发电厂接地装置热稳定校核方法

内蒙古电力技术２０１２年第３０卷第５期ＩＮＮＥＲＭＯＮＧＯＬＩＡＥ１．ＥＣＴＲＩＣＰＯＷＥＲ７３发电厂接地装置热稳定校核方法刘世欣‘，张爱军１。楼书氢２（１．内蒙古电力科学研究院，内蒙古呼和浩特０１００２０；２．．２ｒ－西吉安供电公司，江西吉安３４３００９）ＴｈｅｒｍａｌＳｔａｂｉｌｉｔｙＣｈｅｃｋｉｎｇＭｅｔｈｏｄｏｆＧｒｏｕｎｄｉｎｇＤｅｖｉｃｅｉｎＰｏｗｅｒＰｌａｎｔＬｉｕＳｈｉｘｉｎｌ，ＺｈａｎｇＡｉｊｕｎｌ，ＬｏｕＳｈｕｑｉｎ９２Ｈｏｈｈｏｔ０１００２０；（１．ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＰｏｗｅｒＳｃｉｅｎｃｅ＆ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｉｔｕｔｅ．ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ２．ＪｉａｎｇｘｉＪｉ’ａｎＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙ，ＪｉａｎｇｘｉＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｅａｒｔｈｉｎｇｅｎｓｕｒｅＪｉ’ａｎ３４３００９）７ｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｂｅｃａｕｓｅｏｆｏｆｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆＧｕｏｈｕａｚｈｕｎｇｅｒｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋｉｎｃｒｅａｓｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｉｎｃａｐａｃｉｔｙ，ｔｈｅｄｅｃｒｅｓｃｅｎｔｃｕｒｒｅｎｔｏｆｓｙｓｔｅｍｗｏｕｌｄｉｍｐｅｄａｎｃｅ，ｉｆｇｒｅａｔｌｙ．Ｔｏｚｈｕｎｇ’ｅｒｓｈｏｒｔｃｉｒｃｕｉｔｆａｕｌｔｏｃｃｕｒｒｅｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ，ｆａｕｌｔｃｈａｎｇｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔ’ＳｓａｆｅａｎｄｓｔａｂｌｅｔｏｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｎＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＧｕｏｈｕａｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ，ｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｃｈｅｃｋｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｇｒｏｕｎｄｉｎｇｄｅｖｉｃｅ．ＡＣｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｄｅｖｉｃｅＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｈｅＤＬ／Ｔ６２ｌ—１９９７ｇｒｉｄｇｒｏｕｎｄｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ．ｗｉｔｈｏｕｔｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｔｈｅｒｍａｌｓｈｏｒｔ—ｃｉｒｃｕｉｔｃｈｅｃｋｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｇｒｏｕｎｄｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｏｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｔｈｅｇｒｏｕｎｄｉｎｇｇｒｉｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｇｒｏｕｎｄｉｎｇｇｒｉｄｉｎｉｎｔｏｇｒｏｕｎｄｉｎｇ加ｄｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｓｔａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｍｕｌａ，ｅｎｓｕｒｅｒｅｓｕｌｔｓｍｅｅｔｔｈｅｓｈｏｗｔｈａｔｇｒｏｕｎｄｉｎｇｄｅｖｉｃｅｍａｔＧｕｏｈｕａｚｈｕｎｇ’ｅｒｐｏｗｅｒｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｃｈｅｃｋｐｌａｎｔｍｅｅｔｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｔｏｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ．ｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｒｅａｓｅｘｃａｖａｔｉｏｎｓａｍｐｌｉｎｇ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｇｒｏｕｎｄｉｎｇｂｏｄｙａｃｔｕａｌｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆｔｏｇｒｏｕｎｄｉｎｇ咖ｄＫｅｙｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｅｎｏｕｇｈｍａｔｅｒｉａｌｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｒｏｓｓｓｕｂｊｅｃｔｅｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｓｉｔｕａｔｉｏｎｓｔｉｌｌｈａｖｅｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｓｅｃｔｉｏｎ．ｓｔａｂｉｌｉｔｙｃｈｅｃｋ；ｍａｘｉｍｕｍｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ；ｇｒｏｕｎｄｉｎｇｄｅｖｉｃｅ；ｔｈｅｒｍａｌａｌ＇ｅａｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔｃｕｒｒｅｎｔ；ｇｒｏｕｎｄｉｎｇｓｒｉｄ；ｓｅｃｔｉｏｎａｌ０引言在电力系统运行过程中，经常会发生接地短路【收稿日期】２０１２－０６－１９故障，主要原因是电气设备载流部分的相间或相对地绝缘损坏；另外，短路电流通过电气设备的导体时，其热效应也会引起导体或其绝缘的损坏。因【作者简介】刘世欣（１９８０一），男，内蒙古人，硕士，工程师，从事高电压技术及输电线路专业技术工作。万方数据７４内蒙古电力技术２０１２年第３０卷第５期此，当发生电力系统接地短路故障时，电气设备的接地装置应具有足够的热稳定度【。“，以保证人身和设备的安全。内蒙古国华准格尔发电厂（以下简称国华准电）装机容量为４ｘ３３０ＭＷ，升压站为５００ｋＶ变电站，发电厂在基建设计期进行过接地故障短路电流计算，并对电气设备接地装置的热稳定度进行了校核。近几年，国华准电所在的薛家湾地区由于电网结构改变，电力系统容量增加，系统阻抗变小，若发电厂发生接地短路故障，其故障电流会产生相应的变化。为确保发电厂电气设备的安全稳定运行，有必要再次进行接地装置的热稳定性校核。ｌ国华准电接地装置热稳定校核依据电力系统短路故障类型基本分三相短路、两相短路、两相短路接地和单相短路接地４种。其中，三相短路和两相短路故障的短路电流均在相间流动，不会流人接地网中，因此只需考虑两相短路接地和单相短路接地故障两种类型。接地装置的热稳定校核应按最严重的情况考虑，即计算两种接地短路故障类型中流人接地网中的短路电流，通过比较，得出流过接地装置的最大短路电流，作为接地装置热稳定校核的依据Ｉ”。２国华准电接地故障短路电流计算２．１阻抗计算国华准电发生接地故障短路电流计算电气接线图见图１所示。电厂安装４台３３０ＭＷ发电机，４台５００ｋＶ、容量为４００ＭＷ双绕组主变压器，４台容量为４０ＭＷ的双分裂厂用变压器，２台１１０ｋＶ、容量为５０ＭＷ的启备变压器。由于启备变压器电压等级为１１０ｋＶ，因此未连接在升压站的５００ｋＶ母线上，发电厂６ｋＶ系统中的高压电动机容量相对于主设备较小，所以计算短路电流时也不考虑高压电动机。在进行短路电流计算时，由于电气接线图中的主设备如发电机、主变压器、厂用变压器及系统阻抗参数均是以其额定值为基准值，因此需将各电气设备的阻抗值换算为统一的基准值；主变压器、发电机和系统外阻抗的阻抗参数可直接归算到选取的基准容量（．ｓ。）上；４台厂用变压器是分裂变压器，即１个高压绕组、２个低压绕组，通常铭牌上提供的参数是穿越短路阻抗墨。ｘ７。和分裂系数Ｋ，而在万方数据图ｌ国华准电接地故障短路电流计算电气接线图短路计算点应取在升压站的５００ｋＶ母线上，此１００ＭＶＡ，Ｕ．＝５５０ｋＶ，，，．＝当＝０．１ｌＣｋＡ。绘制√３Ｕ。出正序、负序、零序阻抗图见图２一图４。圈２国华准电短路电流计算正序阻抗图图３国华准电短路计算负序阻抗图短路电流计算中，需根据高、低压绕组穿越阻抗值和低压绕组的分裂关系，通过公式ｘ１．ｘ。２／（１－Ｋｄ４）得出高压阻抗ｘ。，通过公式Ｘ２＝Ｘ＇２＝ＫｆＸ。一２／２得出低压阻抗咒和Ｘ’：。时流过接地装置的短路电流最大。基准值取Ｓ。＝阻抗图，将阻抗图简化为以短路点为中心的辐射形等值图，求出各电源与短路点之间的电抗。分别绘２０１２年第３０卷第５期刘世欣，等：发电厂接地装置热稳定校核方法７５图４国华准电短路计算零序阻抗图将图２一图４的各支路电抗串、并联，简化得到综合正序电抗ｘ。ｚ＝０．００４５０７、综合负序电抗Ｘ２∑＝０，００４５０７，综合零序电抗蜀∑＝０。００４３０８。２．２单相短路接地故障短路电流计算单相短路接地复合网络图见图５所示，可以看出，ｘ。：、恐：和蜀ｚ串联，正序电流、负序电流和零序电流大小相等，可解得故障处的正序电流五㈩、负序电流，ｆ㈦、零序电流，ｆ。。，。计算出故障时的正序电流的标幺值，’．：”＝，掣＝∥¨＝ｌ／（Ｘ，∑＋整∑＋凰ｚ）＝７５．０６，正序电流的有名值，ｆ㈩＝∥：’，，．＝８．２５７ｋＡ。单相接地短路电流，，。＝，ｆ…＋，ｆ（２Ｊ＋厶（０Ｊ＝２４．７７１ｋＡ。图５单相短路接地复合序网图２．３两相短路接地故障短路电流计算序电流的标幺值∥Ｉｌ’２ｉ蕞１两相短路接地故障复合网络图见图６所示，正＝１４７．３４’正序电流的有名值，…，＝∥ｙ’，７ｊ＝１６．２０７ｋＡ，两相接地短路电流为ｐ，：∥’＝３／ｆ（ｏ）＝３ｌｆ（．，彘＝２５∞５ｋＡｏ３接地装置热稳定校核根据热稳定条件，不考虑接地网腐蚀情况时，接地线的最小截面积应符合Ｓ≥ｓ；（Ｓ；＝，、／￡，／Ｃ），其中，Ｓ为接地线实际截面积；５。为接地体的理论计算截面积；，为流过接地体的最大热短路电流；ｃ为接地体的热稳定系数；￡。为热稳定的持续时间。￡。取值有两种情况，当变电站的继电保护装置配有２套速动主保护、近接地后备保护、断路器失灵保护和万方数据图６两相短路接地复合序网图自动重合闸时，九可按￡。≥￡。＋￡，＋如取值，‰为主保护动（或远近结合的）后备保护、自动重合闸、有或无断通过短路电流计算结果可以看出，∥１’¨＞ｆ’，，在两种接地方式中，两相短路接地时的短路电流较大，因此将两相短路电流作为流过接地体的最大热稳定电流。国华准电的接地线采用５０ｒａｍ×８ｍｉｌｌ的扁钢，接地线的截面５为４００ｍｍ２，通过计算得Ｓ。为２８４．７７ｍｍ２，Ｓ＞Ｓ。，接地引下线的实际截面值远大于理论计算值，可见在不考虑地网腐蚀的情况下…，国华准电接地装置满足热稳定要求。５建议为了解国华准电接地网腐蚀情况，以便进一步指导接地网的运行维护，建议对发电厂内不同区域的接地网进行多处开挖取样，根据接地网的实际腐蚀数据进行接地体截面和材料的选择计算，使接地体在考虑腐蚀的情况下仍能具有足够的热稳定截面，从而保证设备安全。参考文献：【１】电力工业部绝缘配合标准化技术委员会．ＤＩ＿，／Ｔ６２ｌ一１９９７交流电气装置的接地ｆＳ】．ｊＥ京：中国电力出版社，１９９８．【２】马勇飞，王献敏，王沧海，等．公伯峡水电站短路电流计算及主设备引下线的热稳定校核【Ｊ】，黑龙江科技信息，２０１１（２９）：５４—５５．［３】３李光琦．电力系统暂态分析［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２００６：ｌ１９—１２６．编辑：郭昆作时间，ｔｆ为断路器失灵保护动作时间，ｔｏ为断路器开断时间；当变电站配有１套速动主保护、近或远路器失灵保护时，￡。可按ｆ。≥ｆ，＋￡。取值，ｆ，为第一级后备保护动作时间…。４校核结果发电厂接地装置热稳定校核方法

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刘世欣， 张爱军， 楼书氢， Liu Shixin， Zhang Aijun， Lou Shuqing

刘世欣,张爱军,Liu Shixin,Zhang Aijun(内蒙古电力科学研究院,内蒙古 呼和浩特,010020)， 楼书氢,LouShuqing(江西吉安供电公司,江西 吉安,343009)内蒙古电力技术

Inner Mongolia Electric Power2012,30(5)

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