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電站運行中性線(xiàn)電流過(guò)大的危害與對策
很多小型水電站將發(fā)電機的中線(xiàn)點(diǎn)直接引出，接在公共中性線(xiàn)上，然后再與主變壓器低側中性點(diǎn)共用一個(gè)接地裝置接地，下面是小編速記整理的一篇探究電站運行中性線(xiàn)電流過(guò)大問(wèn)題的論文范文，歡迎閱讀參考。
引言
本文將根據永順縣小溪鄉杉木溪村的杉木溪電站的實(shí)際情況，分析杉木溪電站運行情況，詳細闡述杉木溪電站中性線(xiàn)電流過(guò)大的原因，并且針對這一問(wèn)題提出相應的解決對策。
1杉木溪電站概述
杉木溪電站位于永順縣小溪鄉杉木溪村，距酉水河主河道1.5km,杉木溪電站集雨面積22.5km2,設計水頭38m,運行水頭32~46m,裝機容量2×250kW共500kW,水庫庫容約100萬(wàn)m3.
杉木溪電站2007年開(kāi)始動(dòng)工建設，2009年主體工程完工。電站發(fā)電機出口電壓為400V,采用三相四線(xiàn)制，發(fā)電機至變壓器低壓側中性線(xiàn)在發(fā)電機機旁盤(pán)處作接地連接，發(fā)電機母線(xiàn)采用單母線(xiàn)接線(xiàn)方式，兩臺發(fā)電機分別經(jīng)出口開(kāi)關(guān)接入400V發(fā)電機母線(xiàn),再通過(guò)主變壓器(容量為630kVA)升壓至10kV,經(jīng)10kV高壓熔斷器接入10kV線(xiàn)路，電能送入15km外的明溪口變電站，接入電網(wǎng)。
1.110kV線(xiàn)路情況
杉木溪電站至明溪口變電站10kV線(xiàn)路長(cháng)約15km,此10kV線(xiàn)路供小溪鄉各村用電，與各農村臺變形成供電用電網(wǎng)絡(luò )。小溪鄉屬?lài)壹壸匀槐Ｗo區，10kV線(xiàn)路沿途環(huán)境復雜，高山林密，線(xiàn)路未經(jīng)過(guò)農電改造，一遇下雨，經(jīng)常跳閘。
1.2杉木溪電站運行情況
杉木溪電站建成后，在開(kāi)機并網(wǎng)后空載運行時(shí)，每臺機組中性線(xiàn)電流在90A左右，負荷加到額度負荷運行時(shí)，每臺機組額度電流為390A,一號機中性線(xiàn)電流132A,二號機中性線(xiàn)電流149A,發(fā)電機母線(xiàn)至變壓器中性線(xiàn)電流為281A,遠超過(guò)國家規定的中性線(xiàn)電流不能超過(guò)線(xiàn)電流25%的規定，曾出現過(guò)發(fā)電機機旁盤(pán)中性線(xiàn)接地接頭處發(fā)熱發(fā)紅情況，只好臨時(shí)加大中性線(xiàn)線(xiàn)徑的辦法解決。
2中性線(xiàn)電流過(guò)大的原因
很多小型水電站將發(fā)電機的中線(xiàn)點(diǎn)直接引出，接在公共中性線(xiàn)上，然后再與主變壓器低側中性點(diǎn)共用一個(gè)接地裝置接地。很容易對發(fā)電機以及主變壓器的正常運行造成不利影響。為了徹底解決杉木溪電站中性線(xiàn)電流過(guò)大的問(wèn)題，需要分析中性線(xiàn)電流產(chǎn)生的原因。通過(guò)分析，導致中性線(xiàn)電流過(guò)大的原因如下：
(1)發(fā)電機出口電壓為400V,采用三相四線(xiàn)制供電,發(fā)電機母線(xiàn)處接入的站用電，由于站用電負荷不平衡而產(chǎn)生了中性線(xiàn)電流。
(2)發(fā)電機三相繞組中的3次及3的倍數次諧波電勢，在發(fā)電機并網(wǎng)運行后，一部分通過(guò)發(fā)電機三相相線(xiàn)、變壓器低壓繞組、變壓器中性點(diǎn)、中性線(xiàn)與發(fā)電機中性線(xiàn)形成回路，產(chǎn)生的3次及3的倍數次諧波電流(以下統稱(chēng)為諧波電流)，三相諧波電流在中性線(xiàn)上疊加，形成3倍的諧波電流，加大了中性線(xiàn)電流;另一部分(兩臺機組并網(wǎng)情況下)，通過(guò)發(fā)電機母線(xiàn)、兩臺機組相線(xiàn)、繞組和中性線(xiàn)形成回路，諧波電流在兩臺機組相線(xiàn)、繞組和中性線(xiàn)內流動(dòng)，形成環(huán)流。
(3)機組在并網(wǎng)發(fā)電運行后，電站與變電站距離15km,此范圍內只有這一條10kV線(xiàn)路供小溪鄉全鄉用電，環(huán)境復雜，10kV線(xiàn)路沿途供各農村自然村，農村用戶(hù)三相負荷分配極不平衡，導致發(fā)電機、變壓器負荷嚴重不對稱(chēng)，產(chǎn)生了較大的中性線(xiàn)電流。
3中性線(xiàn)電流的影響與危害
3.1三次諧波電流引起額外損耗
三次諧波電流利用中性線(xiàn)形成回路，并且以中性線(xiàn)電流的形式表現出來(lái)。電流從發(fā)電機定子繞組及主變壓器低壓線(xiàn)組中經(jīng)過(guò)，會(huì )造成較大損耗，從而使得變壓器和發(fā)電機的溫度升高，影響其共組效率。
三次諧波電流在通過(guò)發(fā)電機繞組時(shí)會(huì )產(chǎn)生額外損耗，另外，高次諧波磁通過(guò)有關(guān)金屬部件、機座、外殼形成回路時(shí)還會(huì )產(chǎn)生附加鐵損。因此，額外年電能損耗要遠遠超出以上所計算的兩項額外損耗之和。
額外損耗的大量產(chǎn)生，導致主變壓器、發(fā)電機、中性線(xiàn)的溫度迅速升高。特別是夏季高溫時(shí)期，主變壓器溫度的快速升高會(huì )明顯超出規程要求(允許溫升值為55℃)，這樣會(huì )導致變壓器迅速老化。發(fā)電機在夏季運行溫升同樣偏高、中性線(xiàn)發(fā)熱嚴重，都會(huì )使其使用壽命大為減少。
3.2降低電站出力，造成水資源浪費
三次諧波電流僅在低壓側作環(huán)流循環(huán)流動(dòng)，并未輸入電網(wǎng)，但是由于發(fā)電機的定子繞組的額定電流值是定值，因此這一環(huán)流在定子繞組中通過(guò)，會(huì )造成發(fā)電機的真正輸出容量的減少。否則，發(fā)電機將出現過(guò)負荷運行工況，導致發(fā)電機利用率降低，水量充足時(shí)，會(huì )產(chǎn)生大量棄水。對此，可以采用提高發(fā)電機運行功率因數值的方式來(lái)?yè)尠l(fā)更多的有功功率，減少棄水的產(chǎn)生。
4解決辦法及效果評價(jià)
通過(guò)上述中性線(xiàn)電流產(chǎn)生的原因分析，在發(fā)電機、變壓器組成的400V系統內，發(fā)電機中性點(diǎn)和變壓器低壓側中性點(diǎn)用中性線(xiàn)相連接主要作用：①給站用220V負荷提供電源;②在400V系統運行中出現其中一相發(fā)生金屬性接地故障時(shí)，另外兩相電壓對地升高至400V,中性線(xiàn)電壓升高為220V,短路電流保護開(kāi)關(guān)能迅速切除故障設備，另外兩相和中性線(xiàn)電壓不致升高，保護人身和設備安全。因此，只要阻斷發(fā)電機和變壓器低壓側中性線(xiàn)電流回路，就可以解決運行中中性線(xiàn)電流過(guò)大的問(wèn)題。具體解決辦法如下：
4.1一次接線(xiàn)改變
發(fā)電機中性線(xiàn)從發(fā)電機引出后，在發(fā)電機機旁盤(pán)處解開(kāi)，不接地也不與變壓器低壓側中性線(xiàn)連接;變壓器低壓側中性線(xiàn)從變壓器低壓側中性點(diǎn)引至發(fā)電機機旁盤(pán)處接地，站用電從發(fā)電機機旁盤(pán)處的發(fā)電機母線(xiàn)上取得400V、220V電源。
由于2臺發(fā)電機中性線(xiàn)沒(méi)有接地，發(fā)電機不提供給站用電供電，電站站用電主要靠外來(lái)電源提供，考慮到此電站發(fā)電機母線(xiàn)除站用電外無(wú)直供負荷，在發(fā)電機停機期間，屬于關(guān)門(mén)無(wú)人值守，因此也無(wú)需用電。廠(chǎng)房?jì)嚷┧苄�，一年內大多數時(shí)間也不需要排水，因此，電站只配備了一臺電動(dòng)抽水泵和柴油機抽水泵作為備用，能滿(mǎn)足防汛要求。
一次接線(xiàn)改變后，發(fā)電機并網(wǎng)運行期間，發(fā)電機三相與變壓器低壓側三相相連接，通過(guò)變壓器低壓側中性線(xiàn)接地;在發(fā)電機開(kāi)機建立電壓后至并網(wǎng)前中性點(diǎn)沒(méi)有接地問(wèn)題，發(fā)電機外殼與基座、金屬引水管道、蝸殼相連接，形成外殼接地，對人身安全沒(méi)有影響，發(fā)電機開(kāi)機建立電壓后到并網(wǎng)時(shí)間很短，發(fā)生單相接地故障幾率很小。
4.2自動(dòng)裝置和設備接線(xiàn)改變
4.2.1勵磁裝置發(fā)電機勵磁裝置三相勵磁電源直接取自發(fā)電機側三相電源，只需要把勵磁三相電源中性線(xiàn)從原接線(xiàn)處解開(kāi)，與發(fā)電機中性線(xiàn)連接即可。
4.2.2同期并網(wǎng)裝置杉木溪電站機組同期并網(wǎng)裝置采用DZZB-D型微電腦并網(wǎng)裝置，每臺機組配置一臺，此同期并網(wǎng)裝置接線(xiàn)簡(jiǎn)單，第一對接線(xiàn)端子、第二對接線(xiàn)端子分別接系統側、發(fā)電機側同名相(這里直接接入同名相400V電源,但要注意不得接反)，第三對接地空閑，第四對端子為合閘輸出端子。
4.2.3調速器系統杉木溪電站采用的是微機調速器，系統側頻率接線(xiàn)不須改動(dòng)，發(fā)電機機頻接線(xiàn)只要把原接地線(xiàn)改接至發(fā)電機中性線(xiàn)連接，不要接地即可。
4.2.4發(fā)電機智能過(guò)壓過(guò)流保護器杉木溪電站采用的是KPT-6118型過(guò)壓過(guò)流保護器，保護器工作電壓直接從系統側獲取220V電源，不用改變，發(fā)電機測量電壓直接從發(fā)電機相電壓獲取，在此，需要從原來(lái)的中性線(xiàn)解開(kāi)，與發(fā)電機中性線(xiàn)相連接，三相電流輸入和其他接線(xiàn)不需要改變。
其他測量表計，如電壓表、有功功率表、電能表，都是接入380V電源，無(wú)須改動(dòng)。上述接線(xiàn)檢查無(wú)誤后，進(jìn)行開(kāi)機試驗，檢查調速器裝置、勵磁裝置及同期并網(wǎng)裝置、發(fā)電機智能過(guò)壓過(guò)流保護器等裝置運行情況，在檢查同期并網(wǎng)裝置時(shí)，先拉開(kāi)發(fā)電機斷路器靠母線(xiàn)側隔離開(kāi)關(guān)(發(fā)電機開(kāi)關(guān)合上后，因其串聯(lián)的隔離開(kāi)關(guān)已經(jīng)拉開(kāi)，實(shí)際并沒(méi)有與系統并列)，進(jìn)行并網(wǎng)操作，檢查正確性。
試驗正確無(wú)誤后，進(jìn)行機組并列操作。機組并列完成后，不帶負荷和帶負荷進(jìn)行實(shí)測，每臺發(fā)電機中性線(xiàn)電流小于0.2A,機旁盤(pán)至變壓器中性線(xiàn)電流小于0.8A,基本上為站用電使用時(shí)不對稱(chēng)的中性線(xiàn)電流。結果非常滿(mǎn)意。同時(shí)機組運行期間，水輪發(fā)電機組推力軸瓦、徑向軸瓦溫度明顯下降2~3℃。
5結語(yǔ)
杉木溪電站運行中中性線(xiàn)電流過(guò)大會(huì )導致降低電站出力，造成水資源浪費以及引起額外損耗，因此可以采用一次接線(xiàn)改變方法或者自動(dòng)裝置和設備接線(xiàn)改變方法，有效解決杉木溪電站運行中中性線(xiàn)電流過(guò)大問(wèn)題。
參考文獻
[1]楊斌文。電力系統中諧波的危害與產(chǎn)生[J].電氣時(shí)代，2009(02)：32~33.
[2]高健，張艷軍，卓放，易皓。有源濾波器補償前后負載諧波電流變化的定量分析[J].電氣傳動(dòng)，2012(10)：12~13.
[3]劉聰，戴珂，張樹(shù)全，康勇。并聯(lián)型APF補償電壓源型非線(xiàn)性負載時(shí)諧波電流放大效應的研究[J].中國電機工程學(xué)報，2011(27)：156~159.
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