接地變壓器及接地電阻在水泥企業(yè)配電系統(tǒng)中如何選用

摘 要：水泥企業(yè)中壓配電系統(tǒng)中接地變壓器及接地電阻的容量和阻值計算方法，并給出計算實例。

關鍵詞：接地變壓器;接地電阻;計算

0 引言

水泥企業(yè)中壓配電系統(tǒng)的電網(wǎng)中性點接地方式與電網(wǎng)的電壓等級、單相接地故障電流、過電壓水平以及保護配置等有密切關系。它直接影響電網(wǎng)的絕緣水平，電網(wǎng)的供電的可靠性、連續(xù)性和運行安全性，通過合理的選用，有利于保證企業(yè)內(nèi)部的配電系統(tǒng)的可靠性，避免設備損害等事故的發(fā)生，對企業(yè)安全運行起著重要的作用。

目前我國的水泥企業(yè)在110kV及63kV進線端常用的接地方式為中性點有效接地系統(tǒng)（一般由當?shù)毓╇娋W(wǎng)絡確定），企業(yè)內(nèi)部10kV及6kV配電系統(tǒng)常用的接地方式為中性點不接地、經(jīng)消弧線圈接地、經(jīng)電阻接地和經(jīng)消弧柜接地。

考慮到企業(yè)內(nèi)配電線路均由電纜線路構成，單相接地故障電容電流較大，且需要快速切出故障，同時電纜和電氣設備還可采用絕緣水平較低的等級，以及一些海外同類企業(yè)中性點接地方案的引入，因此國內(nèi)企業(yè)慢慢開始采用主要以中性點串電阻接地的方式，該方式能有效解決上述問題，并契合海外企業(yè)的技術要求。在電源主變是Y/△接線的中性點經(jīng)電阻接地系統(tǒng)的接地方式有2種，第一種是接地變壓器接于10kV或6kV中壓母線段，接地變的中性點串低電阻接地。第二種是接地變壓器直接接于主變△線圈引出線端，其中性點串低電阻接地。在水泥企業(yè)第一種接線方式具有一定的普遍性。但目前我國還沒有規(guī)范對中性點接地電阻和接地變壓器的選擇的明確規(guī)定，所以在選用上就存在一些不同，本文以其在一水泥生產(chǎn)線工程中選用的實例，提供一個選用方法供大家探討。

已知伊朗NGCC水泥生產(chǎn)線工程現(xiàn)有中壓配電線路長度約15000米，投資方要求廠內(nèi)6.3kV配電系統(tǒng)采用串電阻接地方式，其6.3kV系統(tǒng)為中性點不接地系統(tǒng)。

首先我們考慮通過在總降壓站6.3kV母線配置接線形式ZN，yn11專用三相接地變壓器引出中性點，再串電阻接地，其主要參數(shù)計算方法如下：

1 核算系統(tǒng)電容電流

線路單相接地電容電流為IC1=0.1Url=0.1×6.3×15=9.45A

綜合考慮變電所增加后的電容電流為IC=KIC11.18×9.45=11.15。

其中K為整個變電站內(nèi)其他設備的容性電流系數(shù)，一般取1.18。

2 接地電阻器

目前我國還沒有規(guī)范對中性點接地電阻的選擇的明確規(guī)定，而有些供電部門對當?shù)毓╇娤到y(tǒng)中性點接地電阻型式和單相接地故障電流都作出了具體規(guī)定，設計時應滿足當?shù)毓╇姴块T要求。如無具體要求可從降低配電網(wǎng)過電壓水平考慮，依據(jù)國內(nèi)相關機構做的EMTP程序計算、過電壓模擬試驗及各地運行經(jīng)驗表明，弧光接地過電壓水平隨著流經(jīng)電阻的阻性電流IR增加而降低，當IR≈4IC時，過電壓水平可降到2.0PU以下，一般取IR≈4IC，即IR≈4×11.15=44.6A，實際應用中可取IR=100A （IC 為系統(tǒng)電容電流）

額定電壓：UrR？叟1.05×1.05×6.3/1.732=3.82kV實際取UrR=6.3kV

阻值：R=×103=6.3/1.732/100×1000=36.4Ω

IR-電阻電流A， Un-系統(tǒng)額定標稱電壓kV。

接地電阻器材質(zhì)的選擇，材質(zhì)主要有鑄鐵、不銹鋼、合金及非金屬材料等，目前多采用特殊不銹鋼合金復合電阻元件，它具有溫度系數(shù)小，電阻值穩(wěn)定、體積小、電阻率高、耐高溫、耐腐蝕等特點，比較符合水泥企業(yè)的工作環(huán)境。

3 接地變壓器

目前我國接地變壓器的容量尚未規(guī)范化，暫可按接地電阻或接地電流IR核算，當IR=100A時，接地變的短時容量為SrT1= =100×6.3/1.732≈364kVA。

根據(jù)IEEE-C62.92.3-1993（R2005）標準做出過載系數(shù)的規(guī)定可將變壓器的短時容量換算為持續(xù)容量， 一般接地裝置按投運60s設計時，查詢可知變壓器允許過載系數(shù)K為4.7。

則變壓器持續(xù)容量SrT=364/4.7=77kVA，所以取國內(nèi)標準容量100kVA。

額定電壓：UrT=Ur=6.3kV（UrT——額定一次電壓，Ur——系統(tǒng)額定標稱電壓）;

IEEE-C62.92.3-1993（2005）

4 結論

經(jīng)過上述分析計算，得出了當電容電流約為10A時，該企業(yè)接地變壓器基本參數(shù)：額定電壓：6.3kV，額定容量：100kVA，接地電阻基本參數(shù)：額定電壓：6.3kV，額定阻值：36.4Ω。當然在實際工程驗算中，也還可以考慮一定的裕度，比如適當提高接地電阻電流降低電阻值，可改善繼電保護靈敏度等。

本文在接地變壓器和接地電阻尚未規(guī)范化的情況下，給出其在水泥企業(yè)中計算和選用的方法，也是為其在本行業(yè)和其它領域能得到很好的運用提供一個參考。

參考文獻：

[1]中國航空工業(yè)規(guī)劃設計研究院，等.工業(yè)與民用配電設計手冊[M].中國電力出版社.

[2]北京鋼鐵設計研究總院，等.鋼鐵企業(yè)電力設計手冊[M].冶金工業(yè)出版社.

作者簡介：

康麟（1977-），男，高級工程師，從事水泥廠電氣設計工作。