海洋石油平台中性点接地系统的研究

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1、研究中心应届毕业生实习期技术论文论文题目：海洋石油平台发电机中性点接地的研究单位：工程研究设计院姓名:导师:2012年5月25日第1章引言11.1选题背景11.2发电机中性点接地方式国内外研究概况11.3本文的主要研究内容和章节安排2第2章发电机中性点接地理论研究32.1发电机组中性点接地方式32.2中性点不接地系统32.2.1故障分析32.2.2适用范围42.3发电机中性点经低电阻接地52.4发电机中性点经高电阻接地52.4.1故障分析62.4.2IEEE相关标准72.5发电机经消弧线圈接地8第3章发电机

2、中性点接地系统选型分析83」中性点经接地变压器高阻接地方式83.1.1接地变压器83.1.2接地电容计算93.1.3接地电容电流计算103.1.4变压器容量选择113.1.5接地变二次侧负载电阻器选择113.2中性点经消弧线圈接地方式113.2.1消弧线圈容量的选择113.2.2消弧线圈安装地点的选择13第4章SZ36-1CEPN平台中性点接地系统分析144.1系统介绍144.2平台10.5kV屮压系统接地电阻计算14第5章结论与展望18参考文献19致谢21摘要发电机是海上油气ID开发工程设施上唯一的动力源

3、，作用十分重要。发电机在运行时，必须具备对突发性故障的应对能力，而发电机的中性点的接地方式与此有密切的关系。本文介绍了不同的发电机中性点接地系统在发生单相接地短路时的短路电流大小和应用范围，区分了不同中性点接地系统的优缺点，主要介绍了中性点不接地系统、屮性点经低阻接地系统、屮性点经高阻接地系统以及屮性点经消弧线圈接地系统的研究。在中性点接地方式理论分析的基础上，研究了中性点经接地变高阻接地方式及中性点经消弧线圈接地方式的选型原则及分析方法。在海洋石油平台中性点接地系统的实际设计中，以SZ26-1CEPN平台

4、接地电阻计算为例，计算了该平台发电机组的接地电容和接地电容电流以及10.5RV中压系统的接地电容屯流，进行了屮性点接地系统的选择，同时进行了接地电阻数值的计算以及接地变压器容量选择。本文的主要研究成果对海洋石油平台屮性点接地系统的设计和计算有非常重要的意义，在理论上提出了从选择海洋石油平台中性点接地系统，到计算中性点接地系统参数计算的一套方法，为各种软件计算的结果提供平行计算方法，便于验证计算机计算结果和搭建模型的正确性。关键词：海洋石油平台，发电机中性点接地系统，中性点接地系统选型分析第偉引言1.1选题背

5、景在进行海上油气出开发工程电力系统设计时，电力和配电系统的中性点接地与否以及如何接地等问题，与系统的电压等级、过电压水平、接地电容电流的大小及继电保护的装置等都有关系⑴，直接影响电力系统的绝缘水平、发电机和变压器的运行方式及供电的可靠性。发电机是电力系统中最重要的设备之一，发电机定子绕组单相接地，是发电机最常见的一种电气故障。发电机定子接地后，接地电流经故障点、三和对地电容、三相定子绕组而构成通路。当接地电流较大时，能在故障点引起电弧，造成定子绕组和定子铁心烧伤，甚至扩大为相间或匝间短路。因此，为了确保发电

6、机的安全，发电机发生定子接地时，接地电流必须限制在一定范围内，使故障点不产生电弧或者电弧瞬间熄灭、避免单相接地故障发展成为相间或匝间短路，烧坏定子铁芯和绝缘绕组。口前海洋石油平台发电机多采用屮性点不接地方式，存在过电压高、高频振荡电流大及故障定位难等问题。为适应海洋油气平台规模不断扩大的趋势，不同的中性点接地方式也被应用到设计和工程建设屮。1.2发电机中性点接地方式国内外研究概况随着电力系统发电机装机容量和单机容量的不断快速增大，发电机中性点的接地方式经历了以下五种方式的变化和发展［叫①中性点直接接地；②中

7、性点经低电阻接地；③中性点不接地；④中性点经高电阻接地；⑤中性点经消弧线圈（谐振）接地。第①、②两种接地方式，使用在电力系统发展初期，其明显的缺点是当发电机内部发生单相接地故障时，即使继电保护能够快速动作跳开发电机，但由于暂态电流和稳态电流太犬，严重烧损铁芯，所以世界各国现已基木废弃不用。对于第③种不接地方式，由于发电机的中性点不接地运行，当定子绕组发生单札I接地时，流过故障点的电流仅为很小的电容电流，有效地限制了接地电流的破坏作用。但是，随着机组容量的增大和运行电压的升高，当电容电流接近或达到某一临界值时

8、，接地电弧不能自行熄灭，电弧接地过电压又会产生新的危害。随着机组容量的增大，铁芯烧损后果严重，允许的接地故障电流日趋减少。所以这一不接地方式的应用，受到接地电容电流的限制。对于300MVA及以上的大容量发电机组，目前世界各国普遍采用的是第④种或第⑤种接地方式。采用第④种接地方式，中性点经高电阻接地的主要冃的是限制接地电弧重燃，屮性点出现的积累性电压升高，从而降低电弧接地过电压。发电机中性点经高电阻接地方式有许多方