高壓柴油發(fā)電機(jī)組的中性點(diǎn)接地方式直接關(guān)系到系統(tǒng)單相接地故障時(shí)的供電可靠性、設(shè)備絕緣水平以及過(guò)電壓保護(hù)策略。我國(guó)電力規(guī)程明確將中性點(diǎn)非有效接地(即小電流接地)作為高壓發(fā)電機(jī)組的優(yōu)先選擇。本文將闡述不同接地方式的適用條件及其保護(hù)裝置的基本定位。

典型發(fā)電機(jī)房接地布置圖

一、中性點(diǎn)接地方式分類(lèi)與基本選型規(guī)則

　1. 三種主要非有效接地方式及其適用場(chǎng)景

　　(1)中性點(diǎn)不接地方式：該方式適用于電容電流較小的網(wǎng)絡(luò)。其物理特征是系統(tǒng)中性點(diǎn)與大地之間無(wú)直接電氣連接，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障點(diǎn)流過(guò)的電容電流僅為系統(tǒng)對(duì)地分布電容所產(chǎn)生的電流。按照規(guī)程規(guī)定，對(duì)于3～10kV架空線(xiàn)路構(gòu)成的系統(tǒng)，以及所有35kV、66kV電網(wǎng)，當(dāng)單相接地故障電流不大于10A時(shí)，可采用中性點(diǎn)不接地方式。該方式的突出優(yōu)點(diǎn)是故障發(fā)生時(shí)線(xiàn)電壓保持對(duì)稱(chēng)，不影響對(duì)負(fù)荷的持續(xù)供電。

　　(2)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地(諧振接地)方式：當(dāng)上述同樣電壓等級(jí)的電網(wǎng)，其單相接地故障電流超過(guò)上述限值時(shí)——即3～10kV架空線(xiàn)路系統(tǒng)故障電流大于10A，以及3～10kV電纜線(xiàn)路構(gòu)成的系統(tǒng)故障電流大于30A——就必須采用消弧線(xiàn)圈接地方式，其原理如圖1所示。消弧線(xiàn)圈實(shí)質(zhì)上是一個(gè)可調(diào)電感線(xiàn)圈，接于變壓器中性點(diǎn)與地之間，其電感電流可補(bǔ)償故障點(diǎn)的電容電流，使殘流減小，從而熄滅電弧。隨著消弧線(xiàn)圈自動(dòng)調(diào)諧裝置的發(fā)明，諧振接地方式的應(yīng)用得到極大推動(dòng)，因?yàn)樽詣?dòng)調(diào)諧能夠?qū)崟r(shí)跟蹤電網(wǎng)電容電流的變化，使接地點(diǎn)殘余電流盡可能小，故障電弧自動(dòng)熄滅的可能性大為提高。此外，若能選擇到性能可靠的自動(dòng)調(diào)諧裝置和準(zhǔn)確度高的自動(dòng)接地選線(xiàn)裝置，且電纜線(xiàn)路等設(shè)備的絕緣水平能夠適應(yīng)諧振過(guò)電壓的要求，則電纜網(wǎng)絡(luò)也應(yīng)優(yōu)先采用諧振接地方式，以最大限度提升供電可靠性。

典型中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地電路圖

　　(3)中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地方式：該方式在某些特定場(chǎng)合也有應(yīng)用，通過(guò)在中性點(diǎn)與地之間串入高阻值電阻，用以限制接地電流和過(guò)電壓，但其應(yīng)用范圍相對(duì)較窄，多用于容量較小的輔助系統(tǒng)，本文不作重點(diǎn)展開(kāi)。

　2. 單相接地故障的允許運(yùn)行與保護(hù)需求

　　中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)在發(fā)生單相金屬性接地時(shí)，由于故障相電壓降為零，其余兩相電壓升高至線(xiàn)電壓，但三相線(xiàn)電壓仍然保持對(duì)稱(chēng)，因此負(fù)荷設(shè)備仍可正常運(yùn)行。按照規(guī)程規(guī)定，系統(tǒng)允許在此狀態(tài)下繼續(xù)運(yùn)行1～2小時(shí)，這為運(yùn)行人員判斷故障性質(zhì)并安排轉(zhuǎn)移負(fù)荷提供了寶貴的緩沖時(shí)間。

　　然而，長(zhǎng)期帶接地點(diǎn)運(yùn)行存在嚴(yán)重隱患。接地電弧在故障點(diǎn)反復(fù)燃燒和熄滅，會(huì)產(chǎn)生弧光過(guò)電壓，其幅值可能達(dá)到正常相電壓的3倍以上，對(duì)電纜、開(kāi)關(guān)柜和發(fā)電機(jī)繞組的絕緣構(gòu)成嚴(yán)重威脅。同時(shí)，非故障相長(zhǎng)期承受線(xiàn)電壓運(yùn)行，其絕緣薄弱點(diǎn)極易被擊穿，進(jìn)而發(fā)展為兩相短路或三相短路，導(dǎo)致保護(hù)跳閘、大面積停電。因此，非有效接地系統(tǒng)必須裝設(shè)反應(yīng)單相接地的保護(hù)裝置。該裝置的核心功能是從眾多線(xiàn)路中準(zhǔn)確選出發(fā)生接地故障的線(xiàn)路，并發(fā)出聲光指示信號(hào)，以便運(yùn)行人員及時(shí)排查和處理。因其作用在于指示而非直接跳閘，故通常稱(chēng)其為“小電流接地選線(xiàn)”裝置。從繼電保護(hù)的基本定義出發(fā)，小電流接地選線(xiàn)本質(zhì)上也是一種保護(hù)形式，只是其最終執(zhí)行方式為動(dòng)作于信號(hào)而非動(dòng)作于跳閘。

二、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地故障選線(xiàn)原理

　　中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)是最基礎(chǔ)的小電流接地形式，其故障特征清晰，選線(xiàn)原理相對(duì)直觀。理解該方式下的故障電氣量變化，是進(jìn)一步掌握消弧線(xiàn)圈系統(tǒng)選線(xiàn)技術(shù)的前提。

　1. 單相接地時(shí)的基本故障特征

　　當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相金屬性接地時(shí)(例如A相接地)，系統(tǒng)將呈現(xiàn)以下三個(gè)典型特征。

　　(1)中性點(diǎn)位移電壓：故障后，中性點(diǎn)對(duì)地電壓由零變?yōu)樵撓嚯娫聪嚯妷旱呢?fù)值，即中性點(diǎn)位移電壓升至相電壓。此時(shí)，接在母線(xiàn)電壓互感器開(kāi)口三角形繞組兩端的電壓將出現(xiàn)3U?電壓(三倍零序電壓)，該信號(hào)通常作為選線(xiàn)裝置的啟動(dòng)條件。

　　(2)非故障線(xiàn)路的電容電流：對(duì)于非故障線(xiàn)路(例如某條無(wú)故障的出線(xiàn))，其本身存在對(duì)地分布電容，在零序電壓作用下會(huì)產(chǎn)生本線(xiàn)路的零序電容電流。該電流的大小與線(xiàn)路長(zhǎng)度、對(duì)地電容值成正比，方向?yàn)橛赡妇€(xiàn)流向線(xiàn)路。

　　(3)故障線(xiàn)路首端的零序電流：故障線(xiàn)路首端(即靠近母線(xiàn)側(cè))安裝的零序電流互感器所測(cè)得的零序電流，在數(shù)值上等于系統(tǒng)所有非故障線(xiàn)路電容電流的總和，而在方向上則與非故障線(xiàn)路相反，具體表現(xiàn)為由線(xiàn)路指向母線(xiàn)。這一方向上的本質(zhì)差異，構(gòu)成了基波零序電流方向自動(dòng)接地選線(xiàn)裝置的物理基礎(chǔ)。

　2. 基波零序電流方向選線(xiàn)原理的工程應(yīng)用

　　基于上述特征，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的選線(xiàn)裝置普遍采用“基波零序電流方向判別法”。裝置實(shí)時(shí)采集母線(xiàn)零序電壓和各出線(xiàn)零序電流，當(dāng)零序電壓超過(guò)整定門(mén)檻時(shí)，即判斷系統(tǒng)發(fā)生接地，隨后比較各條出線(xiàn)零序電流的相位。故障線(xiàn)路的零序電流方向與正常線(xiàn)路相反，且幅值為所有正常線(xiàn)路之和，因此無(wú)論從幅值排序還是方向判別，均可準(zhǔn)確選出故障線(xiàn)路。該原理成熟可靠，在架空線(xiàn)路為主的配電網(wǎng)中應(yīng)用效果良好。

三、經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)的選線(xiàn)技術(shù)原理

　　當(dāng)中性點(diǎn)接入消弧線(xiàn)圈后，故障點(diǎn)的電容電流被電感電流補(bǔ)償，雖然極大地提高了電弧自滅能力，但也使基波零序電流的幅值和方向特征發(fā)生根本性改變，傳統(tǒng)的基波方向法不再適用。本節(jié)將闡述消弧線(xiàn)圈的作用機(jī)理，并介紹兩種有效的選線(xiàn)方法：五次諧波判別法和有功分量判別法。

　1. 消弧線(xiàn)圈補(bǔ)償對(duì)基波零序電流的影響

　　中性點(diǎn)接入消弧線(xiàn)圈的核心目的是消除單相接地時(shí)故障點(diǎn)的瞬時(shí)性電弧。其作用體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是大幅減小接地故障點(diǎn)的殘余電流，使電弧失去維持能量;二是減緩電弧熄滅瞬間故障點(diǎn)恢復(fù)電壓的上升速度，防止電弧重燃。

　　在實(shí)際運(yùn)行中，消弧線(xiàn)圈通常整定為過(guò)補(bǔ)償方式，即電感電流略大于系統(tǒng)總電容電流，使接地殘流呈感性且數(shù)值極小。在此條件下，故障線(xiàn)路首端的基波零序電流與非故障線(xiàn)路的基波零序電流，在方向上完全相同(均為由母線(xiàn)流向線(xiàn)路)，且在數(shù)值大小上也無(wú)明顯差異——因?yàn)榇藭r(shí)流經(jīng)故障線(xiàn)路的零序電流已經(jīng)不再是全部電容電流的總和，而是補(bǔ)償后的微小殘流。因此，在經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的電網(wǎng)中，完全不能利用基波零序電流的數(shù)值大小和方向來(lái)作為選線(xiàn)依據(jù)。為此，工程上發(fā)展出了兩種有效的替代方案：五次諧波判別法和有功分量判別法。

　　以大壩發(fā)電廠1號(hào)發(fā)電機(jī)組為例，主接線(xiàn)如圖1所示。再將圖2中的配電變壓器接成消弧線(xiàn)圈，等值電路如圖2所示。

圖1  發(fā)電機(jī)定子接地主接線(xiàn)示意圖

圖2  發(fā)電機(jī)配電變壓器接成消弧線(xiàn)圈的等值電路圖

　　(1)五次諧波的特殊性：在高壓柴油發(fā)電機(jī)組中，發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)不可避免地含有高次諧波成分，同時(shí)系統(tǒng)中某些非線(xiàn)性負(fù)荷(如整流設(shè)備、變頻器)也會(huì)產(chǎn)生諧波。在所有諧波中，以五次諧波分量的數(shù)值通常為最大。關(guān)鍵在于，消弧線(xiàn)圈的電感值是按基波(50Hz)設(shè)計(jì)的，其對(duì)基波電流呈現(xiàn)的感抗為ωL(ω=2πf)。但對(duì)于五次諧波(250Hz)，感抗將增大為5ωL，電感電流相應(yīng)減小五倍;而線(xiàn)路對(duì)地容抗對(duì)于五次諧波則減小為1/(5ωC)，電容電流反而增大五倍。因此，消弧線(xiàn)圈對(duì)于五次諧波電流的補(bǔ)償作用微乎其微，可以認(rèn)為在五次諧波等值電路中，系統(tǒng)近似于中性點(diǎn)不接地狀態(tài)。

　　(2)五次諧波選線(xiàn)的判據(jù)：基于上述物理特性，當(dāng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，可以得出兩個(gè)關(guān)鍵結(jié)論。第一，故障線(xiàn)路首端的五次諧波零序電流在數(shù)值上等于系統(tǒng)所有非故障線(xiàn)路五次諧波電容電流的總和。第二，該電流的方向與非故障線(xiàn)路中五次諧波零序電流的方向相反，具體為從線(xiàn)路指向母線(xiàn)，且其相位落后于五次諧波零序電壓90°;而非故障線(xiàn)路的五次諧波零序電流方向?yàn)閺哪妇€(xiàn)流向線(xiàn)路，相位超前于五次諧波零序電壓90°。這一規(guī)律與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中基波零序電流的規(guī)律完全一致。因此，五次諧波判別法實(shí)質(zhì)上就是將基波方向法“平移”到五次諧波頻域上執(zhí)行，從而繞開(kāi)了消弧線(xiàn)圈對(duì)基波的補(bǔ)償干擾。

　3. 有功分量判別法的工作原理

　　盡管五次諧波判別法在實(shí)際中得到一定應(yīng)用，但它與基波法共享一個(gè)固有缺陷：當(dāng)系統(tǒng)出線(xiàn)數(shù)量少、線(xiàn)路長(zhǎng)度短時(shí)，故障線(xiàn)路的五次諧波零序電流絕對(duì)值很小，方向判別易受測(cè)量誤差和互感器角差影響，準(zhǔn)確率往往偏低，據(jù)統(tǒng)計(jì)僅約60%～70%。為此，當(dāng)消弧線(xiàn)圈采用自動(dòng)跟蹤型且?guī)в凶枘犭娮钑r(shí)，可以采用更為先進(jìn)的有功分量判別法。

　　(1)有功分量的形成機(jī)制：在帶有阻尼電阻的自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈系統(tǒng)中，阻尼電阻串聯(lián)在消弧線(xiàn)圈接地回路中。當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，故障線(xiàn)路通過(guò)接地點(diǎn)、消弧線(xiàn)圈和阻尼電阻構(gòu)成一個(gè)閉合的串聯(lián)回路。在中性點(diǎn)零序電壓U?的驅(qū)動(dòng)下，該回路中會(huì)產(chǎn)生基波零序電流，且因阻尼電阻的存在，該電流中必然含有有功分量。值得注意的是，消弧線(xiàn)圈的電感電流只能補(bǔ)償無(wú)功性質(zhì)的電容電流，而對(duì)有功電流分量不起補(bǔ)償作用。因此，這個(gè)有功分量將全部流經(jīng)故障線(xiàn)路首端，并被該處的零序電流互感器所測(cè)量。

　　(2)選線(xiàn)判據(jù)與準(zhǔn)確率優(yōu)勢(shì)：對(duì)于所有非故障線(xiàn)路，其零序電流僅為本線(xiàn)路的對(duì)地電容電流，其中包含的有功電流僅為線(xiàn)路絕緣泄漏電流，數(shù)值極其微小。因此，只需比較各出線(xiàn)基波零序電流中有功分量的大小，數(shù)值最大者即為接地故障線(xiàn)路。有功分量判別法因利用了電阻回路中明確的有功電流，信號(hào)穩(wěn)定可靠，不受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化和諧波擾動(dòng)的影響，配合自動(dòng)跟蹤裝置使用后，理論與實(shí)際驗(yàn)證均表明其選線(xiàn)準(zhǔn)確率遠(yuǎn)高于五次諧波法，可達(dá)到95%以上。

　4. 微機(jī)選線(xiàn)裝置的多模式適配

　　新一代微機(jī)接地選線(xiàn)裝置通常具備多模式兼容能力，可靈活適用于三種場(chǎng)景：中性點(diǎn)不接地、經(jīng)消弧線(xiàn)圈(老式手動(dòng)調(diào)節(jié))直接接地、經(jīng)自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈帶阻尼電阻接地(接地示例如典型中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地電路圖所示)。選線(xiàn)模式由裝置內(nèi)部的控制字進(jìn)行整定——當(dāng)控制字為0時(shí)，按基波零序電流方向原理工作，適用于不接地系統(tǒng);當(dāng)控制字為1時(shí)，按五次諧波判別法工作，適用于普通消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng);當(dāng)控制字為2時(shí)，按有功分量判別法工作，適用于帶阻尼電阻的自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈系統(tǒng)。運(yùn)行人員可根據(jù)實(shí)際的一次接線(xiàn)和補(bǔ)償裝置類(lèi)型，通過(guò)簡(jiǎn)單修改控制字即可切換選線(xiàn)策略，極大增強(qiáng)了裝置的現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性。

四、自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈裝置的構(gòu)成與關(guān)鍵技術(shù)

　　傳統(tǒng)的舊式消弧線(xiàn)圈采用手動(dòng)調(diào)匝方式，存在調(diào)節(jié)滯后和選線(xiàn)配合困難兩大突出問(wèn)題。自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈裝置的出現(xiàn)，從根本上解決了這些缺陷。本節(jié)將分析舊式設(shè)備的弊端，并詳細(xì)介紹新型自動(dòng)跟蹤裝置的系統(tǒng)構(gòu)成和工作機(jī)制。

　1. 舊式消弧線(xiàn)圈的主要缺陷

　　(1)分接頭調(diào)整嚴(yán)重滯后：傳統(tǒng)手動(dòng)調(diào)匝消弧線(xiàn)圈在需要改變電感值時(shí)，必須先將消弧線(xiàn)圈退出運(yùn)行，才能操作無(wú)載分接開(kāi)關(guān)變換匝數(shù)，這顯然無(wú)法實(shí)現(xiàn)“在線(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)”。由于調(diào)節(jié)操作繁瑣，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員在實(shí)際工作中極少根據(jù)電網(wǎng)電容電流的季節(jié)性變化(如饋線(xiàn)投退、電纜增減)來(lái)主動(dòng)調(diào)整分接頭。同時(shí)，缺乏在線(xiàn)電容電流測(cè)量手段，運(yùn)行人員無(wú)法知曉當(dāng)前是否處于最佳補(bǔ)償狀態(tài)。因此，大量已安裝的消弧線(xiàn)圈長(zhǎng)期處于“名義存在、實(shí)際失效”的狀態(tài)，電網(wǎng)發(fā)生單相接地時(shí)依然出現(xiàn)弧光不自滅和過(guò)電壓?jiǎn)栴}。

　　(2)與選線(xiàn)裝置的配合困難：當(dāng)消弧線(xiàn)圈處于過(guò)補(bǔ)償狀態(tài)時(shí)，故障線(xiàn)路與非故障線(xiàn)路的基波零序電流在幅值和方向上幾乎無(wú)法區(qū)分。盡管后來(lái)引入了五次諧波方向判據(jù)，但五次諧波含量在總電流中通常不超過(guò)5%，且受負(fù)荷變化和互感器頻率特性的影響，導(dǎo)致方向繼電器誤判率較高。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示，五次諧波法的實(shí)際選線(xiàn)準(zhǔn)確率僅約60%～70%，這直接造成接地故障無(wú)法被及時(shí)定位和處理，延長(zhǎng)了帶故障運(yùn)行時(shí)間，增加了絕緣事故風(fēng)險(xiǎn)。

　2. 自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈的原理與類(lèi)型

　　自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈的核心思想是：利用微機(jī)控制器在線(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)電容電流，并根據(jù)設(shè)定的補(bǔ)償度，自動(dòng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)電感值，使消弧線(xiàn)圈始終處于最佳補(bǔ)償檔位。按照改變電感的技術(shù)途徑不同，可分為以下四種類(lèi)型。

　　(1)有載開(kāi)關(guān)調(diào)匝式(電感有級(jí)可調(diào))：將繞組按不同匝數(shù)抽頭，引出9～15個(gè)分接頭，采用有載分接開(kāi)關(guān)在不停電狀態(tài)下切換檔位。該方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高，是目前高壓柴油發(fā)電機(jī)組中應(yīng)用最廣泛的類(lèi)型。

　　(2)可調(diào)氣隙式(無(wú)級(jí)調(diào)電感)：通過(guò)移動(dòng)插入線(xiàn)圈內(nèi)部的可動(dòng)鐵芯，改變磁路磁阻，從而連續(xù)改變電感量。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)平滑，但響應(yīng)速度慢(最長(zhǎng)可達(dá)數(shù)十秒)，且機(jī)械噪聲較大。

　　(3)直流偏磁式(無(wú)級(jí)調(diào)電感)：通過(guò)控制注入線(xiàn)圈鐵芯的直流勵(lì)磁電流，改變鐵芯磁通工作點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)電感連續(xù)調(diào)節(jié)。該方式為全電子式調(diào)節(jié)，響應(yīng)快速，但控制回路較復(fù)雜。

　　(4)晶閘管調(diào)電感式(有級(jí)可調(diào))：利用晶閘管的不同導(dǎo)通組合，將多組電容器以15種方式投入中性點(diǎn)變壓器的二次側(cè)，從而等效改變一次側(cè)的阻抗。該方式同樣屬于電子式快速調(diào)節(jié)。

　　在上述類(lèi)型中，直流偏磁式和晶閘管調(diào)感式能夠?qū)崿F(xiàn)“全狀態(tài)自動(dòng)調(diào)感”，即無(wú)論在正常運(yùn)行、金屬接地還是間歇電弧接地狀態(tài)下，均可連續(xù)跟蹤調(diào)節(jié)。而有載開(kāi)關(guān)調(diào)匝式和調(diào)氣隙式因機(jī)械動(dòng)作較慢，無(wú)法在故障過(guò)程中動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，但通過(guò)采用“非預(yù)調(diào)式”測(cè)量策略(即測(cè)量時(shí)不執(zhí)行調(diào)擋操作，僅當(dāng)計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定后再驅(qū)動(dòng)調(diào)擋)，大大縮短了測(cè)量周期，使其在實(shí)際工程中仍然具備良好的可用性。

　3. 自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈裝置的完整構(gòu)成

　　一套完整的自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈裝置通常由以下五個(gè)核心部件組成，各部件協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)測(cè)量、補(bǔ)償、選線(xiàn)和保護(hù)的綜合功能。

　　(1)Z型接地變壓器：當(dāng)主變壓器為Δ接線(xiàn)或Y接線(xiàn)但中性點(diǎn)未引出時(shí)，必須采用Z型(曲折型)接線(xiàn)的接地變壓器來(lái)人為制造一個(gè)中性點(diǎn)。Z型變壓器的零序阻抗極低，能夠?yàn)橄【€(xiàn)圈提供通暢的零序電流通路。當(dāng)系統(tǒng)不平衡電壓較大時(shí)，Z型變壓器可做成平衡式;而當(dāng)系統(tǒng)不平衡電壓較小(如全電纜電網(wǎng))時(shí)，則需做成不平衡式，使其中性點(diǎn)產(chǎn)生50～100V的不平衡電壓輸出，以滿(mǎn)足自動(dòng)跟蹤測(cè)量控制器對(duì)信號(hào)幅值的需求。此外，Z型接地變壓器還可兼作站用變壓器使用，但此時(shí)其額定容量必須按“消弧線(xiàn)圈容量 + 二次負(fù)荷容量”之和來(lái)選型。

　　(2)自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈本體：采用有載調(diào)匝式結(jié)構(gòu)，繞組引出9～15個(gè)分接頭，由有載分接開(kāi)關(guān)自動(dòng)切換。分接頭數(shù)量越多，每檔調(diào)節(jié)步長(zhǎng)越小，補(bǔ)償精度越高，殘流可降至最低。該型消弧線(xiàn)圈因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠，是目前工程中的主流選型。

　　(3)阻尼電阻箱：阻尼電阻串聯(lián)在消弧線(xiàn)圈的接地回路中，具有雙重作用。其一，在全補(bǔ)償(諧振)運(yùn)行狀態(tài)下，阻尼電阻可有效限制諧振引起的中性點(diǎn)電位升高，確保中性點(diǎn)電壓不超過(guò)規(guī)程規(guī)定的相電壓15%的長(zhǎng)期允許值。其二，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，阻尼電阻與故障點(diǎn)、消弧線(xiàn)圈構(gòu)成串聯(lián)回路，在其中產(chǎn)生顯著的有功電流分量，為有功分量判別法提供可靠的選線(xiàn)信號(hào)源。為兼顧正常運(yùn)行限制過(guò)電壓和故障時(shí)提供選線(xiàn)信號(hào)這兩項(xiàng)矛盾需求，阻尼電阻兩端并聯(lián)有兩組接觸器觸點(diǎn)——正常運(yùn)行時(shí)觸點(diǎn)斷開(kāi)，電阻投入;單相接地發(fā)生0.5秒后，控制器驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)閉合，將電阻短接，以防止故障期間中性點(diǎn)電壓持續(xù)過(guò)高。這個(gè)0.5秒的延時(shí)窗口正是為選線(xiàn)裝置采樣有功分量而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。

　　(4)微機(jī)測(cè)量控制器：該控制器安裝于控制屏內(nèi)，其核心任務(wù)有三項(xiàng)——其一，通過(guò)測(cè)量母線(xiàn)電壓UAB和中性點(diǎn)位移電壓U?，經(jīng)單片機(jī)算法實(shí)時(shí)計(jì)算系統(tǒng)總電容電流;其二，根據(jù)運(yùn)行人員整定的補(bǔ)償度目標(biāo)值，發(fā)出指令驅(qū)動(dòng)有載分接開(kāi)關(guān)調(diào)整消弧線(xiàn)圈檔位;其三，在檢測(cè)到單相接地故障時(shí)，按整定延時(shí)控制阻尼電阻旁路接觸器的分合。

　　(5)微機(jī)接地選線(xiàn)裝置：該裝置按照前述控制字整定的模式(基波法、五次諧波法或有功分量法)，對(duì)每條出線(xiàn)的零序電流進(jìn)行采樣、濾波和數(shù)值比較，最終判定并顯示故障線(xiàn)路編號(hào)，同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，指引運(yùn)行人員快速隔離故障。

總結(jié)：

　　高壓柴油發(fā)電機(jī)組中性點(diǎn)采用非有效接地方式，是兼顧供電可靠性與設(shè)備絕緣安全的成熟方案。設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)電壓等級(jí)、線(xiàn)路類(lèi)型(架空或電纜)和單相接地電容電流的具體數(shù)值，科學(xué)選擇不接地、經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地或經(jīng)自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈接地等運(yùn)行方式。在選線(xiàn)技術(shù)層面，不接地系統(tǒng)宜采用基波零序電流方向法;普通消弧線(xiàn)圈系統(tǒng)應(yīng)選用五次諧波判別法;而配備阻尼電阻的自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈系統(tǒng)，則應(yīng)優(yōu)先采用有功分量判別法，以獲得最高的選線(xiàn)準(zhǔn)確率。自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈裝置集接地變壓器、有載調(diào)匝線(xiàn)圈、阻尼電阻、微機(jī)控制器和選線(xiàn)裝置于一體，實(shí)現(xiàn)了電容電流的在線(xiàn)測(cè)量、檔位自動(dòng)調(diào)節(jié)和故障精準(zhǔn)定位的全流程閉環(huán)控制。工程實(shí)踐中應(yīng)注重選線(xiàn)裝置與消弧線(xiàn)圈類(lèi)型之間的匹配性，合理整定控制字和延時(shí)參數(shù)，從而最大程度發(fā)揮諧振接地的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，確保發(fā)電機(jī)組及配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。