风电场接地变及其中性点接地电阻的改进方案分析

风电场接地变及其中性点接地电阻的改进方案分析摘要：风电场会使用大量的电缆，造成电流的聚集。一旦出现接地情况，所产生的弧光电压会对风电场设备造成很大的损害。因此，我们要重视接地电阻的改进。本文将进行分析，以供参考。关键词：风电场；接地电阻；设计；优化刖言当前，风电场为保证稳定运行，使用了大量的电线电缆。这就使得电缆中易产生电流聚集产生弧光电压，对设备和人身安全造成危害。Z形接地变主系统为/△连接，因此35kV系统为不接地系统。接地变压器接入系统的作用是人为地将接地点吸引到中性的不接地系统中，从而为系统中的接地故障提供零序路径。接地变压器的电源侧配备了三相快速断流和过流保护功能。它用作接地变压器内部相间故障的主要保护和备用保护。零序电流I级和零序电流II级保护安装在接地变压器的中性点。作为接地变压器中单相接地故障的主要保护，并且作为系统每个组件的完整备用保护。当前，在中国配置接地变压器有三种方法。第一种是添加YNyn0公共配电变压器，第二种是添加Ynd公共配电变压器，第三种是使用ZN型接地变压器。分析三种接地方式的接地变压器特性。Z型连接变压器更适合用作零序通量低，零序阻抗低且由于100%电容而导致的附加损耗低的接地变压器。为何集电线路系统不能继续采用中性点不接地3.1135kV电容电流大于10A时，如果仍采用中性点不接地会有严重后果如果风电场中的电缆线很多，并且电容器电流超过10A，则电流收集系统仍使用中性点；如果未接地，则不能确保熄灭接地电弧，会产生严重后果。为了确保操作设备的安全，如果风电场35kV集电线路的电容电流大于10A，则中性点通常应使用低电阻或消弧线圈接地。3.2为何不采用消弧线圈接地，而选择采用小电阻接地消弧线圈的接地缺点：在单相接地故障的情况下，消弧线圈的补偿作用会导致故障电流值小，电弧不稳定，电流选线装置的灵敏度低甚至无法选择行。消弧线圈的自动跟踪补偿以线路频率完成。如果使用电感器电流来消除电容器电流，则不能消除电弧接地的高频分量，并且不能有效地限制电弧接地的过电压。发生故障时，健康相的电压超过相电压的5倍，这要求设备具有较高的绝缘水平。当电缆线发生故障时，这几乎是永久性的故障。如果消弧线圈接地并且不跳闸，则具有接地故障的电网运行会导致两相或三相接地短路故障。发展成为永久性的相间短路故障。它不能在补偿不足的状态下执行，也不能在补偿不足的状态下执行。当进行欠补偿运行时，一旦消除线路故障，就很容易发生严重的谐振过电压，从而危及设备安全。在某些特殊情况下，线路的不对称性很大，特别是如果线路发生单相或两相断开，则可能会在接地系统中引起串联谐振，并危及设备的安全。随着风电场规模的扩大和电缆长度的增加，对地的电容电流也增加，从而难以选择消弧线圈的容量。小电阻接地的优点：它可以改变接地电流的相位，减少弧光灯间歇性的接地过电压。当系统中发生单相接地故障时，非故障相的稳态电压上升会略低于中性点的稳态电压上升，该中性点未接地或通过消弧线圈接地。尽管较大的阻尼效应消除了由于各种原因而可能发生的系统谐振过电压，对于所有电缆线，大多数接地故障都是永久性故障，可以省略线路重合，而不会在运行期间引起过电压。在系统正常运行期间，中性点电阻器可以抑制中性点位移电压并降低中性点位移电压。对于无间隙电涌放电器而言，这不仅有用，它不仅可以限制系统的过电压电平，还可以减少雷电浪涌过电压的电平。它可以提供足够的电流和零序电压，结合线路零序保护，可以精确定位故障线路。零序保护立即跳闸，迅速清除障碍物，防止事故蔓延，并减少系统影响。同时，通过在发生故障时及时断开电源，可以减少发生人身安全事故的可能性。接地方式选择及设备选择计算4.1接地方式选择原则如果需要在10A或更高的电流下进行故障操作，请使用中性谐振接地方法。35kV风电厂的集电系统主要由电缆线组成，单相接地电容器的电流较大时，可采用中性点低阻接地方式。变压器的中性点电阻的电阻值应选择较大的值。4.2经消弧线圈接地方式的相关计算公式（1） 补偿容量选择消弧线圈的补偿容量，可按下式计算：式中：Q——补偿容量（kVA）；K——系数，过补偿取1.35；IC——单相接地电容电流（A）；UN——系统额定线电压（V）。（2） 接地变容量选择1） 接地变不兼做站用变接地变压器的设计容量必须是消弧线圈容量的1.1倍。地面变压器设计容量：此处：S设计-地面变压器设计容量（kVA）；电力变压器可以选择比S设计更大的最新标准容量。2） 接地变兼做站用变接地故障变压器还用作变电站，接地故障变压器的初级绕组的容量是消弧线圈的容量与电站电源的容量之和，次级绕组的容量是电站电源的容量。接地变压器作为电站变压器的设计能力：式中：S设计一一接地变压器兼做站用变的设计容量（kVA）；S站一一站用变容量（kVA）；*——站用变功率因数角（°）。接地变兼做站用变可选择比S设计大的最近一档的标准容量。优化方案为了优化接地保护装置的接地电阻值，并使单相接地电流足够大，以适应继电保护装置的正常运行，即同时满足零序电流保护的选择性和灵敏度，同时，为了防止继电保护器意外跳闸，将零相保护设置得过高并不容易，并且如果非故障线路接地的容性电流发生变化，则保护器将正常运行。5.1中性点电阻值选取采用中性点经低电阻接地方式时，要求流过中性点电阻的阻性电流值不小于容性电流值IR=（1~1.5）IC»将间歇性电弧接地期间的过电压电平限制为相电压的2.6倍（高压电动机和电源电缆可以承受的最大过电压倍数）。研究表明，降低电阻值会增加接地电阻电流，并降低内部过电压。同时，单相接地故障电流必须大于线路电容器电流，才能使继电保护装置正常工作。5.2接地变压器容量的校验家用接地变压器一组接地变压器的技术参数和铭牌仅标识变压器的连续运行的额定容量和零序电抗。没有标记短期允许的过载能力。根据接地变压器的额定电压和短期流量，使用时间和短期允许电流等参数连续运行，以将短期允许过载容量转换为变压器的额定容量并选择实际项目。文献列出了两种用于连续运行额定容量的接地变压器短期允许的过载容量转换。对算法结果和计算实例的分析表明，这两种算法的计算结果基本相同，可用于现实生活中。根据以上分析，可以看出，只有接地设备电阻的电阻需要调整为55Q才能满足工作要求。由于电阻器的芯片安装结构，仅一些电阻器需要拆除或短路。符合电阻值要求。6.结束语总之，要保证风电场的运行安全，首先要做好接地点的电阻设计。通过实际情况，采取中性点电阻改进措施，提高电阻接地安全，进而保证风电场运行安全。参考文献：曹小玲，蒋多晖.中性点经小电阻接地方式在电力系统中的应用[J].华东电力，2019，41（11）：2205-2206.林峰，张兰英，吕庭钦，等.风电场接地变及其中性点接地电阻的改进方案分析[J].电网与清洁能源，2018，31（2）：126-129.张锁魁.无功补偿对风电系统电压稳定