接地变压器及接地电阻在水泥企业配电系统中如何选用

2015-05-30康麟

中小企业管理与科技·上旬刊 2015年6期

摘要：水泥企业中压配电系统中接地变压器及接地电阻的容量和阻值计算方法，并给出计算实例。

关键词：接地变压器;接地电阻;计算

0 引言

水泥企业中压配电系统的电网中性点接地方式与电网的电压等级、单相接地故障电流、过电压水平以及保护配置等有密切关系。它直接影响电网的绝缘水平，电网的供电的可靠性、连续性和运行安全性，通过合理的选用，有利于保证企业内部的配电系统的可靠性，避免设备损害等事故的发生，对企业安全运行起着重要的作用。

目前我国的水泥企业在110kV及63kV进线端常用的接地方式为中性点有效接地系统（一般由当地供电网络确定），企业内部10kV及6kV配电系统常用的接地方式为中性点不接地、经消弧线圈接地、经电阻接地和经消弧柜接地。

考虑到企业内配电线路均由电缆线路构成，单相接地故障电容电流较大，且需要快速切出故障，同时电缆和电气设备还可采用绝缘水平较低的等级，以及一些海外同类企业中性点接地方案的引入，因此国内企业慢慢开始采用主要以中性点串电阻接地的方式，该方式能有效解决上述问题，并契合海外企业的技术要求。在电源主变是Y/△接线的中性点经电阻接地系统的接地方式有2种，第一种是接地变压器接于10kV或6kV中压母线段，接地变的中性点串低电阻接地。第二种是接地变压器直接接于主变△线圈引出线端，其中性点串低电阻接地。在水泥企业第一种接线方式具有一定的普遍性。但目前我国还没有规范对中性点接地电阻和接地变压器的选择的明确规定，所以在选用上就存在一些不同，本文以其在一水泥生产线工程中选用的实例，提供一个选用方法供大家探讨。

已知伊朗NGCC水泥生产线工程现有中压配电线路长度约15000米，投资方要求厂内6.3kV配电系统采用串电阻接地方式，其6.3kV系统为中性点不接地系统。

首先我们考虑通过在总降压站6.3kV母线配置接线形式ZN，yn11专用三相接地变压器引出中性点，再串电阻接地，其主要参数计算方法如下：

1 核算系统电容电流

线路单相接地电容电流为IC1=0.1Url=0.1×6.3×15=9.45A

综合考虑变电所增加后的电容电流为IC=KIC11.18×9.45=11.15。

其中K为整个变电站内其他设备的容性电流系数，一般取1.18。

2 接地电阻器

目前我国还没有规范对中性点接地电阻的选择的明确规定，而有些供电部门对当地供电系统中性点接地电阻型式和单相接地故障电流都作出了具体规定，设计时应满足当地供电部门要求。如无具体要求可从降低配电网过电压水平考虑，依据国内相关机构做的EMTP程序计算、过电压模拟试验及各地运行经验表明，弧光接地过电压水平随着流经电阻的阻性电流IR增加而降低，当IR≈4IC时，过电压水平可降到2.0PU以下，一般取IR≈4IC，即IR≈4×11.15=44.6A，实际应用中可取IR=100A （IC 为系统电容电流）

额定电压：UrR？叟1.05×1.05×6.3/1.732=3.82kV实际取UrR=6.3kV

阻值：R=×103=6.3/1.732/100×1000=36.4Ω

IR-电阻电流A， Un-系统额定标称电压kV。

接地电阻器材质的选择，材质主要有铸铁、不锈钢、合金及非金属材料等，目前多采用特殊不锈钢合金复合电阻元件，它具有温度系数小，电阻值稳定、体积小、电阻率高、耐高温、耐腐蚀等特点，比较符合水泥企业的工作环境。

3 接地变压器

目前我国接地变压器的容量尚未规范化，暂可按接地电阻或接地电流IR核算，当IR=100A时，接地变的短时容量为SrT1= =100×6.3/1.732≈364kVA。

根据IEEE-C62.92.3-1993（R2005）标准做出过载系数的规定可将变压器的短时容量换算为持续容量，一般接地装置按投运60s设计时，查询可知变压器允许过载系数K为4.7。

则变压器持续容量SrT=364/4.7=77kVA，所以取国内标准容量100kVA。

额定电压：UrT=Ur=6.3kV（UrT——额定一次电压，Ur——系统额定标称电压）;

IEEE-C62.92.3-1993（2005）

4 结论

经过上述分析计算，得出了当电容电流约为10A时，该企业接地变压器基本参数：额定电压：6.3kV，额定容量：100kVA，接地电阻基本参数：额定电压：6.3kV，额定阻值：36.4Ω。当然在实际工程验算中，也还可以考虑一定的裕度，比如适当提高接地电阻电流降低电阻值，可改善继电保护灵敏度等。