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發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地補(bǔ)償方式和作用
發(fā)布時(shí)間:2023-07-04 17:05:09  ▏閱讀:

 

新聞主題

發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地補(bǔ)償方式和作用

 

摘要:消弧線圈無論在輸變電系統(tǒng), 還是在柴油發(fā)電機(jī)組中性點(diǎn)接地方面都得到 了廣泛應(yīng)用。當(dāng)發(fā)生單相故障時(shí), 由于消弧線圈接地產(chǎn)生感性電流, 充分補(bǔ)償了故障電容電流, 減小了接地故障電流及燃弧的可能性, 所以柴油發(fā)電機(jī)可以持續(xù)運(yùn)行一段時(shí) 間。消弧線圈這一特點(diǎn)在我國電力系統(tǒng)發(fā)展的早期, 無疑是最適合要求和得以普遍采用的主要原因。近年來特別在高壓柴油發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方面, 選擇配電變壓器二次線圈帶電阻的高阻接地方式較多, 但還不可能用一種形式完全取代另一 種形式, 目前柴油發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采用消弧線圈接地還有相當(dāng)?shù)臄?shù)量, 設(shè)計(jì)選擇什么方式, 要具體做充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。

 

一、  消弧線圈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

 

      早在1916年由彼得遜(W.Petersen)首先提出了消弧線圈的概念。他全面研究了同電 力系統(tǒng)中接地故障有關(guān)的各種問題, 不僅提供了解決問題的途徑, 還為運(yùn)行中可能出現(xiàn) 的各種問題, 創(chuàng)建了完備的理論基礎(chǔ), 并于1917年安裝了世界上首臺消弧線圈裝置。因此,消弧線圈又稱彼得遜線圈(Petersencoil)。

      消弧線圈的外形和單相變壓器相似,而內(nèi)部實(shí)際上是一個(gè)具有分段(帶間隙)鐵芯的 電感線圈。間隙是沿著整個(gè)鐵芯分布的, 以便減少漏磁。采用帶間隙鐵芯的目的是為了 在較小的電感下, 增大消弧線圈的容量, 以及使電感值變化比較平穩(wěn), 從而保證在整定 好的調(diào)諧值之下運(yùn)行。每一消弧線圈, 均有調(diào)節(jié)補(bǔ)償電流的分接頭, 利用切換器在一定 的范圍內(nèi)改變線圈的匝數(shù), 就可以獲得不同數(shù)值的補(bǔ)償電流。目前已經(jīng)能夠設(shè)計(jì)和制造 連續(xù)平滑調(diào)整電感數(shù)值的消弧線圈,用于發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地。

      消弧線圈分油浸式和干式兩種, 油浸式消弧線圈鐵心與線圈均浸在變壓器油中, 干式則為環(huán)氧澆注結(jié)構(gòu)。

 

二、消弧線圈的選擇

 

1、型式及參數(shù)的選擇

      消弧線圈一般選用油浸式, 因發(fā)電機(jī)位于戶內(nèi), 在屋內(nèi)相對濕度小于80%的環(huán)境條件下,也可選用干式。

      當(dāng)消弧線圈的鐵心飽和后, 電抗下降, 激磁電流急劇上升。所以, 為防止消弧線圈 的鐵心飽和,消弧線圈的伏安特性起始飽和電壓一般要求不低于1.1~1.15倍額定相電壓。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及研究證明, 消弧線圈的起始飽和電壓過低, 鐵心飽和, 運(yùn)行中可能引起消弧線圈異常動作,最好在出廠前要求制造廠進(jìn)行伏安特性試驗(yàn)。

      從絕緣考慮,為留有一定裕度,選擇消弧線圈的額定電壓等于發(fā)電機(jī)的額定電壓, 即線電壓,一般還要對海拔高度、地震裂度、環(huán)境溫度等環(huán)境條件作相應(yīng)校驗(yàn)。

2、容量及分接頭的選擇

消弧線圈的補(bǔ)償容量一般按下式計(jì)算:

 

Q = Kxh Ic U3......................(公式1)  

 

式中,Q —消弧線圈的補(bǔ)償容量(kVA) ;

Kxh —系數(shù),過補(bǔ)償取1.35 ;欠補(bǔ)償按脫諧度確定;

Ic —發(fā)電機(jī)回路的計(jì)算電容電流(A);

Un —發(fā)電機(jī)回路的額定電壓(kV)。

脫諧度, v =  Il  - Ic  /  Ic,Kxh  = Il  / Ic  其中Il 為消弧線圈電感電流,單位為安培。過補(bǔ)償方式,即消弧線圈感性電流大于發(fā)電機(jī)容性電流, v<0;欠補(bǔ)償方式,即消弧線圈感 性電流小于發(fā)電機(jī)容性電流, v>0。

      對于安裝在電網(wǎng)變壓器中性點(diǎn)的消弧線圈, 采用過補(bǔ)償方式。對于安裝在采用單元 連接的發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的消弧線圈, 為了限制電容耦合傳遞過電壓, 以及頻率變動等對發(fā) 電機(jī)中性點(diǎn)電壓的影響, 一般采用欠補(bǔ)償方式。考慮到限制傳遞過電壓等因素, 在正常情況下,脫諧度不宜超過±30%。

      電容電流的計(jì)算,包括發(fā)電機(jī)及其電壓回路的設(shè)備和連接線對地電容電流。

Ic  =    Un / 3Xoc = 3ωCo (U/ 3......................(公式2)

式中, Xoc —發(fā)電機(jī)回路電抗(Ω ) ,Xoc  = 1/3ωCo   ;

Co —發(fā)電機(jī)回路每相對地電容(F);

ω—發(fā)電機(jī)角頻率, ω = 2πf  。

      發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)消弧線圈調(diào)諧要求比較嚴(yán)格,為滿足發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)和調(diào)諧要求,優(yōu)選具有可連續(xù)調(diào)節(jié)的消弧線圈。否則,電流分接頭最好不低于9個(gè)。

3、 消弧線圈有功損耗的等效電阻

      消弧線圈的等效電路如圖1。電阻和電感對應(yīng)圖 1(a)、(b)分別為rL  、LrRL 、LR  。

     設(shè)消弧線圈的有功損耗為PR  ,消弧線圈的無功功率為 PQ  ,則

      PR  = Ux2 / rL ; PQ  = Ux IL  = Ux2 ⋅ 3ωCo ,所以

 

PR  /  PQ  = P% / 100 = (Ux  / rL )/ IL  =(1 / rL ) / 3ωCo 

 

rL  = 100Ux ILP%  = 100 / 3ωCo P%......................(公式3)

式中: Ux —發(fā)電機(jī)相電壓, V;

IL —消弧線圈工作電流, A;

P% —有功損失比百分值PR/PQ  ,一般為2左右; 當(dāng)附加電阻限制耦合電容傳遞過電壓時(shí),一般為4左右。

 

發(fā)電機(jī)消弧線圈等效電路圖.png

圖1 發(fā)電機(jī)消弧線圈等效電路圖

 

 

      已知圖 1(a),則圖 1(b)中參數(shù)為

RL = rLω2Lr / rL2 + ω2 Lr2

 

ωLR = rL2 + ω2 Lr2  / rL2 ω2 Lr

      已知圖 1(b),則圖 1(a)中參數(shù)為

1 / rL = RL / RL2 + ω2 LR2  

 

1 / ωLR = ωRL / RL2 + ω2 LR2  

 

 

二、正常運(yùn)行和單相接地故障時(shí)的基波零序電壓和電流

 

1、正常運(yùn)行情況

      為了討論發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)位移電壓,將發(fā)電機(jī)表示成圖2,三相對地電容C1、C2 、 C3彼此互不相等, L和gL表示消弧線圈的等值電感和電導(dǎo), E1 、E2 、E3 為發(fā)電機(jī)三相電勢。

 

發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的中性點(diǎn)電壓.png

圖2 發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的中性點(diǎn)電壓

 

 

      先討論沒有消弧線圈的情況, 由于C1 ≠C2 ≠C3 ,即使三相電勢完全對稱, 中性點(diǎn)仍有電壓Ubd按基爾霍夫定律節(jié)點(diǎn)電壓法:

基爾霍夫定律節(jié)點(diǎn)電壓法.png

     

 

 

 

 

 

 

 

再看接入消弧線圈后中性點(diǎn)電壓,設(shè)其為U0,即圖2(b)中電感L上的壓降。應(yīng)用 等效發(fā)電機(jī)原理,得

應(yīng)用等效發(fā)電機(jī)原理.png

 

 

 

 

 

 

......................(公式4)

 

 

 

 

 

式中,vc —消弧線圈脫諧度;

d—發(fā)電機(jī)電壓網(wǎng)絡(luò)阻尼率;

IR —發(fā)電機(jī)電壓網(wǎng)絡(luò)電阻泄漏電流;

Ex —發(fā)電機(jī)相電壓;

Ubd —發(fā)電機(jī)電壓網(wǎng)絡(luò)不對稱電壓。

      由式(4)可知,如果在諧振條件下且消弧線圈為純電感,則vc =0 ,d=0,即使三相 對地電容略有不同, 出現(xiàn)微小的不對稱電壓, 也會使消弧線圈諧振接地的發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電壓趨于無窮大。實(shí)際上諧振接地方式的消弧線圈并非純電感, 有的人為加大其電阻(串聯(lián)電阻RL),使 gL  ≠0 ,d≠0,這時(shí)即使有Ubd  ≠0,但v ≠0,中性點(diǎn)電壓將受到限制(在 電阻小于感抗的條件下,增大RL ,rL減小, gL增大,阻尼率d增大;當(dāng)接地變接地時(shí), 電阻大于感抗,增大RL ,反而使阻尼率d減?。K?,從限制正常運(yùn)行中性點(diǎn)電壓看, 一般發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)消弧線圈脫諧度不取零值, 越大越好, 但其取值大小還要受傳遞過電 壓和故障點(diǎn)殘流的限制, 因而要綜合比較確定。當(dāng)限制電壓U0 時(shí),適當(dāng)增加阻尼系數(shù)d(一 般為 0.04~0.25 左右),即增加消弧線圈的電阻RL ,此時(shí)等效電阻為

rL = 1 / gL = 1 /  3ωCod = 100 / 3ωCop%......................(公式5)

2、 單相接地故障情況

(1) 單相接地故障電流

      在討論和計(jì)算單相接地故障時(shí)的基波零序電壓和電流時(shí), 三相電源電勢和三相對地 電容將視為完全對稱。首先從金屬性短路開始討論, 設(shè)故障點(diǎn)位于定子繞組 A 相距中性 點(diǎn)α 處,見圖3(a) α 為中性點(diǎn)到故障點(diǎn)的匝數(shù)占總匝數(shù)的百分比,定子繞組感抗遠(yuǎn)小于定子對地容抗, 所以忽略定子繞組感抗和感抗壓降, 這樣零序電壓即是發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的位移點(diǎn)壓,也是定子繞組任意相和任意點(diǎn)的零序電壓,即

 發(fā)電機(jī)定子繞組任意相和任意點(diǎn)的零序電壓.png

......................(公式6)

 

 

 

 

     當(dāng)故障點(diǎn)在機(jī)端時(shí),α=1.0 ,U0=Ex(相電勢);當(dāng)故障點(diǎn)在中性點(diǎn)時(shí),α =0 ,U0=0。 發(fā)電機(jī)單相接地時(shí)零序電壓與與短路點(diǎn)的關(guān)系見圖3(b)。進(jìn)一步分析經(jīng)過渡電阻rd發(fā)生單相接地的情況,其等效復(fù)合序網(wǎng)和等效電路如圖4。故障點(diǎn)將E .x 分成 αE .x (1−αE .x 兩部分, 發(fā)電機(jī)每相電容C0 也分成αC0 和(1−αC0 兩部分, 每一部分均用π 型 等效電路表示,即將αC0 和(1−αC0 又一分為二。各序網(wǎng)的始端H和終端K按單相接地的要求連接, 同時(shí)各序網(wǎng)串接過渡電阻。由于發(fā)電機(jī)繞組感抗被忽略, 負(fù)序網(wǎng)電勢等于零, 所以負(fù)序網(wǎng)實(shí)際上完全被短接; 正序網(wǎng)左側(cè)被短接。這樣圖4可以改寫成圖5, 即可立即寫出

發(fā)電機(jī)負(fù)序短接電流公式.png

 

......................(公式7)

 

 

式中x= 1 / ωC0  ,當(dāng) rd  = 0 時(shí)U0  = αEx 式(7)與式(6)是相同的, If   = 3I0     。

發(fā)電機(jī)單相接地示意圖.png

圖3 發(fā)電機(jī)單相接地示意圖

發(fā)電機(jī)經(jīng)過渡阻抗接地復(fù)合序網(wǎng)圖.png

圖4 發(fā)電機(jī)經(jīng)過渡阻抗接地復(fù)合序網(wǎng)圖

 

      事實(shí)上, 等效電路圖可以進(jìn)一步簡化(如圖5所示)。因?yàn)椴徽摴收宵c(diǎn)位于何處, 定子繞組的對地分布電容均可以等效的各以 C0 /2 集中于機(jī)端和中性點(diǎn)。正序網(wǎng)電勢分成 αE .x  和1−αE .x 兩部分, 兩端各接C0/2中性點(diǎn)仍與H1短接; 負(fù)序網(wǎng)不計(jì)定子繞組電感, 序網(wǎng)的負(fù)序壓降為零,復(fù)合序網(wǎng)中就沒有負(fù)序網(wǎng)的出現(xiàn);始端H1和終端K1之間接入零序網(wǎng)和過渡電阻。由圖7所得結(jié)果與圖6所得結(jié)果相同。

 

發(fā)電機(jī)過渡阻抗接地復(fù)合序網(wǎng)圖.png

圖5 發(fā)電機(jī)過渡阻抗接地復(fù)合序網(wǎng)圖

發(fā)電機(jī)過渡阻抗接地等效電路圖.png

圖6 發(fā)電機(jī)過渡阻抗接地等效電路圖

 

      當(dāng)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)阻抗Zn接地時(shí),只要在圖5中的H0和K0兩點(diǎn)并聯(lián) 3Zn即可, 式(7)亦作相應(yīng)修改, 其中 −jxc 部分取 −jxc 與 3Zn并聯(lián)后的數(shù)值。如果忽略接地消弧線 圈的電阻和金屬性接地, 設(shè)消弧線圈的電感為L,補(bǔ)償電流為IL  ,電容電流為IC  ,則公式(7)變形為

.發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地公式.png

 

......................(公式8)

 

 

      我們把電感電流補(bǔ)償電容電流的百分?jǐn)?shù)稱為消弧線圈的補(bǔ)償度(或調(diào)諧度):

發(fā)電機(jī)消弧線圈的補(bǔ)償度公式.png

 

......................(公式9)

 

 

式中ω0=1 / √3LC0 為回路的自振角頻率。脫諧度如下:

發(fā)電機(jī)脫諧度公式.png

 

......................(公式10)

 

 

     

      上面的推導(dǎo), 沒有計(jì)入消弧線圈的電阻, 為了包括這部分電阻的作用, 設(shè)其等值電導(dǎo)為g,同時(shí)假定短路發(fā)生在機(jī)端和金屬性短路(3rd=0),忽略回路的泄漏電阻,則由上面推導(dǎo), 得計(jì)算單相接地短路殘留電流(即故障電流If   ,從補(bǔ)償?shù)慕嵌确Q為殘流電流)的等值電路,見圖7。

 

計(jì)算發(fā)電機(jī)單相接地殘留電流的等值電路.png

計(jì)算發(fā)電機(jī)單相接地殘留電流的等值電路

 

 

      設(shè)消弧線圈的電阻電流為 Ig,由圖6得殘流電流

發(fā)電機(jī)殘留電流公式.png

......................(公式11)

 

式中Ig  = Exg  ;IC  = Ex 3ωC0  ;IL  = Ex / ωL   。

      當(dāng) K<l ,v>0 時(shí),表示電感電流補(bǔ)償不足,故障點(diǎn)流過的殘流為容性電流,即為欠補(bǔ)償;當(dāng) K>1 ,v<0 時(shí),殘流為感性電流,即為過補(bǔ)償;當(dāng) K=1 ,v=0 時(shí),表示電感電 流和電容電流正好抵消, 圖6 回路呈并聯(lián)諧振狀態(tài), 由公式( 11)得故障點(diǎn)流過的電流 只有純電阻性的電流。

      由公式( 11)還可得出,消弧線圈的脫諧度不能太大,太大時(shí)殘表示電感電流補(bǔ)償 過大, 故障點(diǎn)流過的流太大, 而且進(jìn)一步計(jì)算表明, 脫諧度太大時(shí), 故障點(diǎn)恢復(fù)電壓增長速度太快, 消弧線圈就起不到抑制接地電弧的作用了。脫諧度越小, 殘流越小, 故障點(diǎn)恢復(fù)電壓增長速度減小, 電弧容易熄滅。但脫諧度也不能太小, 當(dāng) v 趨近于零時(shí), 在 正常運(yùn)行時(shí)中性點(diǎn)電壓將發(fā)生較大偏移。由此說明, 合適的選擇是消弧線圈的電阻是非常重要的。

(2)單相接地故障電壓

      在系統(tǒng)中發(fā)生單相或兩相不對稱對地短路時(shí), 非故障相電壓都要升高, 其中單相對 地短路非故障相的電壓可能達(dá)到較高的數(shù)值, 下面分析發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式可能對其 產(chǎn)生的影響。

① 單相接地故障時(shí)的基波零序電壓

      設(shè)單相接地故障發(fā)生在 C  相的機(jī)端處,當(dāng)短路點(diǎn)經(jīng)過渡電阻接地時(shí),由公式(7)可以看出過渡電阻變化引起發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)及非故障相基波零序電壓的變化,如圖8。

      當(dāng)過渡電阻rd由0 → ∞變化時(shí), C相對地電壓將由0 → EC變化,中性點(diǎn)對地電壓將 由EC → 0變化。相應(yīng)的代表中性點(diǎn)電位變化的弧軌跡為以故障相電壓為直徑的半圓弧coo  ,  非故障相B的對地電壓最大值是直線bo' ,  經(jīng)過直線oc 的中點(diǎn) , 則

Ubo ′  = ( 12  + 0.52  − 2 × 1 × 0.5COS + 0.5)Ex  = 1.823Ex

      上式說明單相接地時(shí)非故障相在過渡電阻作用下最大電壓為相電壓的 1.823 倍。發(fā) 電機(jī)中性點(diǎn)接地方式對接地電流有影響, 當(dāng)認(rèn)為發(fā)電機(jī)電壓回路三相參數(shù)對稱, 不考慮 傳遞過電壓的情況下, 對基波零序電壓升高沒有影響, 單相短路非故障相和中性點(diǎn)電壓 升高只與接地過渡電阻有關(guān),中性點(diǎn)電壓升高最大值為相電壓。

 

計(jì)算發(fā)電機(jī)單相接地故障工頻電壓升高復(fù)合序網(wǎng).png

圖8 計(jì)算發(fā)電機(jī)單相接地故障工頻電壓升高復(fù)合序網(wǎng)

 

 

② 單相接地故障時(shí)的工頻電壓升高

      單相接地故障中, 故障點(diǎn)各序電壓和電流是不對稱的。為了計(jì)算非故障相的電壓升高,采用對稱分量法利用復(fù)合序網(wǎng)進(jìn)行分析。

      設(shè)A相單相接地,其復(fù)合序網(wǎng)如圖8所示,則短路處故障相各序電流分量為

發(fā)電機(jī)短路處故障相各序電流分量公式.png

......................(公式12)

 

 

式中 I .1 、 I .2  、 I .0 —短路處故障相正序、負(fù)序和零序電流分量;

Z1  、Z2  、Z0 —從短路點(diǎn)向網(wǎng)絡(luò)內(nèi)看的正序、負(fù)序和零序阻抗;

E . —從短路點(diǎn)向網(wǎng)絡(luò)內(nèi)看的綜合電勢,在此為發(fā)電機(jī)相電勢。

      由復(fù)合序網(wǎng)可求出故障點(diǎn) A 相對地電壓的各序分量

發(fā)電機(jī)故障點(diǎn)A相對地電壓的各序分量公式.png

 

 

......................(公式13)

 

 

 

 

     按對稱分量法求得故障點(diǎn)各相電壓為

發(fā)電機(jī)故障點(diǎn)各相電壓公式.png

 

 

......................(公式14)

 

 

 

Z = Z1  = Z2 將式( 13)代入式( 14)解得

發(fā)電機(jī)故障點(diǎn)各相電壓公式(2).png

 

......................(公式15)

 

 

 

 

 

三、消弧線圈接地方式的特殊問題

 

1、 正常運(yùn)行情況下的中性點(diǎn)位移電壓

      理想情況下, 發(fā)電機(jī)三相定子繞組對地電容相等, 且三相電壓完全對稱。此時(shí)發(fā)電 機(jī)中性點(diǎn)對地電壓的基波分量為零。而實(shí)際的發(fā)電機(jī), 三相定子繞組對地電容不完全相 等, 而且發(fā)電機(jī)三相電壓也不可能完全對稱, 這使得發(fā)電機(jī)在中性點(diǎn)不接地情況下就會 出現(xiàn)零序性質(zhì)的不對稱電壓。當(dāng)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接入消弧線圈后, 在此電壓的作用下, 零 序回路有零序電流流過,于是在消弧線圈兩端產(chǎn)生了電位差,這就是中性點(diǎn)位移電壓。

      假設(shè)發(fā)電機(jī)三相電壓完全對稱, 三相定子繞組對地電容Ca 、Cb 、Cc 不等, 發(fā)電機(jī)中 性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。因?yàn)槭欠治龇€(wěn)態(tài), 為了便于計(jì)算, 這里將消弧線圈等效為電感與電阻的并聯(lián)電路。

      通過計(jì)算,不難得到中性點(diǎn)電壓為

 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電壓公式.png

 

      式中:電容不對稱度

 發(fā)電機(jī)電容不對稱度公式.png

 

      當(dāng)中性點(diǎn)接消弧線圈時(shí),流過消弧線圈的電流為I0 = U .n (1/R + 1/jωC ) ,又因?yàn)?/span>I0 * 1 / jωC +U .n=U .0,所以可得發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行情況下的中性點(diǎn)位移電壓為

發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)位移電壓公式.png

      一般情況下,發(fā)電機(jī)電容的不平衡度很小,所以U0 很小。但是,消弧線圈的并聯(lián) 等效電阻值較大,所以 d 很小,另外感抗與容抗相接近,所以脫諧度v 很小。這就是為什么消弧線圈接地方式下, 位移電壓比較大的緣故。如果對地電容的不對稱度較大, 則會使發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)長期有較大的位移電壓, 對發(fā)電機(jī)的絕緣不利, 采用基波零序電壓為 判據(jù)的定子單相接地保護(hù)的動作值不得不提高。

      解決的辦法, 首先要求在電機(jī)的制造工藝上要保證三相電壓的平衡和三相對地電容 的不平衡度盡量??; 其次, 適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)消弧線圈的電感值, 使得脫諧度增加, 但是, 這 樣一來消弧線圈補(bǔ)償電容電流的能力將有所下降。

 

2、傳遞過電壓

 

      單元接線的大型發(fā)電機(jī)經(jīng)過升壓變壓器與系統(tǒng)相連。設(shè)升壓變壓器每相高、低壓繞 組之間的耦合電容為CM  ,發(fā)電機(jī)定子繞組每相對地電容為Cg  ,發(fā)電機(jī)與升壓變壓器之 間的母線、廠用高壓變壓器高壓繞組以及升壓變壓器繞組等每相對地電容為Ct  。設(shè)系統(tǒng) 側(cè)因接地故障而產(chǎn)生一對地零序電壓UH 0 ,則該電壓會通過升壓變壓器的耦合電容在發(fā) 電機(jī)側(cè)產(chǎn)生過電壓UL 0  。

      根據(jù)這個(gè)等值電路,不難計(jì)算得到傳遞過電壓系數(shù)為

 發(fā)電機(jī)傳遞過電壓系數(shù)公式.png 

 

      設(shè)K=ωL[3ω(Cg+Ct)]−1,當(dāng)K>1,稱之為欠補(bǔ)償接地方式;當(dāng)K<1,則稱之為過補(bǔ)償接地方式。一般情況下,為了讓消弧線圈能夠很好地補(bǔ)償電容電流,其感抗總是約等于系統(tǒng)容抗,即K≈1,此即諧振接地方式。若運(yùn)行在過補(bǔ)償方式下,使K略小于1,則v=(1−1K)可能為負(fù)值,這樣一來傳遞過電壓系數(shù)會大于1,這是不允許的。因此,在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采用經(jīng)消弧線圈接地方式時(shí)必須采用欠補(bǔ)償方式。

減小傳遞過電壓的辦法主要有:

1)從設(shè)計(jì)制造上使得變壓器高壓、低壓繞組之間的耦合電容盡量??;

2)發(fā)電機(jī)外部增加限制過電壓的電容器, 從而增大發(fā)電機(jī)系統(tǒng)對地的電容值, 但是 這種方法增加了電容電流;

3)調(diào)節(jié)消弧線圈的參數(shù),避免其處于完全補(bǔ)償狀態(tài)。

 


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