风电场升压站中性点接地设备的计算及选择

北极星风力发电网讯:选择电力网中性点接地方式是一个综合性问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、主变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰等。

（来源：微信公众号“计鹏新能源”ID：jipengxinnengyuan）

电容电流的计算

总的电容电流应包括有电气连接的所有架空线路、电缆线路的电容电流，并计及升压站母线和电器的影响。

（1）架空线路的电容电流可按下式估算：

IC1=（2.7~3.3）UeL×10-3

（公式1）

式中：Ue——电网的额定线电压（kV）

L——线路的长度（km）

2.7——系数，适用于无架空线的线路

3.3——系数，适用于有架空线的线路

同杆双回线路的电容电流为单回路的1.3~1.6倍。建议取较大者1.6。

（2）电缆线路的电容电流可按下式估算：

Ic2=0.1UeL

（公式2）

式中：Ue——电网的额定线电压（kV）

L——线路的长度（km）

（3）升压站母线和电器的影响见下表：

风电场升压站中性点接地设备

（1）消弧线圈的补偿容量可按下式计算：

Q=KIc (Ue/√3)

（公式3）

式中：Q——补偿容量（kVA）

K——系数，过补偿取1.35

Ic——电网的电容电流（A）

Ue——电网的额定线电压（kV）

为便于运行调谐，宜选用容量接近于计算值的消弧线圈。

（2）低电阻接地方式的选择可按下式计算：

电阻值：Rn=(Un/Id√3)

电阻的额定电压：UR≥1.05×(Un/√3)

接地电阻消耗功率：PR=UR×Id

式中：Rn——中性点接地电阻值（Ω）

Un——系统线电压（V）

Id——选定的单相接地电流（A）

6~35kV主要由电缆线路构成的风力发电场集电系统，当单相接地故障电容电流较大时，可采用中性点低电阻接地方式。变压器中性点电阻器的电阻，在满足单相接地继电保护可靠性和过电压绝缘配合的前提下宜选较大值。

（3）专用接地变压器的选择：

三相接地变压器，其额定容量应与消弧线圈或接地电阻容量相匹配，即接地变压器额定容量≥消弧线圈额定容量，接地变压器额定容量≥接地电阻额定容量。若带有二次绕组还应考虑二次负荷容量。

A、经消弧线圈接地（不兼做站用变）的接地变压器容量，一般按所连接消弧线圈相同的容量选择。

B、经消弧线圈接地（兼做站用变）的接地变压器，一次绕组的容量为消弧线圈容量与站用变容量之和，二次绕组的容量为站用变容量，需要注意的是容量之和并不是简单的相加，而是有功功率与无功功率分别相加后再算总容量。根据下式计算接地变压器容量：

（公式4）

式中：Q——消弧线圈容量（kVA）

S——站用变容量（kVA）

φ——功率因数角

Sj——接地变压器容量（kVA）

C、经小电阻接地（不兼做站用变）的接地变压器容量，一般按所连接电阻10%的容量选择。

D、经小电阻接地（兼做站用变）的接地变压器，一次绕组的容量为小电阻容量与站用变容量之和，二次绕组的容量为站用变容量，需要注意的是容量之和并不是简单的相加，而是有功功率与无功功率分别相加后再算总容量。根据下式计算接地变压器容量：

（公式5）

式中：Q——小电阻容量（kVA）

S——站用变容量（kVA）

φ——功率因数角

Sj——接地变压器容量（kVA）

PS：本文参考《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》GBT50064-2014，《电力工程电气设计手册（电气一次部分）》P69~70、P260~265，《风电场工程电气设计规范》NB/T31026-2012，等。