文摘：對110千伏分級絕緣干式變壓器中性點保護間隙的配置進行了分析，認(rèn)為在低壓側(cè)無就地電源干預(yù)的110千伏變電站中，主變壓器的中性點不應(yīng)設(shè)置條形間隙。根據(jù)零序電抗與正序電抗的實際比值，對不同類型的中性點避雷器進行了校核。關(guān)鍵詞：110千伏分級絕緣干式變壓器中性點保護間隙避雷器信息源：

干式變壓器中性點接地的配置原則是有效接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，系統(tǒng)中性點不允許接地，必須保證其有效性(X0/X1 <3，X0為零序電抗，X1為正序電抗)。由于絕緣等級的要求，不接地分級絕緣干式變壓器的中性點通常與相應(yīng)的避雷器和保護間隙連接，因此中性點保護間隙的配置應(yīng)從繼電保護和過電壓保護兩方面考慮。近年來，珠海電業(yè)局工業(yè)分局多個變電站加大了110 kV分級絕緣干式變壓器中性點棒條間隙，在很多雷區(qū)容易出現(xiàn)誤操作。本文將對此進行分析。

1并聯(lián)間隙誤動作分析安裝并聯(lián)間隙的初衷是為了防止避雷器在內(nèi)部過電壓下爆炸，損壞主變壓器及附近設(shè)備。所以要求間隙的匹配特性：雷電過電壓動作時，避雷器動作，間隙不動作；施加內(nèi)部過電壓時，避雷器不動作，間隙動作。兩者分工明確。間隙應(yīng)滿足動作值和非動作值閾值，220 kV干式變壓器中性點容易，110 kV干式變壓器中性點難。以前只是根據(jù)功率測試單元提供的間隙大小進行組裝，不需要進一步測試。但實驗室提供的數(shù)據(jù)是在處理頻率電壓和雷電波的條件下進行測試的，與實際運行情況有較大差異。在多雷區(qū)，變電站附近線路單相接地時，常同時出現(xiàn)大氣過電壓和內(nèi)部過電壓，疊加后傳遞到有間隙的中性點。此時過電壓既不是純工頻過電壓，也不是標(biāo)準(zhǔn)雷電波，實驗室獲得的兩個先立數(shù)據(jù)很難代表所遇到的真實情況。此外，氣隙受氣象閾值、電極形狀以及自身放電電壓的離散性影響，可靠性較差，至少得到廣東省運行經(jīng)驗的證實。這里還需要強調(diào)的是，過去一些干式變壓器的中性點是加了間隙的，不需要安裝棒形間隙，誤認(rèn)為加間隙總是有利的，繼電保護配置也不會斷電。據(jù)統(tǒng)計，1994-1997年雷電期間，珠海110 kV線路單相接地時，間隙動作11次，誤操作率100%。然而，間隙沒有安全安裝。信息來自：輸配電設(shè)備網(wǎng)2的中性點間隙和繼電保護。110千伏及以上的電網(wǎng)是一種有效的接地系統(tǒng)。現(xiàn)在的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)通常采用220 kV變電站向110 kV變電站放射狀供電。110千伏接地系統(tǒng)中性點設(shè)在220千伏變電站的220千伏/110千伏降壓干式變壓器上，是零序電抗的主通道和系統(tǒng)有效性(X0)的主導(dǎo)元件，不允許接地。無論站內(nèi)有多少臺干線變壓器，至少有一臺干式變壓器的110 kV中性點應(yīng)接地，X0/X1 <3。DL/T620—1997 《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》第4.1.1條指出：“要避免110 kV和220 kV有效接地系統(tǒng)中局部不接地系統(tǒng)的偶然形成和高工頻過電壓的產(chǎn)生。”在這里，“應(yīng)該避免”是較好道防線。由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備可靠性和技術(shù)水平的提高，多年來沒有系統(tǒng)的土地流失事故報告。珠海電網(wǎng)形成以來，從未出現(xiàn)過整體和部分故障。然而，這并不能保證110千伏系統(tǒng)永遠不會接地。當(dāng)出現(xiàn)以下情況時，仍存在中性點保護間隙：a) 220 kV降壓變電站兩臺以上主變壓器(一般并聯(lián)運行)，根據(jù)較不利情況，當(dāng)110 kV中性點接地主變壓器因內(nèi)部故障跳閘時，一臺中性點接地干式變壓器將繼續(xù)運行，形成失壓接地系統(tǒng)。此時，應(yīng)立即合上另一個無接地操作的110千伏中性點接地刀閘，恢復(fù)系統(tǒng)接地，這是現(xiàn)場操作和調(diào)度程序中防止土地?fù)p失的具體措施。但當(dāng)單相接地在110 kV中性點接地刀閘合上之前(一般認(rèn)為是幾分鐘)(幾率極小)相繼發(fā)生時，另一臺干式變壓器供電的不接地干線變壓器110 kV中性點保護間隙擊穿，仍相當(dāng)于接地系統(tǒng)。故障線路的主保護仍然會瞬間跳閘，供電端的零序電壓和間隙保護的零序電流仍然會起到后備作用。文獻[1]的2.3.9.2條規(guī)定：“當(dāng)中性點是eq #p#分頁標(biāo)題#e#

b)通過110 kV干式變壓器低壓側(cè)與主網(wǎng)相連的本地電源，在110 kV側(cè)因故與主網(wǎng)斷開后，會形成本地失地系統(tǒng)。此時干式變壓器已成為供電端升壓干式變壓器，必須合上中性點接地刀閘。程序同上。同時，當(dāng)110千伏中性點再次接地時，干式變壓器的中性點保護間隙會擊穿，使先立的110千伏系統(tǒng)的中性點不接地。當(dāng)主保護或開關(guān)拒動時，主變壓器的近后備作出反應(yīng)。文獻[2]4.2.14.2條規(guī)定：“對于中性點直接接地系統(tǒng)的主網(wǎng)終端變電站，如果干式變壓器中性點不直接接地，負(fù)荷側(cè)接區(qū)域電源，干式變壓器還應(yīng)配有零序電壓和間隙零序電流解耦裝置。三重零序電壓一般設(shè)為10 ~ 15 V(額定電壓300 V)，間隙零序電流一次性設(shè)為40 ~ 1000。”通過保護間隙較大限度地保持有效接地系統(tǒng)的運行。3中性點間隙和過流

電壓保護3.1 單相接地時的工頻電壓 單相接地發(fā)生在終端變電所110 kV母線上時，110 kV干式變壓器感受到的零序電壓較高 ，等值零序電抗也較大。有效接地系統(tǒng)以X0／X1小于3為界，并不是說一定等于3，不同地區(qū)電網(wǎng)及每個變電所有著不同的X0／X1值，且差異很大，干式變壓器中性點處的過電壓水平自然也不一樣。表1提供了珠海電力工業(yè)局2000年部分110 kV干式變壓器中性點的過電壓值。通用文章及教科書均按1．15 UN（UN為系統(tǒng)的額定電壓，本計算取UN＝126 kV）和X0/X1＝3取極值，使估算裕度過高，有時會將過電壓值推向避雷器所能承受的電壓的邊緣，嚴(yán)格的電壓管理和先進的電壓調(diào)整手段都不會使電壓達到126 kV。表1按實際電抗值編制,可以看出珠海地區(qū)110 kV干式變壓器中性點的X0／X1值在0．613 5～2．068 2之間，穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)過電壓在17．07～37．00 kV及25．61～56．79 kV之間，遠低于干式變壓器中性點絕緣的工頻耐受電壓。

3.2 斷路器非同期動作引起的過電壓 1999年，原廣東省電力工業(yè)局下發(fā)的有關(guān)文件指出：“110 kV斷路器為三聯(lián)動機構(gòu) ，因操動機構(gòu)故障出現(xiàn)非全相或嚴(yán)重不同期的概率很小，且省內(nèi)尚未發(fā)生過有此危及中性點絕緣的情況”。所以對斷路器非同期動作引起的過電壓不作討論。 注：深坑變電站1號干式變壓器在冬季榨糖乾霧電廠投運時保護間隙投入，非榨糖季節(jié)保護間隙拆除。

4 結(jié)論 1998年，珠海電力工業(yè)局拆除了終端變電所低壓側(cè)無電源的干式變壓器中性點的保護間隙，保留及補裝低壓側(cè)有電源的干式變壓器中性點保護間隙，間隙距離為130～140 mm。經(jīng)過1999～2001年運行驗證，珠海地區(qū)110 kV電網(wǎng)頻發(fā)的保護間隙誤動得到了徹底根治。由于很難遇到系統(tǒng)失地時緊接著再發(fā)生單相接地故障，因此還沒有正確動作的記錄。 信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)

參考文獻

［1］DL 400—1991，繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程［S］．［2］DL／T584—1995，3～10 kV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程［S］． #p#分頁標(biāo)題#e#