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摘要：为解决传统发电机中性点接地方式与过电压关系分析残差高的问题，通过设计发电机一次主接地，计算发电机中性点电位差，选择发电机中性点单变接地。在此基础上，采集发电机中性点接地方式与过电压关系多源信息，建立接地方式与过电压关系短路电流端口阻抗矩阵，并加以表达，通过分析得出结论为发电机中性点接地电阻越高，越容易出现过电压的现象。设计实例分析，结果表明，设计方法分析残差明显低于对照组，能够解决传统分析残差高的问题。
关键词：发电机;中性点;接地方式;过电压关系
中图分类号：TP343.7 文献标识码：A
引言：
在发电机的发展过程中，考虑到其自身容量的不断加大，对于發电机中性点接地方式提出了更高的要求与标准。由于发电机中性点在接地过程中，会影响零序阻抗的稳定性，导致发电机运行的稳定性遭受到波动。发电机中性点接地方式，能够直接决定发电机接地行波保护效果[1]。发电机中性点一般采用单变接地方式，当单变接地电流过大时，不在第一时间采取相应的措施切断电路，就会有很大可能导致发电机高压输电线路两相短路甚至三相短路，从而造成发电机故障。发电机中性点接地方式研究是解决以上问题的有效途径，因此，必须提高对其的重视程度。目前，我国常用的发电机中性点接地方式在实际应用过程中，很容易造成整定值过低的现象[2]。传统接地方式由于在实际应用中受到发电机入地故障电流多等因素限制，造成其方案设计十分困难。为此，本文提出发电机中性点接地方式研究，并在此基础上，通过分析发电机中性点接地方式与过电压关系，致力于解决传统发电机中性点接地方式与过电压关系分析残差高的现象，以期提高发电机中性点接地的行波保护效果，保证发电机的稳定运行。
1发电机中性点接地方式
1.1发电机一次主接地设计
在发电机中性点接地方式研究中，首先要通过设计发电机一次主接地，选择与其对应的接地方式[3]。在选择时应当充分考虑到发电机电负荷内部需求侧的触电安全问题，对于外部的馈线问题可不参与到接地方式的选择当中。采用TN—C接地方式实现发电机一次主接地，在此种接地方式中，必须保证发电机中性点所在的中性线与保护线是完全重叠的。这样一来，就能够在发电机中性点接地过程中减少一条线路。在TN—C接地方式中，可以有效保证电流足够大，并可以更加快速地启动相应的电流保护装置[4]。但相比于TN—C接地方式，TN—S与TN-C-S接地方式的电流较小，同时对发电机电流的保护动作较慢速。因此，在发电机中性点接地方式研究中，选择TN—C接地方式。利用TN—C接地方式接地时，发电机接触到的电压较低，能够有效保证发电机的运行安全。在发电机一次主接地设计中，对直流侧不进行任何接地方式接地，以免造成电压源换流装置的开关频率异常，进而产生动荡，引发接地网出现正负电极出现异常波动现象。本文设计的发电机一次主接地，选用回流线路接地的方式进行接地处，并结合多点式的连接方式，从而控制电阻。
1.2计算发电机中性点电位差
在完成发电机一次主接地设计后，当发电机中性点接地时，还需要通过计算发电机中性点电位差的方式，确定发电机中性点接地的安全限值。本文以发电机中性点接触电位差及和跨步电位差，为发电机中性点接地安全限值的判据，通过计算的方式对发电机中性点接地起到行波保护的主保护。设发电机中性点接触电位差为，可得公式（1）：
在公式（1）中：表示发电机中性点线路单相接地故障电阻率;表示发电机中性点线路单相接地故障相对介电常数;表示发电机中性点输电线路长度。在求得发电机中性点接触电位差的基础上，计算跨步电位差。设发电机中性点跨步电位差为，可得公式（2）：
在公式（2）中：表示发电机中性点接地时地表层的土壤电阻;表示故障持续时间。以此得出发电机中性点电位差，为发电机中性点接地行波保护判据，执行发电机中性点单变接地。
1.3 发电机中性点单变接地
在得出发电机中性点电位差的基础上，设定发电机中性点接地参数，考虑到发电机中性点个数一般在7个之内，发电机中性点接地参数，如表1所示。
根据表1所示，完成发电机中性点接地，回填沟槽结构，并保持现场的干净整洁，完成对发电机中性点接地方式的选择。
2发电机中性点接地方式与过电压关系分析方法
在上述研究基础上，本文设计一种分析方法，分析发电机中性点接地方式与过电压关系，针对4步主要流程的具体分析内容，如下文所述。
2.1采集发电机中性点接地方式与过电压关系多源信息
考虑到发电机中性点接地方式与过电压之间存在一定的关系。在发电机中性点接地过程中，由于会发生铁磁谐振的现象，这样一来，就会导致过电压的产生[5]。本文通过在发电机中内置传感器的方式，采集发电机中性点接地方式与过电压关系多元信息，主要包括：等值电势以及电容。并在二维坐标系中标出相应的数值点，其中，以X轴作为提取发电机中性点接地方式与过电压关系多源信息指标;以Y轴作为分析精度指标，通过点位支持，实现发电机中性点接地方式与过电压关系多源信息采集。
2.2 建立接地方式与过电压关系短路电流端口阻抗矩阵
在采集发电机中性点接地方式与过电压关系多源信息的基础上，本文通过建立接地方式与过电压关系短路电流端口阻抗矩阵的方式，进一步分析两者之间的潜在关系[6]。建立发电机中性点接地短路电流端口阻抗矩阵就是一个简单的直线相关，可以求出多回线跨电压不接地故障时的短路电流阻抗系数，也可以将发电机中性点接地短路电流端口阻抗矩阵看做简单的直线回归。通过建立发电机中性点接地短路电流端口阻抗矩阵，可得出发电机中性点接地故障时的短路电流序分量与过电压关系。发电机中性点接地故障时的短路电流序分量必须达到三项对称时，证明存在过电压现象，得到的发电机中性点接地方式与过电压关系短路电流端口阻抗值最准确。 2.3表达发电机中性点接地方式与过电压关系
通过上文建立的接地方式与过电压关系短路电流端口阻抗矩阵，本文引入深度学习方法，表达发电机中性点接地方式与过电压关系。在此过程中，假定发电机中性点接地方式与过电压的关系表示为A，则A={A1，A2，A3……，An}，并认为A中数据的存储状态为暂存状态，在此基础上，将数据进行映射处理。输出映射处理后的数据集合，表示为B，则B={B1，B2，B3……，Bn}，将样本数据集合B进行线性参数分类，导出分类数据集合，表示为C，则C={C1，C2，C3……，Cn}，其中C可以作为测试集合。在此种状态下，原始2025维度的空间数据将被映射到300维度空间数据中，对数据进行IEEE测试，发现真实的导出数据相比于原始数据的维度较高，边缘数据的表示方式更为复杂，以此，可认为完成对发电机中性点接地方式与过电压关系的表达。
2.4分析发电机中性点接地方式与过电压关系
为进一步提高分析精度，本文基于有限元，分析发电机中性点接地方式与过电压关系。有限元模型的大小以实际发电机为基础，在1：1比例下，建立发电机有限元模型。通过仿真得到的发电机中性点接地方式与过电压关系与实际相比较，如果差异较大，则对模型进行修正。修改的内容主要包括：网格密度，单元类型，边界条件和模型的联系类型。初始校正模型是通过谐波响应分析来完成的直到固有频率与实际相似。在发电机中性點接地方式与过电压关系分析中，应用于有限元模型的边界条件是由给定的距离速度激发，一般为一个经验值。但在这个模型中。将实验数据导入模型，以铁磁谐振为边界条件进行发电机中性点接地方式与过电压关系分析。本文基于有限元分析，将复杂的发电机中性点接地方式与过电压关系分析问题转换为计算问题。设发电机中性点接地电阻表达式为p，可得公式（3）。
公式（3）中：表示有限元模型中的网格数量;表示发电机中性点接地电流极值。结合上述计算公式，可得出发电机中性点接地方式与过电压关系分析结果。由此可见，发电机中性点接地电阻越高，越容易出现过电压的现象。可以通过降低发电机中性点接地电阻的方式，避免出现过电压的现象，这一点与发电机中性点接地方式选择理念相符。以此，完成发电机中性点接地方式与过电压关系分析。
3实例分析
3.1实验准备
为构建实例分析，实验对象选取型号为OB6500JK柴油发电机，该发电机的具体参数，如表2所示。
结合表2所示，本次实例分析内容为分析发电机中性点接地方式与过电压关系，首先使用本文设计方法，分析发电机中性点接地方式与过电压关系，通过黑盒工具-QAcenter测得分析残差，记为实验组;再使用传统方法，分析发电机中性点接地方式与过电压关系，同样测得分析残差，记为对照组。实验对比指标为对比两种方法的分析残差，分析残差越低证明对发电机中性点接地方式与过电压关系分析精度越高。
3.2实验结果分析与结论
整理实验结果，分析残差对比结果，如表3所示。
通过表3可知：本文设计方法分析残差明显低于对照组。通过实验结果证明，所设计的方法针对发电机中性点接地方式与过电压关系分析精度更高，能够证明本次设计具有现实应用价值，值得被大力推广。
4结束语
本文通过实例分析的方式，证明了设计分析方法在实际应用中的适用性，以此为依据，证明此次优化设计的必要性。因此，有理由相信通过本文设计，能够解决传统发电机中性点接地方式与过电压关系分析中存在的精度低的缺陷。但本文同样存在不足之处，主要表现为未对本次发电机中性点接地方式与过电压关系分析结果的精密度与准确度进行检验，进一步提高发电机中性点接地方式与过电压关系分析结果的可信度。这一点，在未来针对此方面的研究中可以加以补足。与此同时，还需要对发电机中性点接地方式的优化设计提出深入研究，以此为提高发电机的综合运行质量提供建议。
参考文献
[1]何伟，刘云平，罗永刚，等. 水轮发电机中性点接地装置选型分析[J]. 四川电力技术，2019，42（03）：59-63.
[2]刘亚青，朱钊，张丹丹. 巨型水轮发电机组中性点接地装置参数配置研究[J]. 人民长江，2019，50（06）：143-147.
[3]程宏. 瓦斯发电机中性点接地方式选择分析[J]. 中国设备工程，2020，444（08）：225-226.
[4]陈科，郭弘. 低压水轮发电机中性点接线方式的分析[J]. 电子工程学院学报，2020，09（02）：141.
[5]白英民. 关于大型火力发电厂发电机中性点接地方式的思考[J]. 信息周刊，2019，01（44）：1.
[6]王杰，熊立新. 咸宁电网110kV变电站主变中性点过电压保护[J]. 通讯世界，2019，26（04）：198-199.
关键词：发电机;中性点;接地方式;过电压关系
中图分类号：TP343.7 文献标识码：A
引言：
在发电机的发展过程中，考虑到其自身容量的不断加大，对于發电机中性点接地方式提出了更高的要求与标准。由于发电机中性点在接地过程中，会影响零序阻抗的稳定性，导致发电机运行的稳定性遭受到波动。发电机中性点接地方式，能够直接决定发电机接地行波保护效果[1]。发电机中性点一般采用单变接地方式，当单变接地电流过大时，不在第一时间采取相应的措施切断电路，就会有很大可能导致发电机高压输电线路两相短路甚至三相短路，从而造成发电机故障。发电机中性点接地方式研究是解决以上问题的有效途径，因此，必须提高对其的重视程度。目前，我国常用的发电机中性点接地方式在实际应用过程中，很容易造成整定值过低的现象[2]。传统接地方式由于在实际应用中受到发电机入地故障电流多等因素限制，造成其方案设计十分困难。为此，本文提出发电机中性点接地方式研究，并在此基础上，通过分析发电机中性点接地方式与过电压关系，致力于解决传统发电机中性点接地方式与过电压关系分析残差高的现象，以期提高发电机中性点接地的行波保护效果，保证发电机的稳定运行。
1发电机中性点接地方式
1.1发电机一次主接地设计
在发电机中性点接地方式研究中，首先要通过设计发电机一次主接地，选择与其对应的接地方式[3]。在选择时应当充分考虑到发电机电负荷内部需求侧的触电安全问题，对于外部的馈线问题可不参与到接地方式的选择当中。采用TN—C接地方式实现发电机一次主接地，在此种接地方式中，必须保证发电机中性点所在的中性线与保护线是完全重叠的。这样一来，就能够在发电机中性点接地过程中减少一条线路。在TN—C接地方式中，可以有效保证电流足够大，并可以更加快速地启动相应的电流保护装置[4]。但相比于TN—C接地方式，TN—S与TN-C-S接地方式的电流较小，同时对发电机电流的保护动作较慢速。因此，在发电机中性点接地方式研究中，选择TN—C接地方式。利用TN—C接地方式接地时，发电机接触到的电压较低，能够有效保证发电机的运行安全。在发电机一次主接地设计中，对直流侧不进行任何接地方式接地，以免造成电压源换流装置的开关频率异常，进而产生动荡，引发接地网出现正负电极出现异常波动现象。本文设计的发电机一次主接地，选用回流线路接地的方式进行接地处，并结合多点式的连接方式，从而控制电阻。
1.2计算发电机中性点电位差
在完成发电机一次主接地设计后，当发电机中性点接地时，还需要通过计算发电机中性点电位差的方式，确定发电机中性点接地的安全限值。本文以发电机中性点接触电位差及和跨步电位差，为发电机中性点接地安全限值的判据，通过计算的方式对发电机中性点接地起到行波保护的主保护。设发电机中性点接触电位差为，可得公式（1）：
在公式（1）中：表示发电机中性点线路单相接地故障电阻率;表示发电机中性点线路单相接地故障相对介电常数;表示发电机中性点输电线路长度。在求得发电机中性点接触电位差的基础上，计算跨步电位差。设发电机中性点跨步电位差为，可得公式（2）：
在公式（2）中：表示发电机中性点接地时地表层的土壤电阻;表示故障持续时间。以此得出发电机中性点电位差，为发电机中性点接地行波保护判据，执行发电机中性点单变接地。
1.3 发电机中性点单变接地
在得出发电机中性点电位差的基础上，设定发电机中性点接地参数，考虑到发电机中性点个数一般在7个之内，发电机中性点接地参数，如表1所示。
根据表1所示，完成发电机中性点接地，回填沟槽结构，并保持现场的干净整洁，完成对发电机中性点接地方式的选择。
2发电机中性点接地方式与过电压关系分析方法
在上述研究基础上，本文设计一种分析方法，分析发电机中性点接地方式与过电压关系，针对4步主要流程的具体分析内容，如下文所述。
2.1采集发电机中性点接地方式与过电压关系多源信息
考虑到发电机中性点接地方式与过电压之间存在一定的关系。在发电机中性点接地过程中，由于会发生铁磁谐振的现象，这样一来，就会导致过电压的产生[5]。本文通过在发电机中内置传感器的方式，采集发电机中性点接地方式与过电压关系多元信息，主要包括：等值电势以及电容。并在二维坐标系中标出相应的数值点，其中，以X轴作为提取发电机中性点接地方式与过电压关系多源信息指标;以Y轴作为分析精度指标，通过点位支持，实现发电机中性点接地方式与过电压关系多源信息采集。
2.2 建立接地方式与过电压关系短路电流端口阻抗矩阵
在采集发电机中性点接地方式与过电压关系多源信息的基础上，本文通过建立接地方式与过电压关系短路电流端口阻抗矩阵的方式，进一步分析两者之间的潜在关系[6]。建立发电机中性点接地短路电流端口阻抗矩阵就是一个简单的直线相关，可以求出多回线跨电压不接地故障时的短路电流阻抗系数，也可以将发电机中性点接地短路电流端口阻抗矩阵看做简单的直线回归。通过建立发电机中性点接地短路电流端口阻抗矩阵，可得出发电机中性点接地故障时的短路电流序分量与过电压关系。发电机中性点接地故障时的短路电流序分量必须达到三项对称时，证明存在过电压现象，得到的发电机中性点接地方式与过电压关系短路电流端口阻抗值最准确。 2.3表达发电机中性点接地方式与过电压关系
通过上文建立的接地方式与过电压关系短路电流端口阻抗矩阵，本文引入深度学习方法，表达发电机中性点接地方式与过电压关系。在此过程中，假定发电机中性点接地方式与过电压的关系表示为A，则A={A1，A2，A3……，An}，并认为A中数据的存储状态为暂存状态，在此基础上，将数据进行映射处理。输出映射处理后的数据集合，表示为B，则B={B1，B2，B3……，Bn}，将样本数据集合B进行线性参数分类，导出分类数据集合，表示为C，则C={C1，C2，C3……，Cn}，其中C可以作为测试集合。在此种状态下，原始2025维度的空间数据将被映射到300维度空间数据中，对数据进行IEEE测试，发现真实的导出数据相比于原始数据的维度较高，边缘数据的表示方式更为复杂，以此，可认为完成对发电机中性点接地方式与过电压关系的表达。
2.4分析发电机中性点接地方式与过电压关系
为进一步提高分析精度，本文基于有限元，分析发电机中性点接地方式与过电压关系。有限元模型的大小以实际发电机为基础，在1：1比例下，建立发电机有限元模型。通过仿真得到的发电机中性点接地方式与过电压关系与实际相比较，如果差异较大，则对模型进行修正。修改的内容主要包括：网格密度，单元类型，边界条件和模型的联系类型。初始校正模型是通过谐波响应分析来完成的直到固有频率与实际相似。在发电机中性點接地方式与过电压关系分析中，应用于有限元模型的边界条件是由给定的距离速度激发，一般为一个经验值。但在这个模型中。将实验数据导入模型，以铁磁谐振为边界条件进行发电机中性点接地方式与过电压关系分析。本文基于有限元分析，将复杂的发电机中性点接地方式与过电压关系分析问题转换为计算问题。设发电机中性点接地电阻表达式为p，可得公式（3）。
公式（3）中：表示有限元模型中的网格数量;表示发电机中性点接地电流极值。结合上述计算公式，可得出发电机中性点接地方式与过电压关系分析结果。由此可见，发电机中性点接地电阻越高，越容易出现过电压的现象。可以通过降低发电机中性点接地电阻的方式，避免出现过电压的现象，这一点与发电机中性点接地方式选择理念相符。以此，完成发电机中性点接地方式与过电压关系分析。
3实例分析
3.1实验准备
为构建实例分析，实验对象选取型号为OB6500JK柴油发电机，该发电机的具体参数，如表2所示。
结合表2所示，本次实例分析内容为分析发电机中性点接地方式与过电压关系，首先使用本文设计方法，分析发电机中性点接地方式与过电压关系，通过黑盒工具-QAcenter测得分析残差，记为实验组;再使用传统方法，分析发电机中性点接地方式与过电压关系，同样测得分析残差，记为对照组。实验对比指标为对比两种方法的分析残差，分析残差越低证明对发电机中性点接地方式与过电压关系分析精度越高。
3.2实验结果分析与结论
整理实验结果，分析残差对比结果，如表3所示。
通过表3可知：本文设计方法分析残差明显低于对照组。通过实验结果证明，所设计的方法针对发电机中性点接地方式与过电压关系分析精度更高，能够证明本次设计具有现实应用价值，值得被大力推广。
4结束语
本文通过实例分析的方式，证明了设计分析方法在实际应用中的适用性，以此为依据，证明此次优化设计的必要性。因此，有理由相信通过本文设计，能够解决传统发电机中性点接地方式与过电压关系分析中存在的精度低的缺陷。但本文同样存在不足之处，主要表现为未对本次发电机中性点接地方式与过电压关系分析结果的精密度与准确度进行检验，进一步提高发电机中性点接地方式与过电压关系分析结果的可信度。这一点，在未来针对此方面的研究中可以加以补足。与此同时，还需要对发电机中性点接地方式的优化设计提出深入研究，以此为提高发电机的综合运行质量提供建议。
参考文献
[1]何伟，刘云平，罗永刚，等. 水轮发电机中性点接地装置选型分析[J]. 四川电力技术，2019，42（03）：59-63.
[2]刘亚青，朱钊，张丹丹. 巨型水轮发电机组中性点接地装置参数配置研究[J]. 人民长江，2019，50（06）：143-147.
[3]程宏. 瓦斯发电机中性点接地方式选择分析[J]. 中国设备工程，2020，444（08）：225-226.
[4]陈科，郭弘. 低压水轮发电机中性点接线方式的分析[J]. 电子工程学院学报，2020，09（02）：141.
[5]白英民. 关于大型火力发电厂发电机中性点接地方式的思考[J]. 信息周刊，2019，01（44）：1.
[6]王杰，熊立新. 咸宁电网110kV变电站主变中性点过电压保护[J]. 通讯世界，2019，26（04）：198-199.