發(fā)電機中性點接地裝置設計計算書**2007年9月

XX電站發(fā)電機中性點接地裝置設計計算書接線原理圖― CTA1,3,5分支(1,3,5,7)、 cgco，-1 IG—發(fā)電機CT一電流互感器C一，-1 IG—發(fā)電機CT一電流互感器C一電力電纜D—單極隔離開關T一接地變壓器R一電阻器注：虛線框為接地裝置設備GB1-3.5分支(1.3.5.■7)??、 —2,4,6分支(2,4,6,8)-.-v——:?:、?：-C1,3,5分支(1,3,5,7)-.十.-——*2,4,6分支(2,4,6,8)、——設計依據發(fā)電機額定值：667MVA，600MW，COS^=0.9，50Hz，18kV；發(fā)電機定子繞組每相對地電容值：2.193(2.199)uF/①；發(fā)電機電壓母線：主母線外殼：中1450mm，5=10mm，導時900mm，共53三相米；三角形聯接母線外殼；中1150mm，5=8mm，導時600mm，共33米；分支母線：①700mm，5=約5mm，導體約①150mm，共9三相米；每相電容值：C=24.1X10-6Lm「RyRm式中：R—母線外殼表面半徑：主母線為715mm，三角形母線K為567mm,分支母線為345mm；虬一母線外半徑：主母線為450mm三角形母線為300mm,分支母線為75mm；C= 24.1xC= 24.1x10-6LIRRm24.1x10-6x924.1x10-6x53 +i715

g45024.1x10-6x33 +i567

lg 3001277.3x10-6+795.3x10-6216.9x10-6=00］（如/①）0.201 0.276+ 0.663.主變壓器低壓繞組對地及低壓繞組對高壓繞組及地電容：主變壓器制造廠還未做試驗，低壓繞組的對地電容目前按0.01uF/①。發(fā)電機斷路器電容：每臺機組上裝設了發(fā)電機斷路器，在斷路器的發(fā)電機側并聯0.13uF/O電容，變壓器側并聯0.26uF/中電容；發(fā)電機電壓回路電纜：無電纜；發(fā)電機回路總電容：C=2.199+0.01+0.01+0.39=2.609(uF/)設計計算電容：考慮發(fā)電機計算電容和實測電容的誤差，設計中按發(fā)電機電容值增加10%計算。C=2.609+2.199x0.1=2.83(uF/)變壓器選擇型號：環(huán)氧澆注單相銅芯干式變壓器。額定電壓：一次側取發(fā)電機額定電壓18kV；二次側取電壓1.0kV電壓計算；另預留輔助繞組電壓＜3x01kv。變壓器容量根據ANSI/IEEEC37.101《發(fā)電機接地保護導則》的要求，為使發(fā)電機單相接地短路時，有效地限制發(fā)電機峰值過電壓在2.6倍相電壓下，取發(fā)電機單相接地短路時變壓器一次側流過的電流為發(fā)電機電壓回路的電容電流，即：IC=3UC10-3=318/、33142.8310-3=27.7(A)S=U1IC=1827.7=498.6(kVA)因接地裝置按投運一分鐘設計，則變壓器允許過載6倍計，則變壓器的實際容量值為：S=498.6/6=83.1（kVA），根據驗算結果取國標準容量系列80kVA。（4）變壓器絕緣材料及絕緣水平絕緣材料等級：H級。絕緣水平：一次側耐壓：BIL（峰值） 125kV工頻耐壓（有效值1min） 50kV二次側工頻耐壓（有效值1min） 5kV（5）溫升及溫度變壓器連續(xù)帶額定容量時溫升不超過100K；短時一分鐘過載6倍情況下，導體溫度W220°C（6） 阻抗電壓：N5%（7） 額定頻率：50Hz（8） 運行條件：正常運行情況下，僅承受很低的發(fā)電機不平衡電壓及諧波電壓，只有在發(fā)電機機端單相接地故障時，變壓器才承受最高電壓，即1.05倍的發(fā)電機相電壓10.91kV，此時變壓器過載6倍情況下運行一分鐘。（9）主要參數及結構要求1） 電流密度應W2.5A/mm2；2） 高壓繞組為全電壓絕緣，高壓繞組和二次繞組之間增設屏蔽接地繞組；3） 除鐵芯、線圈外，所有的鋼制件均為熱浸漬鍍鋅件。（10）試驗1） 繞組電阻測量（電阻溫度折算至75C）；2） 電壓比測量；3） 阻抗電壓、短路阻抗測量；4） 負載損耗試驗；5） 空載損耗及空載電流測量（標稱電壓及1/5標稱電壓情況下）；6） 繞組絕緣電阻測量；7） 工頻耐壓：數值按上述3.（4）的標準；8） 雷電沖擊：數值按上述3.（4）的標準（同類中抽檢一臺）；（11）廠家提供資料1） 外形結構圖2） 試驗報告3） 出廠合格證書4.電阻器（1） 電阻值計算Xc二土=106/3142.83=1125.34Rd=專=1125.34/3=375.11歸算至二次側的電阻值計算弓=（U2/U1）2Rd=（1/18）2375.11=1.158R=Pk/12=1300/802=0.203R2=R-2R，=1.158-0.203=0.96（2） 電阻?器泰過的最大電流I=Ic1?U1/U2=27.7（18/1）=498.6（A）式中：Rd 接地變壓器一次側電阻值（）R2 折算至變壓器二次側負載電阻值（）R2 變壓器繞組電阻值（）XC 發(fā)電機電壓回路每相容抗（）P 變壓器負載損耗（試驗值）（W）kI2n 變壓器二次側標稱電流（A）R「需接入的負載電阻值（）U1、U2一變壓器一次側、二次側額定電壓（kV）I一電阻器通過的最大電流（A）（3）驗算：按變壓器容量80kVA，Uk%=5，二次電壓為1.0kV進行驗算。U%=1.625rUx%=jUpUT二、§-1.6252=4.729X=10xUx%xUf=10次4工9次12Msg］（）b（ 80接入電阻后的變壓器等值電路： ,TOC\o"1-5"\h\zz=.R2+X2=(1.1582+0.5912=1.30( )' 2b尸=(U/J3)/z=1000^/3/1.30=444.13(A)\o"CurrentDocument"I=尸xR=444.13x嘗=395.77(A)rz 1.30I=rx七=444.13x0591=201.99(A)xz 1.30接地點電容電流：Ic°=I—Ix=498.6—201.99=296.61(A)接地點電流=甚2+12=''296.612+395.772=494.58(A)c0r折算至一次側接地電流二494.58x(1/18)=27.48(A)變壓器實際容量：444.13x(1/6)=74.02(kVA)電阻器兩端最高電壓值=444.13x0.96=426.36(V)根據以上驗算結果：Ir>Ic0滿足電阻功率大于電容功率；接地點入地電流為27.48A<30A，；變壓器實際需要容量為74.02kVA<80kVA；電阻器的最大通過電流為444.13A，考慮電阻抽頭值調整時，電流增加的因數，按變壓器實際通過的電流增加5%計算，即444.13x1.05=466.34(A)，額定電流按466.34A設計。電阻器兩端的最高電壓為426.36V<500V。綜上所述標明驗算結果滿足要求。電阻材料選擇選擇目前國抗氧化性好，并且在高溫下有較高的強度，有良好的加工性能及可焊性的Cr20Ni80高電阻電熱合金材料。電阻材料截面積選擇466.342x1.14x60S：烏￡工二：’gwx…入60 =64.77mm2466.342x1.14x60VAO-C-r\960x0.105x4.1868x8.4式中：t一裝置投運時間，按60s計；p—電阻材料的電阻率(10-6**m)；△Q一電阻器運行60S時的最高溫升取960°C；C一電阻材料比熱容(J/g-C)；r—電阻材料比重(g/cm2)。所以，選擇寬為25mm，厚為2.6mm的帶材，計算截面積按65mm2。電阻材料長度確定L=RS/p=0.96x65/1.14=54.74(m)按57.5m繞制。電阻器的基本要求型式：干式、層疊框架結構電阻器不允許有螺栓接頭絕緣：電阻器對地絕緣采用1kV；層間絕緣電阻＞0.5M ；工頻耐壓1分鐘為3kV(有效值)；電阻材料絕緣件的允許溫度應不小于1000C；試驗：電阻測量；溫升試驗：當電阻器通過最大電流，持續(xù)時間一分鐘時，應滿足電阻器溫度＜1000C，電阻材料及絕緣子無任何損傷；功率因數測量；絕緣試驗，數值按4.3.(3)條的標準；提供試驗報告。隔離開關選擇型式：戶、單相GN1-400額定電壓：20kV1額定電流：400A工頻耐壓：50kV(1分鐘有效值)雷電沖擊耐壓：125kV(峰值)操作方式：手把。凝露控制裝置(1)電源開關：選用施耐德的C65N—10A、2極斷路器；(2)凝露控制器：當濕度大于85%時，投入電加熱器，低于75%時，退出電加熱器，能滿足自動及手動的控制要求；(3)電加熱器：選擇220V、200W的電阻式加熱器，每個中性點接地裝置配置1臺。接線見附圖。輔助接點的設置在隔離開關底座轉軸處，裝設1個限位開關，限位開關具有二常開，一常閉接點。一常開供電站二次設計，另一常開供柜前開停指示燈。接線見附圖。電流互感器(暫定)變比：500/1；準確級：0.5S；額定容量：5VA。電力電纜根據合同要求選擇阻燃交聯聚乙烯絕緣單芯銅導體電力電纜，其型號ZR-YJV-1X35，對地絕緣按20kV電壓級要求，符合GB/T12706及IEC-60502-1標準，按電纜選擇有關標準要求，選擇其截面積為35mm2，長度米。10?電纜終端采用單相冷縮電纜終端，額定電壓20kV，適用截面積35mm2電纜