接地故障電流分析

發電機組采用發電機一變壓器組的接線方式,發電機中性點以單相配電變壓器一電阻接地方式情況下，如發生發電機出口單相接地故障時，線路示意圖見圖1。

在正常運行情況下三相對地電容C0相同（C0包括發電機對地電容Cg，變壓器對地電容Ci，變壓器對地電容Ct三者之和），在相電壓作用下，每相都有超前于相電壓90°的電容電流流人大地，三相電流之和為零。假設相電壓幅值為

IEEE相關標準

發電機中性點采用電阻接地方式的目的是為了限制定子繞組單相接地故障的間歇性弧光暫態過電壓和兩次（或多次）重燒的動態過電壓。美國在30-40年代，對高阻接地方式進行暫態仿真試驗，給出了重燃弧過電壓與中性點接地電阻之間的關系曲線，如圖２所示[4]。研究表明，發電機單相接地、任意重燃次數的過電壓數值Utr與中性點電阻的功耗（kW）、三相定子繞組對地電容的無功伏安（kVA）有關，當二者的比值γ≈1.0時，Utr＝2.6Eph(Eph為額定相電壓），這相當于新機出廠試驗電壓3.5Eph的75％，進一步減小中性點接地電阻值R（即增大電阻的功耗），對減小Utr的作用已不明顯，因此得出結論：為確保發電機單相接地故障的暫態過電壓

（式中C0為發電機電壓回路每相對地電容值），IEEE的相關標準正是引用了這個結果。

因此在ANSI／IEEE C37.101—1985《發電機接地保護導則》中，對負載電阻值R的要求是，當在發電機端發生單相接地故障時，電阻器中的功率損耗應等于或大于發電機電壓回路對地電容的無功功率損耗，以限制發電機過電壓在2.6倍相電壓以下；流過中性點接地電阻的電流(配電變壓器一次值)不超過5A；接地點的故障電流不超過25A，以防止鐵心損壞。