Page 115 - 《中国电力》2026年第4期
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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




              3    实际水电站算例                                        表 4   5  种机型的灵活组合型接地装置方案设备参数及
                                                                                  性能校核结果
                                                                 Table 4   Equipment parameters and performance verific-
                  对某大型水电站         5  种机组进行分析。各个机                   ation results of flexible combined grounding device
              组参数主要区别在于发电机定子绕组对地电容的                                         schemes for five unit models
              差异，其中最大值、最小值相差较大，导致                        5  种           项目          机型A 机型B 机型C 机型D 机型E
              机组单相接地故障时电容电流会有很大差异（计                               接地变额定容量/(kV·A)     250   250  250  250   250
              算所得最小值为         20.83 A，最大值为     48.58 A）。为        接地变一次侧额定电压/kV        20   20   20    20   20
              了使总故障电流在          25 A  以内，按照第      1  章设计流        接地变二次侧额定电压/kV 0.866      0.866  0.866  0.866  0.866
              程 ， 对  5  种 机 型 适 配 的 接 地 装 置 参 数 进 行 计 算               并联电阻/Ω         1.14  1.08  1.12  1.02  0.98
              （见表    3）。                                             并联电感/mH         38.24  8.42  20.85  3.45  1.79

                                                                   单相接地故障电流/A        23.9  25.0  25.0  25.0  25.0

                        表 3   某大型水电站机组参数汇总
                                                                  重燃弧暂态过电压 (p.u.)    2.64  2.67  2.64  2.71  2.69
                   Table 3   Parameters of generators in a large
                              hydropower station                   传递过电压二次值/V        0.64  0.62  0.54  0.56  0.58
                   项目        机型A    机型B   机型C   机型D    机型E       中性点位移电压二次值/V        0.62  0.81  0.65  1.19  1.74
                 额定电压/kV       20    20    20    20     20
                                                                单相接地故障电流均限制在安全范围（＜25 A），
               额定容量/(MV·A)    777.8  777.8  777.8  777.8  777.8
                                                                且重燃弧暂态过电压峰值、传递过电压和中性点
               定子绕组电阻/Ω     0.001 704 0.001 61 0.001 54 0.002 04 0.001 03
                                                                位移电压也均在允许范围内。
              直轴超瞬变电抗*/%      22/20  24/20  22/20 25.3/20.3 24.7/20.5
                                                                    在设置抽头时，可根据表              4  所示参数进行设
              交轴超瞬变电抗*/%       28   27.7   28  27.4/25.7 25.9/24.3
               定子绕组每相对                                          备 参 数 选 型 ， 在 设 置 可 变 电 阻 、 可 变 电 感 档 位
                              1.35  1.81   1.46  2.592  3.668
                  地电容/μF                                        时，可设置更多更细的档位，以满足更多参数的
                GCB两侧每相
                              0.39  0.39   0.39  0.39   0.39    机组以及机组技改等情况对参数变化的需求。根
                 并联电容/μF
               主变高低压绕组                                          据第   2  章的分析结论，单个元件的轻微取值变化
                              3.71  3.71   3.28  3.28   3.28
                 耦合电容/nF
                                                                仅会对接地装置的单相接地故障电流、传递过电
              注：*表示不饱和值/饱和值。
                                                                压和中性点位移电压产生轻微影响，而对重燃弧

                  选择灵活组合型接地装置的接地变容量时，为                          过电压基本无影响，因此档位数值的轻微偏差基
              了确保能承受接地故障时的电流，接地变容量应                             本不会导致接地装置性能偏离预期。

              以满足所有机组需求为准，按发生接地故障时中
              性点电流最大的机组参数进行选择。5                    种机型中         4    结论
              性点电流最大的为机型             E（计算得到中性点电流
              一次值    I 1 为  35.6 A）。再根据  I 1 计算接地变允许的               本文针对组合型接地方式在不同参数机组中
              最小容量     S N0 ，过载时间可按       1 min  选择，对应过         适用性不强的局限性问题，开展了以下工作。
              负荷系数为      3，由式（4）计算出         S N0 为  237.3 kV·A。     1）引入可调电阻和可调电感，提出了灵活组
                  再根据    GB 1094.1—2013   标准建议的变压器              合型接地方式的设计思路。
              容量序列，选择容量为            250 kV·A  的变压器作为接               2）通过定量计算和建模仿真分析了接地变二
              地变，一次侧额定电压取              20 kV，二次侧额定电             次侧电阻和电感数值变化对接地装置各项性能指
              压取   0.866 kV。在此基础上，根据式（5）~（9）                    标的影响规律。
              计算出    5  种机型灵活组合型接地装置的最佳参数                           3）根据某大型水电站           5  种机型机组参数进行
              配置，并参考第         2 章接地装置      4 项重点性能指标            设计计算，配置了整套灵活组合型接地方案，并
              计算方法逐一校核，结果如表               4  所示。                校验了该方案的性能。
                  根据接地装置性能复核结果，在该灵活组合                               通过本文提出的灵活组合型接地方式，既可
              型接地装置参数配置下，这             5  种机组均能分别适配，            简 化 大 型 水 电 站 接 地 设 备 的 采 购 安 装 、 备 品 购

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