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吴修韩等：大型水轮发电机灵活组合型接地方式 2026 年第 4 期

的安全，应将故障电流 I F 限制为 15~25 A，本文故 若暂无实际设备参数，可按变压器常见的有功损
障电流限值 I F0 取 25 A。中性点接地设备的等值阻 耗和短路阻抗初步计算。变压器短路损耗 P k 通常
抗是电阻、电感性质的，发电机机端单相接地故 不超过额定容量的 2%，按 2% 计算；短路电压百
障时，流入中性点接地设备的电流等效为电阻电 分比 U K % 按不超过 4% 计算。由此计算出的变压
流 I R 与电感电流 I L 的相量和。按照常规组合型接 器漏阻抗 Z k 、漏阻值 R k 以及漏抗值 X k （均为一次
地装置设计原则，为了更好地限制暂态过电压， 侧值）分别为
令补偿后的电容电流（ I C − I L ）与中性点的电阻性 U K % U 2 1N
Z k = （6）
电流分量 I R 相等，即 S N
√ 2
I C − I L = I R = I F0 / 2 （2） P k U 1N
R k = 2 （7）
进而可计算出中性点接地设备电流一次值 I 为 S N
1
√ √
2
2
I 1 = I + I 2 （3） X k = Z −R 2 （8）
R L k k
同样的，电流 I R 、 I L 和 都是区间值。 其中， Z k 、 R k 和 X k 都是确定的值。
I 1
3）计算接地变额定容量。 进一步可根据中性点接地装置总阻抗 Z N 、接
根据中性点接地设备电流 I 计算接地变容量 地变漏阻抗 Z k 来计算改良后的灵活组合型接地装
1
S N 。过载时间按 1 min 考虑，对应过负荷系数 k S 置二次侧并联电阻 R 2 和电感 L 2 。它们的关系式为
为 3，根据此系数依次计算各机组的接地变容量 2 R 2 jωL 2
Z N = k +R k +jX k （9）
下限 S N0 为 R 2 +jωL 2
（4） 式中： k为接地变高低压绕组的匝数比。
S N0 = U 1N I 1 /k S
求解式（9）得到的 L 2 、R 2 即为该机组适配的
式中： U 1N 为接地变一次侧额定电压。
最佳参数。在计算出各机组最佳并联电阻和电感
同样的， S N0 也是一个区间值。
后，即可选定最终灵活组合型接地方式下接地变
4）选择灵活组合型接地装置接地变参数。
二次侧可变电阻和可变电感的变化区间。
灵活组合型接地装置选取一个确定的额定容
6）校核各机组接地装置性能。
量，要适用于同一个电厂多种机型，为此在计算
校核所有机组的接地装置性能，包括单相接
出各机组允许的接地变容量下限后，先取最大值，
地故障电流、重燃弧暂态过电压、中性点位移电
然后根据 GB 1094.1—2013《电力变压器 第一部
压和传递过电压等关键指标 [16,19-20] 。
分：总则》建议的变压器容量序列选择相应的容
7）根据各机型的参数确定 R 2 、 L 2 的抽头。
量，从而得到所需的额定容量 S N 。 U 1N 取发电机
完成区间参数的校核之后，即可根据各机型
额定电压，二次侧额定电压 U 2N 根据接地变选型
的参数按式（9）计算得到各个具体值，分别设
惯例可取 0.866 kV。以此方法设计选型的同一种
计 R 2 、 L 2 的抽头，保证实际应用时，根据不同的
参数的接地变压器可满足同一个电厂的多种机型。
机型选用不同的抽头进行接线。
5）确定可变电阻和可变电感取值区间。
在确定接地变容量和接地变一次/二次侧额定
2 接地装置参数对性能的影响
电压后，再计算各机组接地变二次侧并联电阻和
并联电感的最佳参数。
为了确保该灵活组合型接地装置配置方法的
根据接地变一次侧的电流值可计算出中性点
可行性，需要对接地变二次侧可变电阻和可变电
接地装置总阻抗 Z N 为
√ 感取值变化带来的影响进行分析。一方面，通过
Z N = U 1N /[ 3(I R −jI L )] （5） 定量计算或仿真探索接地设备参数取值对性能指
同样的， Z N 是一个区间值。 标的影响规律，确保灵活组合型接地方案的可靠
接下来需要确认接地变的漏阻抗值，若有实 性；另一方面，也便于后续流程对接地装置性能
际选型设备，可根据铭牌参数或试验结果测量。 的检验校核。所分析的性能指标主要包括单相接

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