重康動力（深圳）有限公司

產品規格搜索
技術文章搜索

常見問題解答/設備故障及生產廠家

您現在的位置 > 首頁 > 新聞動態 > 常見問題解答

柴油發電機組的地線要求及接地方式

發布時間：2019-05-03 23:30:57 ▏閱讀：次

使用說明書

柴油發電機組的地線要求及接地方式

摘要：伴隨著經濟的飛速發展，國內用電設備容量不斷擴大，作為備用電源的柴油發電機組的容量也隨之不斷增大，有時甚至需要多臺大功率柴油發電機組并聯才能滿足使用要求。特別是近年來數據中心項目激增，柴油發電機組電壓也由常見的400V增至為10.5KV。康明斯公司在在本文簡要介紹低壓400V和高壓10KV柴油發電機組中性點接地的幾種方式。

一、地線要求及接地方式

一個負責任柴油發電機廠家所生產的有效系統應該確保在任何時候突然的斷電對人身安全和操作人員的健康沒有危險。

1、良好的接地因素

（1）有較低的電阻，防1h雷擊和短路。

（2）重復帶動大電流的能力。

（3）在安裝過程中不作任何改變可以完成所需功能的能力。

2、電力系統常用接地方式

（1）中性點直接接地

如圖1所示，即是將中性點直接接入大地，當系統運行中發生單相接地故障時，就形成單相接地短路，其接地電流非常大，使斷路器跳閘切除故障。

（2）中性點經消弧線圈接地

如圖2所示，此系統中性點經消弧線圈接地，中性點與接地點之間串入一個電感消弧線圈，當發生單相接地，其接地電流大于30A，產生的電弧不能自動熄滅，為此，利用消弧線圈的電感電流來抵消電容電流，限制單相接地故障的短路電流。

發電機中性點直接接地線路圖.png

圖1 發電機中性點直接接地線路圖

發電機中性點經消弧線圈接地線路圖.png

圖2 發電機中性點經消弧線圈接地線路圖

（3）中性點經接地變壓器接地

如圖3所示。變壓器通過三相平衡負載，流通的電流僅是勵磁電流，因而顯示出高阻抗的作用。當出現相對中性點的電流時，該繞組會出現非常小的阻抗，因為變壓器每個鐵芯柱上對的兩個繞組進行反極性串聯，鐵芯柱上所產生的磁通相互抵消了，所以系統發生單相接地故障時，變壓器對地形成故障電流，從而進行故障保護。

（4）中性點經電阻器接地

如圖4所示。高壓交流電力系統中性點高電阻接地，中性點與接地點之間串入一個較大的電阻，可以抑制單相接地故障時健全相的過電壓倍數不超過額定相電壓的2.6倍，避免故障擴大。當發生單相接地故障時，短路點流過固定的電阻性電流有利于零序保護動作。所以，10kV機組的接地方式宜采用中性點經電阻接地或不接地方式。

（5）中性點不接地系統

當系統發生單相接地故障時，流過短路點的電流為電容電流，且三相線電壓基本平衡。若單相接地電容電流小于10A時，允許繼續帶故障運行1-2小時。

發電機中性點經接地變壓器接地.png

圖3 發電機中性點經接地變壓器接地線路圖

發電機中性點經電阻器接地線路圖.png

圖4 發電機中性點經電阻器接地線路圖

二、高壓機組系統接地（6300V~11KV）

這是用以描述發電機系統與地連接的方式。安裝不僅有一般的與地的連接，還有例如海上的非接地的安裝。HV型機組在陸地上使用時，應用同體導體接地和絕緣。

高壓發電機組系統通常把接地保護和差動保護作為最基本的保護，由于柴油發電機組的電壓相對較高，對繞組的絕緣要求也非常高，當定子繞組發生兩相和三相相間短路時，將產生很大的短路電流，造成繞組過熱，故障點產生的電弧使發電機繞組絕緣損壞，嚴重時會導致發電機起火，因此高壓發電機組的接地保護是非常必要的，接地保護主要與中性點接地方式有關，接地方式的選擇則與電網發生單相接地故障流經故障點的電容電流有關，10kV柴油發電機組中性點接地方式主要有2種。

1、中性點不接地方式

其電路圖如圖5所示，相量圖如圖6所示。中性點不接地的三相系統中，當一相發生接地時：

（1）未接地兩相的對地電壓升高到√3倍，即等于線電壓，所以，這種系統中，相對地的絕緣水平應根據線電壓來設計。

（2）各相間的電壓大小和相位仍然不變，三相系統的平衡沒有遭到破壞，因此可繼續運行一段時間，這是這種系統的最大優點。但不許長期接地運行，尤其是發電機直接供電的電力系統，因為未接地相對地電壓升高到線電壓，一相接地運行時間過長可能會造成兩相短路。所以在這種系統中，一般應裝設絕緣監視或接地保護裝置。當發生單相接地時能發出信號，使值班人員迅速采取措施，盡快消除故障。一相接地系統允許繼續運行的時間，最長不得超過2h。

（3）接地點通過的電流為電容性的，其大小為原來相對地電容電流的3倍，這種電容電流不容易熄滅，可能會在接地點引起弧光間隙，周期性的熄滅和重新發生電弧。弧光接地的持續間歇性電弧較危險，可能會引起線路的諧振現象而產生過電壓，損壞電氣設備或發展成相間短路。故在這種系統中，若接地電流大于5A時，發電機都應裝設動作于跳閘的接地保護裝置。

2、中性點經電阻接地方式

（1）單臺柴油發電機組經電阻接地；

（2）兩臺及以上柴油發電機組經電阻接地：

每臺發電機組配置一個高壓真空接觸器，一個接地系統配置一個接地電阻柜。通過控制系統控制高壓真空接觸器，達到運行時只允許一臺機組接地的目的。同時在接地電阻柜配置電流互感器（CT）測量接地電流，并采用接地故障繼電器，設定接地電流超過設定值時發出接地故障信號。

3、電阻接地阻值范圍

（1）高阻接地

高阻＞500Ω，接地故障電流＜10-15A；高阻接地的目的主要是發電機定子繞組在單相接地故障時，防止產生間歇性弧光接地過電壓的情況，同時還要盡量降低接地故障電流對鐵芯的灼傷程度。

（2）中阻接地

中阻為10~500Ω，15A＜接地故障電流＜600A；（目前10KV發電機并機系統接地電阻一般選58Ω左右）。中阻接地主要用于以電纜為主構成的電網，包括城市電網、發電廠用電、工礦企業和公共設施的電網。要求電阻不要太大，以保證繼電保護動作的靈敏度；又保證阻值不要太小，避免接地故障電流過大，出現一些低值接地方式存在的問題。

（3）低阻接地

低阻＜10Ω，接地故障電流＞600A。低阻接地僅用于接有大量高壓電動機的電網，單相接地電流比較大。

發電機中性點不接地電路圖.png

圖5 發電機中性點不接地電路圖

發電機中性點不接地相量圖.png

圖6 發電機中性點不接地相量圖

三、低壓機組設備接地（220V~400V）

發電機的中性點接地方式與定子接地保護的夠成密切相關，同時中性點接地方式還與單行接地故障電流、定子繞組過電壓等問題有關，綜合考慮單相接地電流、過電壓和接地保護的構成等因素，選擇最佳中性點接地方式。圖7為400V三相電壓接地電路，圖8為220V單相電壓接地電路。

1、發電機中性點接地方式

（1）中性點不接地或經單相電壓互感器接地；

（2）中性點經配電變壓器高阻接地；

（3）中性點經消弧線圈接地。

　　目前，在大機組上，中性點有采用經消弧線圈接地，也有采用經配電變壓器高阻接地。其目的是降低動態過電壓倍數，是單相接地故障電流小些，提高定子接地保護的靈敏度。消弧線圈接地方式需考慮因素較多，選擇合適的補償度和消弧線圈參數較困難。如果片面追求減少接地電流，而選用較小的脫諧度和較大的消弧線圈品質因素勢必造成因發電機三相對地電容不平衡而導致中性點電壓長期有較大偏移。

接地接線方式-低壓400V柴油發電機組.png