风电场集电线路中暂态过电压问题综述
发布时间：2015-01-19     来源： 丹尼尔.维德拉（ Daniel Videla） 刘宇（翻译）
本文摘要：（美国伊玛机电公司Ema Electromecanica SA 陕西 宝鸡 721000 ）分析了影响暂态过电压值的因素，通过模拟暂态过电压试验对比了几种接地方式，说明了VDH GSMI®型真空断路器和机械联锁接地组合开关的高成本效率和技术优势。
 

　　2集电器电路接地方式
 
　　如前一节中说明的，为了克服严重的暂态过电压问题，有两种不同的方式可供选择：
 
　　①、在每个采集馈线上使用接地变压器关联到馈线断路器。
 
　　②、使用断路器和高速机械联锁接地组合开关。
 
　　2.1接地变压器方式
 
　　在配电系统中，未接地系统的馈线可能通过使用接地变压器接地，它可能以锯齿形，星形接地或接地的缺口星形接地变压器连接。该接地变压器为零序电流提供了电源，并允许添加中性导线至现有未接地电路中。
 
　　为避免在单项接地系统故障中出现严重暂态过电压水平，很多风电场为每个风电场馈线上安装了专门的接地变压器。接地变压器可以被用来创造中性点，这反过来也可直接接地，或通过中性接地电阻器。这些组合是人为的中性点。
 
　　接地变压器可能为带有或者不带有辅助绕组的锯齿形连接绕组带，或为带有德尔塔（Delta)连接二次电路的星形连接绕组,这可能被用来或不可能被用来提供辅助电源。
 
　　每相的运行是相似的。它们为正常三相电流呈现高阻抗，所以在正常情况下，只有小量磁化电流在变压器绕组中流动。但是，在单项接地故障情况下，为零序电流提供了低阻抗通道。这些电流可以穿过故障，返回穿过接地变压器的中性点至电源，被接地电阻器限制。
 
　　接地变压器被连接至馈线断路器风机一侧的馈线上。在这种情况下，当单相接地故障发生在集电器电路，隔离馈线将通过接地变压器接地。

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 图3：集电器电路接地的接地变压器方式
 
　　2.2高速接地开关方式
 
　　在这种方式中，一旦集电器断路器在单相接地故障后分闸，并联着馈线断路器的机械联锁接地开关运行不到一个循环就合闸，使馈线接地。因此，风力涡轮发电机保护在很少的循环内将使发电机单元跳闸，防止产生更高的暂态过电压值。
 
　　VDH/GSMI?34.5kV型真空断路器和机械联锁接地组合式开关，是一个独特的专利型系统，由美国德克萨斯州斯威特沃特市的EMAElectromechanics公司制造，专为应用于风电场采集电路而设计。
 
　　该型号在同一个外壳里结合了真空断路器和高速机械联锁接地开关，在风能发电采集电路中用来代替接地变压器。该断路器将风机采集电路连接至变电站母线，当断路器分闸后，关联的接地开关将立即自动切换采集电路至接地。
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图4：集电器电路接地的高速接地开关方式
 
　　该系统最主要的特点是机械完成完整的开关切换操作不超过1个循环（12至16毫秒之间）（通过接地开关合闸使断路器分闸的时间周期）。故障在t1时间触发主断路器。由于主断路器触头间存在电弧，馈线不能立即断开--断开延迟一个燃弧时间（4至11毫秒）。接地开关在t2时间合闸，该时间为t1时间后的12至16毫秒。因此，采集电路无接地参考，仅从主断路器分闸（t1+燃弧时间）到接地开关合闸时间（t2=t1+切换时间）。
 
关键词：暂态过电压 模拟评估

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