2023发电机中性点经变压器接地成套装置技术条件.docx
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1、发电机中性点经变压器接地成套装置技术条件1前言II1.范围12. 规范性引用文件13. 术语和定义24. 使用条件25. 技术要求36.试验107. 标志、包装、运输、储存及产品文件15I发电机中性点经变压器接地成套装置技术条件1. 范围本标准规定了发电机中性点经变压器接地成套装置的术语与定义、产品分类、技术要求、试验、标志、包装、运输和储存。 本标准适用于 27kV 及以下、额定频率 50Hz 和 60Hz、采用高电阻和高阻抗接地型式的汽轮发电机(含核电机组)、水轮发电机接地成套装置,其它机组的接地成套装置参照执行。 2. 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用
2、文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB311.1 绝缘配合 第 1 部分:定义、原则和规则 GB1094.1 电力变压器 第 1 部分 总则 GB1094.3 电力变压器 第 3 部分:绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隔GB1094.5 电力变压器 第 5 部分:承受短路的能力 GB1094.6 电力变压器 第 6 部分:电抗器 GB1094.11 电力变压器 第 11 部分:干式变压器GB1985 高压交流隔离开关和接地开关GB/T2900.1 电工术语 基本术语 GB3906-2006 3.6kV-40.5kV 交流金属
3、封闭开关设备和控制设备GB4208 外壳防护等级(IP 代码) GB/T5273 变压器、高压电器和套管的接线端子GB/T10228-2015 干式电力变压器技术参数和要求 GB/T11022-2011 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求GB/T12944-2011 高压穿墙瓷套管 GB/T13384 机电产品包装通用技术条件 GB14536.10 家用和类似用途电自动控制器 温度敏感控制器的特殊要求GB14536.15 家用和类似用途电自动控制器 湿度敏感控制器的特殊要求GB/T16927.1 高电压试验技术 第 1 部分:一般定义及试验要求 GB/T20626.1-2006 特殊环境
4、条件 高原电工电子产品 第 1 部分:通用技术要求 GB20840.2 互感器 第 2 部分:电流互感器的补充技术要求 GB/T26218.1-2010 污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定 第 1 部分:定义、信息和一般原则 GB/T26218.2-2010 污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定 第 2 部分:交流系统用瓷和玻璃绝缘子 GB50149 电气装置安装工程母线装置施工验收规范DL/T780-2001 配电系统中性点接地电阻器DL/T308 中性点不接地系统电容电流测试规程DL/T5222 导体和电器选择设计技术规定 DL/T684 大型发电机变压器继电保护整定计算导则
5、NB/T35067 水力发电厂过电压保护和绝缘配合设计技术导则JB/T3837 变压器类产品型号编制方法 16IEEE Std C37.101TM-2006 IEEE Guide for Generator Ground Protection IEEE C57.32-2015 Requirements,Terminology,and Test Procedures for Neutral Grounding Devices 3. 术语和定义本标准采用下列定义。 3.1经变压器接地成套装置 neutral grounding transformer devices用变压器连接发电机中性点与地之间
6、的成套装置,包括变压器、电阻器、电抗器、电流互感器等元器件。 3.2高电阻接地成套装置 high resistance grounding devices变压器低压侧仅连接电阻器的接地成套装置。 3.3高阻抗接地成套装置 high impedance grounding devices变压器低压侧连接电阻器和电抗器或高短路阻抗特种变压器低压侧连接电阻器的接地成套装置。 3.4单相接地电容电流 single phase grounding capacitive current指发电机中性点不接地时,额定电压下发生单相金属性接地的接地点容性电流最大值。 3.5单相接地故障点电流 single ph
7、ase grounding fault point current指发电机中性点接入接地装置后,在运行中额定电压下出现单相一点接地故障时,流过故障点的电流。 3.6位移电压系数 displacement voltage factor指额定电压下发电机中性点位移电压与中性点不接接地装置时中性点对地电压的比值。 4. 使用条件4.1 户内型使用条件a)相对湿度:5%85%; b)日温差:25K; c)统一爬电比距:符合GB/T26218.1 和 GB/T26218.2,如表 1 所示。 表 1 统一爬电比距 污染区域等级 统一爬电比距(mm/kV) a 22.0 b 27.8 c 34.7 d 4
8、3.3 e 53.7 4.2 户外型使用条件a)相对湿度:5%100% b)日温差:35 K c)统一爬电比距:符合GB/T26218.1 和 GB/T26218.2,如表 1 所示。 4.3 地震烈度成套装置中各部件应按照使用地点地震烈度不超过级进行设计。 5. 技术要求5.1 接地成套装置类型选择经变压器接地成套装置包括两种类型,高电阻接地成套装置和高阻抗接地成套装置。单相接地故障点电流在 15A 以下,宜选择高电阻接地成套装置,也可根据用户的要求选择高阻抗接地成套装置;单相接地故障点电流在 15A 及以上,宜选择高阻抗接地成套装置。 5.2 参数选择5.2.1 接地故障点电流计算发电机发
9、生单相接地故障时,单相接地故障点电流按(1)式进行计算: 𝐼𝐹 = 𝐼𝐶 + 𝐼𝑁 (1) 式中: 𝐼𝐹 单相接地故障点电流(A); 𝐼𝐶 单相接地电容电流(A); 𝐼𝑁 中性线电流(A)。 5.2.2 变压器参数选择5.2.2.1 变压器容量应根据发电机电压系统单相接地电容电流进行选择,在不具备测试单相接地电容电流的条件时,可根据发电机定子绕组至主变压器低压侧集中电容量进行选择,单相接地电容电流按(2)
10、式进行计算:𝐼𝐶 = 3𝜔𝐶𝑈𝑁(2)式中:Ic发电机单相接地电容电流(A); C发电机定子绕组至主变压器低压侧(包括发电机定子绕组、出口母线、出口断路器、主变压器低压侧、厂变高压侧、励磁变高压侧、过电压保护柜等)单相对地电容(F); 𝑈𝑁发电机额定电压(V); 𝜔角频率(rad/s),𝜔 = 2𝜋𝑓。5.2.2.2 发电机发生单相接地故障时,成套装置中变压器的额定容量与短时过负荷容量和故障运行时间有关,
11、可按式(3)进行计算: 𝑆 = 𝑆𝑁 = 𝑈1𝑁𝐼1𝑁 (3) 𝑘𝑘𝑆变压器额定容量(kVA); 𝑆𝑁变压器短时过负荷容量(kVA); 𝑘变压器过负荷系数; 𝑈1N变压器高压侧额定电压,数值等于发电机额定电压(kV); 𝐼1𝑁变压器高压侧额定电流,数值等于单相接地电容电流(A)。 5.2.2.3 根据故障运行时间,参考图 1 确定变压器过负荷
12、系数。 图 1 变压器运行时间和过负荷系数 5.2.3 电阻器和电抗器参数选择a) 当采用高电阻接地型式时,发电机单相接地故障点电流可按式(4)计算: 𝐼𝐹 = 𝐼𝑅 + 𝐼𝐶 (4) 发电机单相接地故障点电流𝐼𝐹 由阻性电流𝐼𝑅 和单相接地电容电流𝐼𝐶 组成。宜按照阻性电流和单相接地电容电流接近相等原则,同时应综合考虑位移电压系数、单相接地故障点电流、过电压倍数等的影响,选择电阻器参数。 b) 当采用高
13、阻抗接地型式时,发电机单相接地故障点电流可按式(5)计算: 𝐼𝐹 = 𝐼𝑅 + (𝐼𝐶 𝐼L )(5)𝐼𝐹 由阻性电流𝐼𝑅 和补偿不完全的容性电流(𝐼𝐶 𝐼L )组成。宜按照阻性电流和补偿不完全的容性电流接近相等原则,同时应综合考虑位移电压系数、单相接地故障点电流,过电压倍数等的影响,选择电阻器和电抗器参数。 5.3 主要技术参数5.3.1 发电机单相接地故障点电流发电机中
14、性点经变压器接地时,单相接地故障点电流应满足发电机制造厂的要求。若制造厂无明确要求,单相接地故障点电流宜控制在 15A 以内;对于电容电流较大的发电机, 可与电机制造厂协商,适当放宽单相接地故障点电流的限制,但不应超过 25A。 5.3.2 中性点位移电压发电机中性点经变压器接地时,发电机中性点位移电压应小于等于 10%发电机额定相电压。 5.3.3 位移电压系数 位移电压系数一般不宜超过 1.5,对于电容电流较大的发电机,在兼顾接地电流和位移电压系数的情况下,接地装置厂家应与制造厂和用户协商,可适当放宽位移电压系数。 5.3.4 额定电压成套装置的额定电压应为发电机额定电压。 额定电压为:6
15、.3kV、10.5kV、13.8kV、15.75kV、18kV、20kV、24kV、27kV 注:根据用户要求,额定电压也可以为上述值的 1.1 倍或者 1.2 倍。 5.3.5 工作电压成套装置的工作电压应为发电机额定相电压。 变压器高压侧工作电压:6.3/3、10.5/3kV、13.8/3kV、15.75/3kV、18/3kV、20/3kV、22/3kV、24/3、27/3kV 电阻器和电抗器的工作电压同变压器低压侧工作电压。 5.3.6 额定频率额定频率为 50Hz 或 60Hz。 5.3.7 额定容量成套装置的额定容量应为变压器视在功率的额定值。 变压器额定容量:10kVA、20kVA
16、、30kVA、50kVA、100kVA、160kVA、200kVA、250kVA、315kVA、400kVA 注:其他额定容量也可按照用户要求设计。 5.3.8 短时过负荷容量成套装置的短时过负荷容量应为发电机额定电压下发生单相接地故障时,接地成套装置中变压器的额定电压与单相接地故障点电流的乘积。 5.3.9 过负荷系数成套装置的过负荷系数应为变压器的短时过负荷容量与额定容量的比值,宜小于或等于 2.6。 5.3.10 故障运行时间成套装置的故障运行时间应为在发电机额定电压时单相接地故障条件下,经变压器接地成套装置允许工作的时间,宜不小于 10min。 5.3.11 绝缘水平对适用于海拔高度
17、1000m 及以下场合的发电机中性点经变压器接地成套装置中的变压器、电阻器、电抗器、隔离开关、互感器等元器件(对地)应能承受表 2 规定的绝缘水平。 表 2 绝缘水平(海拔 1000m 及以下)额定电压(kV) 额定工频耐受电压(kV) 额定雷电冲击耐受电压(kV) 1* 3 20 3* 18 40 6.3 25 60 10.5 35 75 13.8 45 105 15.75 45 105 18 55 125 20 55 125 22 55 125 24 55 125 27 85 185 注:带*的额定电压为电阻器、电抗器的额定电压。 成套装置中的电阻器的电阻元件为多单元结构时,其相邻单元之间
18、应能承受的额定工频耐受电压值为每单元电阻元件的 2.6UN+2kV。 对于使用地点海拔超过 1000m 的发电机中性点经变压器接地成套装置中的变压器、电阻器、电抗器、隔离开关、互感器等元器件根据 GB/T 20626.1 修正绝缘水平。 5.4 元器件选择5.4.1 变压器5.4.1.1 测量用电压信号取样方式变压器低压侧线圈应为双线圈,一个线圈接电阻器(或电阻器和电抗器),另一个线圈提供 100V 测量信号。 注:其它线圈也可按照用户要求设计。 5.4.1.2 额定短路阻抗百分比额定短路阻抗百分比应满足 GB/T10228 规定。5.4.1.3 平均温升变压器在故障运行时间内线圈的平均温升值
19、不应超过 350。5.4.1.4 绝缘等级变压器绝缘等级宜为 180(H)级。5.4.1.5 低压侧电压变压器低压侧电压应根据继电保护要求的电阻值选择合适的电压。5.4.2 电阻器5.4.2.1 电阻值电阻器的电阻值应满足发电机发生单相接地故障时,非故障相的过电压限制在 2.6 倍额定相电压范围内电阻器的电阻值计算应根据发电机定子绕组至主变压器低压侧(包括发电机定子绕组、出口母线、出口断路器、主变压器低压侧、厂变高压侧、励磁变高压侧、过电压保护柜等) 单相对地电容,成套装置中变压器额定电压比通过计算得到。计算中应考虑成套装置中变压器的短路阻抗和总损耗对电阻值的影响。5.4.2.2 材料电阻器的
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