接地故障電流分析

發(fā)電機(jī)組采用發(fā)電機(jī)一變壓器組的接線方式,發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)以單相配電變壓器一電阻接地方式情況下，如發(fā)生發(fā)電機(jī)出口單相接地故障時(shí)，線路示意圖見圖1。

在正常運(yùn)行情況下三相對(duì)地電容C0相同（C0包括發(fā)電機(jī)對(duì)地電容Cg，變壓器對(duì)地電容Ci，變壓器對(duì)地電容Ct三者之和），在相電壓作用下，每相都有超前于相電壓90°的電容電流流人大地，三相電流之和為零。假設(shè)相電壓幅值為

IEEE相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采用電阻接地方式的目的是為了限制定子繞組單相接地故障的間歇性弧光暫態(tài)過電壓和兩次（或多次）重?zé)膭?dòng)態(tài)過電壓。美國在30-40年代，對(duì)高阻接地方式進(jìn)行暫態(tài)仿真試驗(yàn)，給出了重燃弧過電壓與中性點(diǎn)接地電阻之間的關(guān)系曲線，如圖２所示[4]。研究表明，發(fā)電機(jī)單相接地、任意重燃次數(shù)的過電壓數(shù)值Utr與中性點(diǎn)電阻的功耗（kW）、三相定子繞組對(duì)地電容的無功伏安（kVA）有關(guān)，當(dāng)二者的比值γ≈1.0時(shí)，Utr＝2.6Eph(Eph為額定相電壓），這相當(dāng)于新機(jī)出廠試驗(yàn)電壓3.5Eph的75％，進(jìn)一步減小中性點(diǎn)接地電阻值R（即增大電阻的功耗），對(duì)減小Utr的作用已不明顯，因此得出結(jié)論：為確保發(fā)電機(jī)單相接地故障的暫態(tài)過電壓

（式中C0為發(fā)電機(jī)電壓回路每相對(duì)地電容值），IEEE的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正是引用了這個(gè)結(jié)果。

因此在ANSI／IEEE C37.101—1985《發(fā)電機(jī)接地保護(hù)導(dǎo)則》中，對(duì)負(fù)載電阻值R的要求是，當(dāng)在發(fā)電機(jī)端發(fā)生單相接地故障時(shí)，電阻器中的功率損耗應(yīng)等于或大于發(fā)電機(jī)電壓回路對(duì)地電容的無功功率損耗，以限制發(fā)電機(jī)過電壓在2.6倍相電壓以下；流過中性點(diǎn)接地電阻的電流(配電變壓器一次值)不超過5A；接地點(diǎn)的故障電流不超過25A，以防止鐵心損壞。