、 中性点位移电压、单相接地电容电流、单相接地最大故障电流试验，提出一种 采用单机接地系统试验参数校核双机中性点接地系统参数的方法，本技术能有 效评估扩大单元接线的发电机中性点接地装置参数性能，验证扩大单元接线发 电机中性点接地方式和接地装置参数是否满足技术要求。
[0036]
发电机中性点接地系统参数试验包括发电机中性点不对称电压、中性点位 移电压、单相接地最大电容电流、单相接地最大故障电流试验。中性点不对称 电压是指发电机中性点不接地时空载运行在额定电压下的中性点对地电压；中 性点位移电压指发电机中性点接入接地装置后在额定电压下的中性点对地电 压；单相接地最大电容电流指发电机中性点不接地时在额定电压下发生单相金 属性接地时流过接地点的电流；单相接地最大故障电流是指发电机中性点接入 接地装置后，在额定电压下发电机机端单相接地时流过接地点的电流；位移电 压系数是指发电机在额定电压下位移电压与中性点不对称电压的比值。
[0037]
为方便分析，将定子绕组对地分布电容看成集中电容，且并联在发电机定 子绕组出线端对地之间，发电机中性点接地装置可等效为电阻与电感的并联等 效电路，发电机中性点接地系统通用原理图如图1所示，发电机中性点接地系 统参数试验接线示意图如图2所示。
[0038]
例如，在一个实施例提供的所述扩大单元接线的发电机中性点接地系统参 数校核方法中，所述步骤二中，双机单相对地电容c的计算公式为：
[0039]
c＝c1 c2[0040]
其中，c1、c2分别为两发电机定子绕组单相对地总电容，f。
[0041]
其中，单机单相对地电容c1的计算公式为：
[0042][0043]
其中，c1——发电机定子绕组单相对地总电容，f；
[0044]ic1
——发电机定子绕组单相对地总电容电流，a；
[0045]
un——发电机定子绕组额定线电压，v。
[0046]
例如，在一个实施例提供的所述扩大单元接线的发电机中性点接地系统参 数校核方法中，所述步骤二中，双机总电感l的计算公式为：
[0047][0048]
其中，l1、l2分别为两发电机的电感。
[0049]
例如，在一个实施例提供的所述扩大单元接线的发电机中性点接地系统参 数校核方法中，所述步骤二中，双机单相对地总电容电流ic的计算公式为：
[0050][0051]
其中，un为发电机额定线电压，v；ω为角速度。
[0052]
例如，在一个实施例提供的所述扩大单元接线的发电机中性点接地系统参 数校核方法中，所述步骤二中，双机中性点总阻性电流ir的计算公式为：
[0053][0054]
其中，r1、r2分别为两发电机的中性点接地电阻。
[0055]
例如，在一个实施例提供的所述扩大单元接线的发电机中性点接地系统参 数校核方法中，所述步骤二中，双机中性点总感性电流i
l
的计算公式为：
[0056][0057]
例如，在一个实施例提供的所述扩大单元接线的发电机中性点接地系统参 数校核方法中，所述步骤二中，双机单相接地故障电流id的计算公式为：
[0058][0059]
例如，在一个实施例提供的所述扩大单元接线的发电机中性点接地系统参 数校核方法中，所述步骤二中，脱谐度v的计算公式为：
[0060][0061]
例如，在一个实施例提供的所述扩大单元接线的发电机中性点接地系统参 数校核方法中，所述步骤二中，阻尼率d的计算公式为：
[0062][0063]
例如，在一个实施例提供的所述扩大单元接线的发电机中性点接地系统参 数校核方法中，所述步骤二中，位移电压系数m的计算公式为：
[0064]
由以上数学模型可知：双机单相接地故障电流为两台发电机接地故障电流 之和，不能采用单机单相接地故障电流对接地装置参数进行设计。
[0065]
扩大单元接线接地系统参数校核实例
[0066]
1)发电机中性点接地系统参数
[0067]
某水电站#5、#6发电机额定容量为110mw，额定电压为15.75kv，定子绕 组单相对地电容为0.946μf，发电机侧电容器单相对地电容为0.132uf，主变低 压侧电容器单相对地电容为0.260uf，发电机中性点采用高阻抗接地装置，接地 装置型号为fdlg-50kva/15.75kv/0.3kv.额定容量为50kva，额定电压为 15.75kv/0.4kv，变比为52.5，接地变副边电阻器电阻值为0.66ω，电抗器电感 值为1.52mh。
[0068]
2)发电机单机试验结果
[0069]
a.中性点不对称电压测量
[0070]
在100％额定定子电压下，发电机中性点不对称电压为238.73v，较小。
[0071]
b.中性点位移电压测量
[0072]
在100％额定定子电压下，发电机中性点位移电压为280.71v，未超过标准 规定的10％额定相电压值796.70v，位移电压系数为1.176，未超过标准规定值1.5。
[0073]
c.发电机单相接地最大电容电流测量
[0074]
在100％额定定子电压下，发电机单机运行单相接地最大电容电流为 12.69a。
[0075]
d单相接地最大故障电流测试
[0076]
在发电机额定定子电压下的单相接地最大故障电流为8.44a，小于单相接地 最大故障电流短时允许值15a。双机单相接地最大故障电流可能超过单相接地 最大故障电流短时允许值15a，因此需要在发电机中性点设置高阻抗接地装置 抵消部分电容电流，将单相接地最大故障电流限制在15a以内。
[0077]
3)双机校核
[0078]
a单机单相对地电容量
[0079]
在发电机100％额定定子电压下，单机运行发电机单相接地最大电容电流测 试值为12.69a，单机单相对地电容量(含发电机侧1组电容器电容和变压器侧 2组电容器对地电容)为：
[0080][0081]
b.双机单相对地总电容量c
[0082]
c＝2
×
1.481-2
×
0.260＝2.442μf
[0083]
c.双机单相对地总电容电流ic[0084][0085]
d.双机中性点总阻性电流ir[0086][0087]
e.双机中性点总感性电流i
l
[0088][0089]
f.双机单相接地最大故障电流id[0090][0091]
g.脱谐度v
[0092][0093]
h.阻尼率d
[0094][0095]
i.位移电压系数
[0096][0097]
校核结果：双机单相接地最大故障电流为12.26a，满足单相接地最大故障 电流允许值15a，位移电压系数为1.706，位移电压系数偏大(参考值1.5)， 位移电压系数偏大的主要原因为接地变压器内阻引起，但单台发电机位移电压 测量值为280.71v，双机运行时位移电压为1.706
×
280.71＝478.89v,未超过10％ 额定相电压。位移电压系数只是反映接地装置的性能，只要位移电压不超过允 许值，位移电压系数稍偏大是允许的。
[0098]
尽管已经出于说明性目的对本技术的实施例进行了公开，但是本领域技术 人员将认识的是：在不偏离如所附权利要求公开的本发明的范围和精神的情况 下，能够进行各种修改、添加和替换。