数据中心供配电设计规程.pdf

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发电机带非线性负载能力由发电机的二次瞬态阻抗X"d决定,一般发电机的二次瞬 态阻抗越小发电机带非线性负载能力越大。 详见附录B《柴油发电机组带非线性负载能力》。 2发电机带容性负载能力 发电机带容性负载能力由发电机的同步电抗Xd决定,一般发电机的同步电抗越大 带容性负载能力越小。 详见附录B《柴油发电机组带容性负载能力》。 5.1.8数据中心的发电机组应配置加热器,

5.2低压发电机系统要求

5.2.1低压发电机组宜靠近负载中心安装。 5.2.2低压发电机组应就近配置输出开关。 5.2.2条文说明:

金龙潭水电站引水隧洞施工组织设计缴据中心供配电设计规和

发电机组一般容量在1600kW及以下容量时,会随机组主体配置输出开关。当大于 该容量时,受到开关容量和开关形式的影响,往往在机组主体上不宜再集成输出开关。 因此,需要在机组附近配置专用配电柜来安装这一输出开关,目的在于对后级输出的低 玉电缆进行保护。 5.2.3低压发电机组宜采用单机工作方式, 5.2.4低压发电机组并机电流总容量不宜大于6300A

5.3中压发电机系统要求

5.3.1中压发电机组应采用并机方式工作。并机系统的主控制器应能实现对机组轻 载减机运行、重载增机运行的控制。 5.3.2并机系统的主控制器应具备对油机并联系统中的所有设备在线监测,如有异 常,能自动发出声光报警信号。 5.3.3当发电机组并机控制由主控制器集中管理时,主控制系统应具备模拟量显示 及手动并机合闸控制功能。 5.3.4A类机房的油机并机系统控制器宜采用备份穴余配置。 5.3.5中压发电机组水箱风扇宜采用轴驱方式。 5.3.6安装于中压发电机房内,且与机组运行可靠性密切相关的低压交流设备,如 进风轴流风机等,宜配置单独变压器为低压交流设备供电。 5.3.7中压发电机组的并机配电系统应具备扩展性。 5.3.8并机系统宜配置假负载装置,假负载装置宜采用户外集装箱安装方式,假负载 宜配置线性负载。 5.3.9并机系统的发电机组台数,应根据后级系统容量的匹配关系、发电机组远期总 容量、供电可靠性等综合确定。

5.4发电机组容量配置

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相对湿度、凝露和霉菌综合因素按下表规定。

机组的电气零部件经长霉试验后,表面长霉等级应不超GB/T2423.16《电工电 子产品环境试验》规定的2级。 5.4.3功率修正 当实际工作条件比5.4.2规定恶劣时,按GB/T6072.1的规定将柴油发电机额定功率 根据现场环境状况进行修正,

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5.5发电机组安装要求

5.5.1发电机房宜单独设置。当发电机房设置在地下室时,不应设置在地下室的最 底层。 5.5.2发电机组应设置减震装置,减震基础宜避开地面以下建筑的结构梁。 5.5.3进、排风口不宜设置在同一侧。机房内进、排风方向宜与机身方向一致。 5.5.4柴油发电机组安装间距应满足JGJ16《民用建筑电气设计规范》的相关要求。 5.5.5发电机组噪音应满足GB3096《声环境质量标准》的要求,当不满足时,实施 降噪工程应满足YD5167《通信用柴油发电机组消噪音工程设计暂行规定》的相关要求。 5.5.6发电机房宜采用自然进风,当进风面积不足时,应采用强制进风。风机配置数 量应有几余。 5.5.7发电机组排烟应高点排放,排烟系统应满足机组充许背压要求。 5.5.8发电机组应设置日用油箱,油箱容积应满足GB50016《建筑设计防火规范》 的要求。发电机组持续运行的储油应采用地下储油罐的方式。储油容量应满足不同等级 机房的时间要求。

5.6发电机组接地及保护

5.6.1发电机外壳应保持两处可靠接地。 5.6.2低压发电机组接地 低压发电机组单机运行时,发电机中性点应直接采用接地方式,机组的接地形式宜 与低压配电系统接地形式一致。 当多台发电机组并机运行时,只充许保持一台发电机组的中性线接地。 5.6.3中压发电机组中性点接地 1中压发电机中性点宜接地 条文说明:为防止中压发电机组单相接地故障造成的弧光暂态过电压对系统绝缘 造成的危害,中压发电机组中性点一般采用接地装置,用以钳制中性点电压,使故障时

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5.7发电机电源与市电电源间的切换

5.7.1中压发电机电源与市电电源间的切换 1中压发电机电源与市电电源的切换,可根据中压配电系统的设计方案,在电 源进线处切换或在出线处切换。 2中压发电机电源与市电电源的切换应采用可选的自动或手动切换方式。电源 转换装置应具有可靠的电气联锁,为防止发电机和市电并列运行宜具备机械连锁功能。 3电源转换装置的总动作时间应满足负荷最大允许断电时间的要求。 4电源转换装置应具有标准通讯接口,便于远程集中监控。 5电源转换控制系统应具备逐步投切功能。 5.7.2低压发电机电源与市电电源间的切换 1低压发电机电源应与市电电源切换后接入低压配电母线。 2低压发电机电源与市电电源的切换应采用低压自动转换开关,应具有可靠的 电气和机械联锁,防止发电机和市电并列运行。 3A级和B级数据中心应选用旁路型低压自动转换开关。 4电源自动转换开关应满足下列技术要求

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6.2交流不间断电源系统要求

6.2.1设备规格及选用 UPS宜采用可靠高效型产品:单机容量不宜超过600kVA:系统并联数量不宜超过 4台。 采用模块化UPS时,单模块容量不宜超过50kVA,系统容量不宜超过800kVA。模 块应按N+1方式配置,当N≤5时,备用1只;N>5时,每5只备用1只。 6.2.2UPS系统容量配置 1UPS系统容量需结合负载类型、近远期负荷、机房使用规划等因素考虑。 2UPS系统容量宜按近期负荷配置,远期负荷增加不大时可按远期负荷配置。 3UPS系统容量不小于IT设备计算容量的1.2倍。 6.2.3UPS设备主路输入(整流器输入)和静态旁路的输入宜分别引自不同的输入 开关,同一套UPS电源系统中,所有并机UPS的旁路输入必须是频率、相位完全相同 的交流电。 6.2.4UPS并机系统宜设置总手动维护旁路系统。 6.2.4条文解释 当UPS系统内主机进行更换或维修时,考虑负载端的整体系统供电连续性和尽量 距的断电时间,建议配置总手动维护旁路,总手动维护劳路容量同于系统供电容量。 6.2.5UPS系统蓄电池组连接线应在靠近蓄电池组侧配置电池保护箱,其内置开关 应为直流型(或交直流两用型)断路器或熔断器,如多组蓄电池并联使用,宜设置总开 关输出开关,且对每组蓄电池分别设置开关进行保护和操作。 6.2.6UPS电池输出电缆颜色要求 正极:红色; 负极:蓝色; 中性点:黑色。

6.3直流不间断电源系统要求

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6.4.1蓄电池室宜单独设置。 6.4.1条文解释 数据中心较常见的电池为阀控式铅酸电池,其在正常工作状态下,不会有气体溢出 但如果出现故障状态,其会顶开阀门排出气体,气体的成分中包含水分解后产生氢气。 规范中将蓄电池室内爆炸气体混合物的分级定位IC类(氢气),根据相关规范其可定 义为存在二级释放源的2区爆炸性气体环境。因此建议蓄电池室单独进行设置。 6.4.2蓄电池组的容量应按近期负荷配置。 6.4.3蓄电池组总容量在有柴油发电机组保障的前提下,A级和B级机房放电时间可 按15min考虑。C级机房可根据实际情况确定。 6.4.4单台不间断电源的蓄电池并联组数不应超过四组。 6.4.4条文解释 过多蓄电池组的并联影响电池的使用寿命,易于落后电池的产生,根据实际使用经 验,不超过四组。 6.4.5不同厂家、不同容量、不同型号、不同时期的蓄电池组严禁并联使用。 6.4.5条文解释 “不同时期”的蓄电池可以解释为出厂日期相差超过一年以上的蓄电池。 6.4.6不间断电源系统蓄电池组的总容量计算宜采用恒功率计算法。 6.4.7蓄电池本体及单体之间的连接线缆或铜条的载流量应大于设计恒功率最大的 放电电流值。 6.4.8蓄电池恒功率计算法:详见附录A,

6.5末端配电系统要求

6.5.1未端配电子系统是将不间断电源子系统提供的电能输送并分配到各IT设备的 未级供配电系统,主要包括机房配电柜(列头柜)、机柜配电单元(PDU)等设备。 6.5.2机房配电柜(列头柜) 1机房内每列IT设备宜配置一个列头柜(含主备系统),当一列设备数量较少 可与相邻列共用列头柜。

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1)对于需双路供电的IT设备,其对应的机房配电柜(列头柜)应具有完全独立 且相互隔离的两组配电回路。两组配电回路宜采用同一种电源制式;在采取适当的防护 措施并做好明显标识的情况下,充许以下不同电源制式的组合:UPS交流十市电交流、 高压直流十市电交流、UPS交流十高压直流: 2)也可采用2个独立的单路供电头柜代替1个双路供电头柜,此时2个头柜的 电源制式可根据需要自由配置。 3机房配电柜(列头柜)宜设置电能及质量监测装置。 6.5.3机柜配电单元(PDU) 1机柜应在背面顶部或两侧设置机柜配电单元,为机柜内所有IT设备供电。对 于要求双路供电的IT设备,应配置两个完全独立的配电单元, 2机柜配电单元根据柜内IT设备的数量和功率,提供合适数量和容量规格的输 出分路。分路接口形式应符合末端设备使用要求。 3机柜配电单元可不设置输入断路器;当柜内设备需进行单独电源分合控制时 可为每个分路配置输出断路器。 4机柜需要显示用电负荷及能耗时,机柜配电单元应设置相应的监测装置,并能 将两路负荷及能耗数据进行合计显示。 6.5.4未端配电母线槽 1末端配电母线槽设置方式可根据机房需求进行配置,可采用2种方式 1)末端配电母线槽应用电缆始端箱自上级配电柜出线侧取电,再通过母线插接 箱单元馈电给服务器机柜配电单元(PDU); 2)当机房内安装有主干高电流母线槽而未配置列头柜的情况下,末端配电母线 槽也可应用电缆始端箱直接自机房内主干高电流母线槽的插接箱出线侧取电,实现对服 务器机柜内的机柜配电单元(PDU)。 2母线插接箱上的单个输出口容量满足机柜容量使用需求时,可在母线插座箱上 配置多个输出口,为多台相邻的机柜进行配电。母线插接箱可根据需求配置电能及质量 监测装置,

5.5.4末端配电母线槽

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7.1.1数据中心的防雷和接地设计,应满足人身安全及电子信息系统止常运行的要 求,并应符合GB50057《建筑物防雷设计规范》和GB50343《建筑物电子信息系统防雷 技术规范》的有关规定。 7.1.2数据中心防雷与接地应建立在共用接地系统、均压等电位、分区域保护的基 础上,并根据电磁兼容原理,按防雷区划分原则,对防雷器的安装位置和接地线进行合 理规划和布置。 7.1.3数据中心防雷与接地应根据数据中心建筑等级、现场调查资料、数据中心地 理环境、年雷暴日分布为依据评估雷击风险,采取合适防雷与接地措施。

言息设备,其配电系统的接地方式应采用

7.2.1数据中心应采用共用接地系统,即保护性接地(防雷接地、防静电接地、保 护接地、屏蔽接地等)和功能性接地(交流接地、直流接地、信号接地等)共用一组接 地装置,其接地电阻应按其中最小值确定。 7.2.2对功能性接地有特殊要求需单独设置接地线的电子信息设备,接地线应与其 它接地线绝缘;供电线路与接地线宜同路径敷设。 7.2.3数据中心由多个建筑物组成时,应使用水平接地体将各建筑物的地网相互连 通,并应形成封闭的环形结构

7.3.1数据中心雷电过电压保护应采用多级保护、遂级限压的方式:在使用多级保 时,各级电涌保护器之间应保持适当的退耦距离或增设退耦器件。 7.3.2数据中心雷电过电压的保护设计,应合理设置各防雷区电浦保护器,其电压保 护水平不大于该防雷区内被保护设备的耐压水平。 7.3.3配电变压器高压侧应在靠近变压器处加装相应额定电压等级的交流无间隙氧 化锌避雷器,变压器低压侧应加装电涌保护器。 7.3.4数据中心的低压配电线路、信号线路及其它各类管线在穿过各防雷区界面处 应采用电涌保护器保护,并注意电涌保护器之间保持适当的退耦距离或增设退耦器件。 各级电涌保护器的冲击电流、标称放电电流、电压保护水平、最大持续运行电压等参数 按照GB50057或GB50343的要求进行合理选择。

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7.3.5电涌保护器在接地电源线的引接线上,应串接专用后备保护装置,专用后备 保护装置应具备如下能力: 1必须能承受预期通过的雷电流,过电压引起的冲击电流。 2分断SPD安装处的预期工频短路电流: 3电源出现暂时过电压或SPD出现劣化引起流入大于5A的危险漏电流时能够 舞时断开。 7.3.6低压交流配电系统宜采用限压型电涌保护器, ,其标称导通电压宜取Un=2.2Ud (U.为最大运行工作电压)

7.4等电位连接及接地的要求

7.4.1数据中心内的供电设备应进行等电位联结,等电位联结方式应根据电子信息 没备易受干扰的频率及数据中心的等级和规模确定,可采用S型、M型或SM混合型 7.4.2采用M型或SM混合型等电位联结方式时,主机房应设置等电位联结网格 网格四周应设置等电位联结带,并应通过等电位联结导体将等电位联结带就近与接地汇 流排、各类金属管道、金属线槽、建筑物金属结构等进行连接。每台电子信息设备(机 柜)应采用两根不同长度的等电位联结导体就近与等电位联结网格连接 7.4.3等电位联结带、接地线和等电位联结导体的材料和最小截面积,应符合下表 的要求。

近接地;无金属外护层线缆宜穿钢管引入且钢管两端应作接地处理。 7.4.5数据中心内供电设备的正常不带电部分均应接地,严禁做接零保护。接地导 线应采用铜芯导线,保护地线(PE)最小截面应满足下表要求

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7.4.7接地线与设备及接地铜网格连接时必须加装铜接线端子,并必须压(焊)接 牢固。

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8.1.1数据中心配电线路的设计,应满足人身安全及电子信息系统正常运行的要求, 并应符合GB50217《电力工程电缆设计规范》和GB50054《低压配电设计规范》的有关 定。 8.1.2适用于数据中心20kV及以下室内、外电缆线路及室内绝缘电线、封闭式母线 等配电线路布线系统的选择和敷设。 8.1.3配电线路的敷设方法应根据建筑物构造、环境特征、使用要求、用电设备分 布等条件及所选用导体的类型等因素综合确定。 8.1.4配电线路的选择和敷设,应避免因环境温度、外部热源、浸水、灰尘聚集及 离蚀性或污染物质等外部影响对布线系统带来的损害,并应防止在敷设和使用过程中因 受撞击、振动、电线或电缆自重和建筑物的变形等各种机械应力作用而带来的损害。 8.1.5当采用金属、刚性塑料导管(槽)及金属线槽等布线时,应采用绝缘电缆。 在同一根导管或线槽内有两个或两个以上回路时,所有绝缘电缆应具有与最高标称电压 回路绝缘相同的绝缘等级。 8.1.6电缆的金属外皮和布线用塑料导管、金属导管、金属线槽、桥架等可导电部 分均应接地。 8.1.7电缆及封闭式母线在穿越防火分区楼板、隔墙时,需做好防火封堵。 8.1.8多根单芯电缆敷设时,应选择减少涡流影响的排列方式。 8.1.9数据中心户外供电线路不宜采用架空方式敷设

8.2电力电缆的选择与敷设

8.2.1电力电缆的选择 1电缆导体的类型应按敷设方式及环境条件选择。控制电缆应选用铜导体,需 具备高可靠性回路及工作电流较大回路中的电力电缆应采用铜导体。 2常用电缆的绝缘水平的选择,应符合下列规定: 1)交流系统中电缆的耐压水平,应满足系统绝缘配合要求。 2)直流输电电缆绝缘水平,应具有能随极性反向、直流与冲击叠加等的耐压考 核;使用的交联聚乙烯电缆应具有抑制空间电荷积聚及其形成局部高场强等适应直流电 场运行的特性。 3)控制电缆额定电压的选择,不应低于该回路工作电压,宜选用450V/750V 3常用电缆的绝缘类型的选择,应符合下列规定: 1)低压电缆宜选用聚氯乙烯或交联聚乙烯型挤塑绝缘类型:

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2)中压电缆宜选用交联聚乙烯绝缘类型 3)明确需要与环境保护协调时,不得选用聚氯乙烯绝缘电缆。 4电缆在室内、电缆沟、电缆隧道和电气竖井内明敷时,不应采用易延燃的外 护层。 5埋地敷设的电缆宜采用有外护层的铠装电缆。在无机械损伤可能的场所,也 可采用无铠装塑料护套电缆。 6选择电缆导体截面,应符合下列要求: 1)按敷设方式及环境条件确定的导体载流量,不应小于计算电流; 2)导体应满足线路保护的要求: 3)导体应满足动稳定与热稳定的要求; 4)线路电压损伤应满足用电设备正常工作及后动时端电压的要求 5)导体最小截面应满足机械强度的要求。 7最大工作电流作用下的电缆导体温度,不得超过电缆使用寿命的允许值。

9选择电缆阻燃、防火等级时,应符合下列要求: 1)需根据电缆的布放环境、布放数量、电缆的粗细、火灾的危害程度及工程的 重要程度等来确定电缆的阻燃等级; 2)阻燃与非阻燃电缆不宜在同一通道中混放,在同一通道中敷设电缆,其阻燃 等级宜一致或相近。 8.2.2电力电缆的敷设 1当电力电缆在室外敷设时,可根据具体的环境情况、电缆数量、土壤性质, 对电力电缆采用直埋、浅槽、电缆沟、电缆隧道、排管等敷设方式。 2当电力电缆在室内敷设时,可沿墙及建筑构件明敷设、电缆穿金属导管埋地 暗敷设。 3电缆不宜在有热力管道的隧道或沟道内敷设。

8.3封闭式母线的选择与敷设

8.3.1封闭式母线的选择 1封闭式母线布线适用于干燥和无腐蚀性气体的室内场所。 2需根据防火分区火火系统的性质选择封闭母线的防护等级 3封闭式母线载流量应满足负载运行的最大电流。 4封闭式母线应采用三相五线制。 8.3.2封闭式母线的敷设 1封闭式母线敷设时,应符合下列规定:

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1)水平敷设时,除电气专用房间外,与地面的距离不应小于2.2m;垂直敷设 时,距地面1.8m以下部分应采取防止母线机械损伤措施。母线终端无引出线和引入线 时,端头应封闭。 2)封闭式母线不宜敷设在腐蚀气体管道和热力管道的上方及腐蚀性液体管道 下方。当不能满足上述要求时,应采取防腐、隔热措施。 3)多根封闭式母线并列水平或垂直敷设时,各相邻封闭母线间应预留维护、 检修距离。 4)母线的连接点不应再穿过楼板或墙壁处, 5)母线在穿过防火墙及防火楼板时,应采取防火隔离措施。 6)在封团式母线水平跨越建筑物的伸缩缝或沉降缝处应采用软连接 7)封闭式母线随线路长度的增加和负荷的减少而需要变截面时,应采用变容量 接头。 2封闭式母线外壳及支架应可靠接地,全长应不少于2处与接地于线相连

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基于系统管理和应用的需求, 供配电监控系统的主要监控对象如下

针对供配电监控系统的实际应用需求及供配电设备重要程度,供配电监控系统的 配置内容如下:

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益测内容应根据机房等级和实际需求确定。

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柴油发电机组带非线性负载能力

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由于总电流谐波为THDI=V(E(In)2)/I1而发电机带非线性负载能力是对THDU而 在一定的谐波电流下供电产生的THDU值是影响电流安全和发电机安全的主要因数, THDU是由各谐波电流大小和方次即V(Z(n·In%)2)和发电机的X"d,以及为保证安全的 供电的THDU阈值决定的而不直接由THDI决定,故讨论在不同THDI下的发电机带非 线性负载能力不如以上在不同的THDU阈值下的带非线性负载能力。 以上情况是考虑在非线性负载造成发电机发热及确保保护不误动和提供数据中性 安全用电情况下发电机带负载能力,并排除了谐波对于调压稳定性影响即发电机调压系 统采用PMG励磁

柴油发电机组带容性负载能力

自前使用的备用柴油发电机带容性负载能力较差,通常是发电机视在功率的20%.主 要原因是同步发电机在带感性负载时定子负载电流产生的磁场方向在转子励磁电流产 的磁场方向具有相反的分量,所以当感性负载电流大时载发电机定子与转子间产生的 合成磁场强度减小,而发电机的电压为在滞后的COSΦ下,当定子电流增加时,此时是 去磁作用,而在容性负载时定子电流产生的磁场与转子产生的励磁磁场具有通向分量即 主超前的COSΦ下,当定子电流增加时,此时是助磁作用。而转子与定子之间的合成磁 场的大小决定了发电机的输出电压,如下图

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可带最大容性负载为Q=2259KVA×0.48=1080KVAr即此发电机可带容性负载为其 视在功率的48%。 同步发电机带容性负载能力主要取决于发电直轴同步电抗XdLY/T 2905-2017标准下载,同步电抗越大带容 性负载能力越小。具体可按厂家提供的发电机负载曲线图计算。

发电机中性点接地发展史及比较 初期因发电机容量小,为防止单相接地造成的相电压升高及短路弧光暂态电压对系 统绝缘的威胁发电机中性点采用直接接地; 但随着发电机容量的扩大,单相故障增多,出现频繁跳闸停电于是将直接接地系统 改为不接地系统; 由于系统进一步扩大以及输电线路延长电压的升高,在发生单相接地故障时,接地 电容电流在故障点形成的电弧不能熄灭,间歇电弧造成护光过压,严重威胁到系统绝缘 性与可靠性:

数据中心供配电设计规

德国为解决不接地系统的问题采用中性点经消弧线圈接地方式自动消除瞬间单相 接地故障; 美国为解决不接地系统的问题采用了中性点通过低电阻或低阻抗接地保护方式,瞬 跳开故障线路; 为消除消弧线圈的系统地复杂与可能产生系统谐振风险和低电阻接地大电流对系 统的冲击以及保护设置选择性不强和发电机之间环流大消除环流系统复杂等缺陷,我国 在中压系统采用高电阻小电流接地,

各种发电机中性点接地方式比较

市政工程(道路及管网施工方案)缴据中心供配电设计规和

缴据中心供配电设计规和

由于低电阻接地系统要发生接地故障立即断电,接地有功电流宜选择 Ia=(2~3)I 比时已极大的限制了弧光超压,低电阻接地系统中性点电阻值为 Rn=Ux/ (2~3) Ic 0KV系统低电阻接地电流一般先择Ia=100A R=6002 比系统优缺点 ■ 纯电缆网络或以电缆为主的电网,中性点可采用低电阻接地,不宜在架 空网络或架空电缆混合网络中应用。 可降低暂态过电压,使过电压倍数降低至2.5p.u.以下。 ■ 可快速切除单相接地故障线路。 并机环流大,需采用高压真空接触器按机组运行并机状况进行接地电阻 分合控制,确保并机运行时只有一个接地电阻接入并机系统; 无法实现并机系统单机故障选线,一旦出现一台将造成系统整个跳电: 需人工排查故障机组 如要实现全系统保护逻辑十分复杂 接地电流大容易造成接地电阻发电机损坏 对同性感应危害大

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