小水輪發(fā)電機(jī)中性線電流過(guò)大的解決對(duì)策.doc

農(nóng)村小水電發(fā)電機(jī)中性線電流過(guò)大的解決對(duì)策1中性線電流過(guò)大的不良影響 不少小水電站，將發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)引出線接在一條公共的中性線上，再與主變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)共用一個(gè)接地裝置接地。發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)這種運(yùn)行方式帶來(lái)中性線電流過(guò)大，給發(fā)電機(jī)、主變壓器的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成極為不良的影響。1.1中性線電流過(guò)大的原因小型水輪發(fā)電機(jī)由于結(jié)構(gòu)和制造工藝上的原因，使其主磁通在氣隙中的分布只能是近似的正弦波，其中含有較大比重的高次諧波分量，特別是三次諧波分量最為突出。因此，在定子繞組中除感應(yīng)出基波電勢(shì)外，還會(huì)感應(yīng)出一定數(shù)量的高次諧波分量，其中以三次諧波分量比重最大，即定子繞組中的感應(yīng)電勢(shì)亦為近似的正弦波。若電站所選用的發(fā)電機(jī)規(guī)格、型號(hào)、生產(chǎn)廠家不完全一樣時(shí)，則每臺(tái)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的三次諧波電勢(shì)值及相位值也均不相同；若電站所選用的發(fā)電機(jī)為同一生產(chǎn)廠家的同規(guī)格、型號(hào)的機(jī)型，也會(huì)因?yàn)楦髋_(tái)機(jī)組的水輪機(jī)轉(zhuǎn)速特性、導(dǎo)葉開度等不完全相同，而導(dǎo)致各臺(tái)發(fā)電機(jī)的三次諧波電勢(shì)值及相位值均不相同。此外，對(duì)三次諧波電勢(shì)來(lái)說(shuō)，在其承載感性負(fù)荷時(shí)所產(chǎn)生的電極反應(yīng)是起助磁作用的?，F(xiàn)在電站將各臺(tái)發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)，用一條公共的中性線聯(lián)接在一起，并與主變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)共用一個(gè)接地裝置接地。這樣發(fā)電機(jī)便通過(guò)接地裝置與主變壓器的低壓側(cè)中性點(diǎn)聯(lián)接，主變壓器這種集中、強(qiáng)大的感性負(fù)載將使發(fā)電機(jī)的三次諧波電勢(shì)得到更進(jìn)一步的加強(qiáng)。而中性線阻抗又很小，所以必然會(huì)產(chǎn)生中性線電流過(guò)大，嚴(yán)重時(shí)其值可達(dá)到或超過(guò)發(fā)電機(jī)相電流值。1.2三次諧波電流引起額外損耗 三次諧波電流利用中性線形成回路，以中性線電流的形式表現(xiàn)出來(lái)。該電流在發(fā)電機(jī)定子繞組及主變壓器低壓繞組中流過(guò)的，必將引起巨大的額外損耗，使發(fā)電機(jī)、主變壓器的運(yùn)行溫度升高、效率下降。 為了更直觀地說(shuō)明三次諧波電流所引起的額外損耗，現(xiàn)將小水電站所作的一些測(cè)試情況介紹如下： 某小水電站裝機(jī)1160kW，配用SL200/10型主變壓器1臺(tái)，發(fā)電機(jī)引出線采用4根長(zhǎng)67m、截面面積為70mm2的銅芯絕緣導(dǎo)線，中性線與主變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)共用一個(gè)接地裝置接地。測(cè)試時(shí)，首先將主變壓器高壓側(cè)所有跌落式熔斷器全部拉斷，然后啟動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組并建立空載電壓，隨之將發(fā)電機(jī)的主控?cái)嗦菲魍度耄拱l(fā)電機(jī)及主變壓器處于空載運(yùn)行狀況。用鉗形電流表對(duì)中性線電流I進(jìn)行多次測(cè)量，并取其平均值為233A。之后，主變壓器的空載損耗W1(測(cè)量)為0.957kW，較變壓器生產(chǎn)廠家所提供的空載損耗W2(0.54kW)要大得多。該小型水電站的年運(yùn)行時(shí)間T約為7000h，則可以算出中性線和主變壓器每年所增加的額外電能損耗。 (1)進(jìn)中性線的額外年電能損耗A1： 查電工手冊(cè)得70mm2的銅芯導(dǎo)線單位電阻r0為0.28/km，則導(dǎo)線電阻R為： R=r0L=0.280.067=0.0188 其年額外電能損耗為： A1=I2R10-3T =23320018810-37000=7144kWh (2)進(jìn)主變壓器的額外年電能損耗A2： A2=(W1-W2)T=(0.957-0.540)7000=2919kWh 此外，三次諧波電流在通過(guò)發(fā)電機(jī)繞組時(shí)也要引起額外損耗；高次諧波磁通通過(guò)有關(guān)金屬部件、油箱、外殼形成回路時(shí)，還會(huì)引起附加鐵損，即渦流引起的損失。所以實(shí)際上由于三次諧波電流的存在，所造成的額外年電能損耗要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出以上所計(jì)算的兩項(xiàng)額外損耗之和。 額外損耗的大量產(chǎn)生，使主變壓器、發(fā)電機(jī)、中性線的溫升大幅度增加。每當(dāng)夏季高溫時(shí)期，主變壓器的溫升經(jīng)常會(huì)超出規(guī)程要求的標(biāo)準(zhǔn)(允許溫升值為55)，這樣必然會(huì)大大加快主變壓器絕緣的老化速度，即必將使主變壓器的使用壽命大大縮短。發(fā)電機(jī)在夏季運(yùn)行溫升同樣偏高、中性線發(fā)熱嚴(yán)重，也都會(huì)使其使用壽命大為縮短。1.3降低電站出力，造成水資源浪費(fèi)。由于三次諧波電流僅在低壓側(cè)，借助中性線形成電流回路，因此三次諧波電流僅在低壓側(cè)作環(huán)流循環(huán)流動(dòng)，并未輸入電網(wǎng)。但是，發(fā)電機(jī)的定子繞組的額定電流值是一定的，由于這一環(huán)流在定子繞組中流過(guò)，則勢(shì)必要減少發(fā)電機(jī)的真正輸出容量，使其不能滿出力向電網(wǎng)送電。為了達(dá)到發(fā)電機(jī)的滿出力將會(huì)出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行工況，從而大大地降低了發(fā)電機(jī)的運(yùn)行壽命和利用率，每當(dāng)豐水期或水量充足時(shí)，還會(huì)造成大量的棄水。為了充分利用水能資源，采用提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行功率因數(shù)值(發(fā)電機(jī)運(yùn)行功率因數(shù)值，最高可將值提高到0.90.95)的方法，來(lái)?yè)尠l(fā)更多的有功功率，以減少棄水的目的。特別是那些無(wú)調(diào)節(jié)能力的徑流小水電站，在這方面的損失就更大。2對(duì)策 要消除以上各項(xiàng)缺陷，最簡(jiǎn)便可靠的方法就是改變發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式，即應(yīng)將發(fā)電機(jī)的中性線拆除，使三次諧波電流無(wú)法形成回路。因?yàn)樵谶\(yùn)行中將發(fā)電機(jī)中性線拆除后，發(fā)電機(jī)便成為三相三線制運(yùn)行方式(發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不作接地處理)。這樣改變后雖然在各發(fā)電機(jī)定子繞組中仍然會(huì)有大小不等、相位不同的三次諧波電勢(shì)存在，但因已經(jīng)沒有中性線作為通路，則無(wú)法形成回路，故中性線電流也就不會(huì)產(chǎn)生。從而消除了因三次諧波電流存在所引起的額外電能損耗、發(fā)(變)電設(shè)備運(yùn)行溫升過(guò)高、發(fā)電機(jī)出力受阻等缺陷的產(chǎn)生，提高了發(fā)電機(jī)、主變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。 改變發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式，僅需將其中性線拆除即可，其他接線則一律保持不變，即主變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)，仍然按照要求作直接接地不變，并由主變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)引出中性線，以解決電站本身220V及近區(qū)380/220V的供用電問(wèn)題。但對(duì)發(fā)電機(jī)直供用電負(fù)荷的情況，其發(fā)電機(jī)還應(yīng)直接接地。原料：五香干250克大蒜4瓣韭菜200克小紅尖椒2根福臨門風(fēng)味豆豉2湯匙（30克）辣椒面1湯匙（15克）生抽1湯匙（15ml）白糖1茶匙（5克） 做法： 1）將韭菜洗凈切成4厘米長(zhǎng)的段。五香干也切成4厘米長(zhǎng)的段。小紅尖椒去蒂斜切成片。大片切成片。 2）鍋中倒入油，大火加熱至5成熱時(shí)，倒入五香干，調(diào)成中火，煎至五香干的白色部分出現(xiàn)小小的金黃色氣泡兒即可盛出。 3）鍋中再倒入一點(diǎn)油，油5成熱時(shí)候，調(diào)成