一种带二次感抗短接开关的发电机中性点高感抗接地装置的制作方法

本发明涉及发电机中性点高感抗接地装置，更涉及到一种带二次感抗短接开关的大型水轮发电机中性点高感抗接地装置。当发电机并网前出口电压不平衡率大于2%额定电压时，使用本装置能有效降低发电机中性点位移电压，将发电机三相出口电压不平衡率限制在标准以及行业规范要求以内。本发明装置具有外形美观、内部结构紧凑、使用方便、运行安全可靠、继电保护装置相对简单的特点，可广泛运用于大中型水力发电机中性点接地系统中。

背景技术：

一种带二次感抗短接开关的发电机中性点高感抗接地装置是根据国家相关标准和大中型水力发电厂发电机中性点接地的规程规定以及市场需求研发的一种产品。它在原有发电机中性点高感抗接地装置的基础上，接地变压器二次侧增加了二次感抗短接开关，与二次电抗器和二次电阻器并联。水轮发电机开机过程中，二次感抗短接开关合上，接地变压器二次侧短路，此时发电机中性点接地回路为低阻抗（阻抗成分主要是接地变压器的短路阻抗）接地状态，可近似认为发电机中性点直接接地。在这种工况下发电机中性点的位移电压很低，水轮发电机开机并网前的出口电压三相不平衡率能满足在标准以及行业规范要求的不大于2%额定电压的范围以内。水轮发电机开机完毕并入电网的同时，二次感抗短接开关断开，此时接地装置在发电机中性点回路中呈现为高感抗接地状态，能在发电机发生单相接地故障时，将故障点电流限制在15a以内，并限制发电机健全相的过电压倍数在2.6倍额定相电压以下，达到保护发电机的目的。

技术实现要素：

本发明的目的是在于提供了一种发电机中性点高感抗接地装置，特指是一种结构紧凑，操作简单，运行维护方便的带二次感抗短接开关的发电机中性点高感抗接地装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术措施：

一种带二次感抗短接开关的发电机中性点高感抗接地装置，它由接地变压器、二次电抗器、二次电阻器、二次感抗短接开关、一、二次电流互感器、隔离开关和若干电气控制元件、外壳等组成。其特征在于：接地变压器、二次电抗器、二次电阻器、二次感抗短接开关、一、二次电流互感器、隔离开关以及电气控制元件均布置在一个封闭的外壳内，发电机中性点引线连接到接地变压器线圈一次首端端子，通过接地变压器线圈一次尾端端子接地。二次电抗器和二次电阻器并联接在接地变压器的二次端子上。二次电抗器及电流互感器均布置在二次电阻器的下方。二次感抗短接开关布置在柜内底部，两端联接在接地变压器的二次端子上。

二次感抗短接开关选用合分响应速度快（响应速度≤20ms），运行稳定可靠的优质固态静止开关。

带二次感抗短接开关的发电机中性点高阻抗接地装置的所有元器件均装在一个封闭的外壳之内，外壳落地安装，具备优良的外观以及机械强度，同时外形尺寸考虑柜内留有足够的散热空间。

附图说明

图1为一种带二次感抗短接开关的发电机中性点高感抗接地装置电气原理图。

图2为一种带二次感抗短接开关的发电机中性点高感抗接地装置外形图。

图3为一种带二次感抗短接开关的发电机中性点高感抗接地装置内部结构图。

其中:进线端子（1）、隔离开关（2）、接地变压器（3）、一次首端端子（4）、一次尾端端子（5）、一次电流互感器（6）、二次电流互感器（7）、二次电抗器（8）、二次电阻器（9）、二次感抗短接开关（10）、外壳（11）、接地变压器二次端子（12）（13）、接地端子（14），二次电抗器箔式绕组（15）、屏蔽铁芯（16）、铝屏蔽罩（17），二次电阻器电阻片（18）。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

一种发电机中性点高感抗接地装置，它是由进线端子（1）、隔离开关（2）、接地变压器（3）、一次首端端子（4）、一次尾端端子（5）、一次电流互感器（6）、二次电流互感器（7）、二次电抗器（8）、二次电阻器（9）、二次感抗短接开关（10）、外壳（11）、接地变压器二次端子（12）（13）、接地端子（14）组成，其特征在于：发电机中性点经过电缆或联接排（线）接在本装置的进线端子（1）上，通过隔离开关（2）接入接地变压器（3）的一次首端端子（4），再经过接地变压器一次尾端端子（5）和一次电流互感器（6）接到外壳（11）上。外壳（11）设有专用接地端子（14）与接地网相连。这样就完成了本装置的一次部分的接线。

接地变压器（3）的二次端子（12）上联接有二次电抗器（8）、二次电阻器（9）和二次感抗短接开关（10）的各一个接线排，同时，接地变压器二次端子（12）还与外壳（11）用铜排相连接地。接地变压器（3）的二次端子（13）通过二次电流互感器（7）后，与二次电抗器（8）、二次电阻器（9）和二次感抗短接开关（10）的各另一个接线排相连。这样二次电抗器（8）、二次电阻器（9）和二次感抗短接开关（10）就并联连接在接地变压器（3）的二次侧。

接地变压器（3）二次侧联接二次感抗短接开关（10），当二次感抗短接开关（10）合上时，接地变压器（3）二次侧短路，此时发电机中性点通过接地变压器短路阻抗形成低阻抗接地。当二次感抗短接开关（10）断开，发电机中性点接地由低阻抗接地变成高感抗接地。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种带二次感抗短接开关的发电机中性点高感抗接地装置，它是针对采用高阻抗接地的水电机组特别是大中型机组，发电机并网前出现三相出口电压不平衡率大于2%的工况。当高感抗接地装置的二次感抗短接开关断开时，利用变压器的阻抗变换特性，等效为高感抗。将接地变压器一次侧接在发电机中性点与地之间，即成为高感抗接地装置。当二次感抗短接开关合上后，接地变压器二次侧短路，此时发电机中性点通过接地变压器短路阻抗接地，其出口三相不平衡率能满足不大于2%额定电压的国标以及行业规范要求。水轮发电机开机过程中，二次感抗短接开关合上，在水轮发电机达到额定转速，三相出口电压达到额定值并网的同时，二次感抗短接开关断开。

技术研发人员：付原;傅祺
受保护的技术使用者：付原
技术研发日：2015.12.28
技术公布日：2017.07.04