Page 110 - 《中国电力》2026年第4期

2026 年 第 59 卷

各有所长。近年来中国投产的大型发电机大多采 1 灵活组合型接地方式设计思路
用接地变高阻接地方式。接地变高阻接地方式虽
然能有效限制故障瞬间的重燃弧暂态过电压，但 常规的组合型接地方式如图 1 所示，图 1 中：
限制接地故障电流的能力较为薄弱 [1-8] 。随着近年 E A 、E B 、E C 为发电机纵向三相基波电压，即机端
来国内新投产大型发电机定子绕组对地电容的逐 对中性点的基波电压； C A 、C B 、C C 为发电机三相
渐增大，其定子单相接地故障电流也越来越大， 定 子 绕 组 对 地 电 容 ； NGT 为 中 性 点 接 地 变 压 器

加 之 单 相 接 地 故 障 的 发 生 率 较 高 ， 单 相 接 地 故 （neutral grounding transformer）； L 2 、R 2 分别为接
障电流过大的问题日益突出。过大的接地故障电 地变二次侧并联的电感和电阻。
流可能严重损伤定子铁芯，导致长时间停机维修
·
E C _
和巨大的经济损失，因此有必要慎重处理高阻接 c +
地方式下发电机单相接地故障电流过大的问题。 ·
E B _
近些年应用的组合型接地方式是在中性点接 b +
n
·
地变压器二次侧安装负载电阻的同时并联一个电 E A _
a +
感，是一种较为有效的解决方案 [9-13] 。该接地方
式 结 合 了 消 弧 线 圈 接 地 和 接 地 变 高 阻 接 地 的 特 L 2 R 2
NGT
点，既可补偿大型发电机较大的电容电流，也能 C C C B C A
将重燃弧暂态过电压限制在合理范围。另外，还

有研究成果分析了引入组合型接地方式对注入式
图 1 并联电感式的组合型接地方式
定子接地保护的影响 [14-15] 。
Fig. 1 Combined grounding mode with
组合型接地装置可以通过选择合理的参数解 parallel inductance

决单相接地故障电流过大的风险，但在大型水电
灵活组合型接地的设计思路是在接地变压器二
站应用中仍有一定局限。一方面，对于具有多种
次侧设置可变电阻和可变电感，替代图 1 中的固
机型的大型水电站（如三峡、白鹤滩、向家坝和
定电阻和电感器件，进而构成新的接地装置。结
溪洛渡水电站等），其设备参数各不相同，同一
合当前组合型接地方式的常规设计思路 [9-12,16-18] ，为
套接地装置参数仅适用于少数机组，因此必须对
同一电厂的多种机型配置灵活组合型接地方式的
每种参数机组设计不同参数接地装置，投运和备
设备，本文提出的设计流程如下。
用的设备均需要多种型号，给现场设备安装、备 1）计算电容电流。
品采购存储等工作带来了较大压力；另一方面，
机端金属性接地故障时的电容电流 I 为
C
发电机定子绕组及其直连回路对地电容参数与设 U N
I C = √ ω3C Σ （1）
计参数存在偏差，或者发电机投产后进行技术改 3
造导致机组参数发生变化，均会导致已安装的接 式中： U N 为发电机额定电压； ω为角频率； C Σ 为
地装置参数与机组不适配，影响发电机系统的运 发电机系统每相对地电容之和，包括定子绕组每
行安全。 相对地电容、发电机机端断路器（generator circuit
若能开发一种中性点灵活接地装置，使其装 breaker，GCB）两侧每相并联电容等，出于电容
置参数可调，则可便捷地服务于各种机型，既能 实际值与设计值存在偏差以及留出补偿电流裕度
解决当前普遍应用的接地变高阻接地方式难以处 的考虑，在计算时将 C Σ 额外乘以一个倍率系数，

理的单相接地故障电流过大的困难，又能应对接 本文取 1.1。
地装置参数不适配、不通用的问题，显著降低设 同一电厂各种机型的对地电容参数不同，因
备安装、备品购储的成本和压力，保障发电机设 此由式（1）计算得到的电容电流是一个区间值。
备运行安全稳定。因此有必要研究大型发电机灵 2）计算中性点接地设备电流。
活组合型接地装置的设计方法。 在发生定子单相接地故障时，为了确保铁芯

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