变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护的构成及工作原理
(2007-01-07 22:41:40)
转载▼
分类：工作
目前大电流接地系统普遍采用分级绝缘的变压器，当变电站有两台及以上的分级绝缘的变压器并列运行时，通常只考虑一部分变压器中性点接地，而另一部分变压器的中性点则经间隙接地运行，以防止故障过程中所产生的过电压破坏变压器的绝缘。为保证接地点数目的稳定，当接地变压器退出运行时，应将经间隙接地的变压器转为接地运行。由此可见并列运行的分级绝缘的变压器同时存在接地和经间隙接地两种运行方式。为此应配置中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护。这两种保护的原理接线如图23所示
中性点直接接地零序电流保护：中性点直接接地零序电流保护一般分为两段，第一段由电流继电器1、时间继电器2、信号继电器3及压板4组成，其定值与出线的接地保护第一段相配合，0.5s切母联断路器。第二段由电流继电器5、时间继电器6、信号继电器7和8压板9和10等元件组成，。定值与出线接地保护的最后一段相配合，以短延时切除母联断路器及主变压器高压侧断路器，长延时切除主变压器三侧断路器。
中性点间隙接地保护：当变电站的母线或线路发生接地短路，若故障元件的保护拒动，则中性点接地变压器的零序电流保护动作将母联断路器断开，如故障点在中性点经间隙接地的变压器所在的系统中，此局部系统变成中性点不接地系统，此时中性点的电位将升至相电压，分级绝缘变压器的绝缘会遭到破坏，中性点间隙接地保护的任务就是在中性点电压升高至危及中性点绝缘之前，可靠地将变压器切除，以保证变压器的绝缘不受破坏。间隙接地保护包括零序电流保护和零序过电压保护，两种保护互为备用。
零序电流保护由电流继电器12、时间继电器13、信号继电器14和压板15组成。一次启动电流通常取100A 左右，时间取0.5s。110kV变压器中性点放电间隙长度根据其绝缘可取115~ 158mm ，击穿电压可取63kV（有效值）。当中性点电压超过击穿电压（还没有达到危及变压器中性点绝缘的电压）时，间隙击穿，中性点有零序电流通过，保护启动后，经0.5s延时切变压器三侧断路器。
零序电压保护由过电压继电器16、时间继电器17、信号继电器18及压板19组成，电压定植按躲过接地故障母线上出现的最高零序电压整定，110kV系统一般取150V；当接地点的选择有困难、接地故障母线3Uo电压较高时，也可整定为180V，动作时间取0.5s。
图23变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护的原理接线图
变压器中性点接地方式分析与探讨 [摘要] 概述目前电网中变压器中性点接地方式,进行分析与探讨,提出看法和发展方向 [关键词] 中性点方式优点缺点发展方向 1.概述 中压电网以35KV、10KV、6KV三个电压电压应用较为普遍，其均为中性点非接地系统，但是随着供电网络的发展，特别是采用电缆线路的用户日益增加，使得系统单相接地电容电流不断增加，导致电网内单相接地故障扩展为事故。我国电气设备设计规范中规定35KV电网如果单相接地电容电流大于10A，3KV —10KV电网如果接地电容电流大于30A，都需要采用中性点经消弧线圈接地方式，而《城市电网规划设计导则》（施行）第59条中规定“35KV、10KV城网，当电缆线路较长、系统电容电流较大时，也可以采用电阻方式”。因对中压电网中性点接地方式，世界各国也有不同的观点及运行经验，就我国而言，对此在理论界、工程界也是讨论的热点问题，在中压电网改造中，其中性点的接地方式问题，现已引起多方面的关注，面临着发展方向的决策问题。 2.中性点不同的接地方式与供电的可靠性 在我国中压电网的供电系统中，大部分为小电流接地系统（即中性点不接地或经消弧线圈或电阻接地系统）。我国采用经消弧线圈接地方式已运行多年，但近几年有部分区域采用中性点经小电阻接地方式，为此对这两种接地方式作以分析，对于中性点不接地系统，因其是一种过度形式，其随着电网的发展最终将发展到上述两种方式。 2.1中性点经小电阻接地方式 世界上以美国为主的部分国家采用中性点经小电阻接地方式原因是美国在历史上过高的估计了弧光接地过电压的危害性而采用此种方式用以泄放线路上的过剩电荷来限制此种过电压。中性点经小电阻接地方式中，一般选择电阻的值较小。在系统单相接地时，控制流过接地点的电流在500A左右，也有的控制在100A左右，通过流过接地点的电流来启动零序保护动作，切除故障线路。其优缺点是： 2.1.1.系统单相接地时，健全相电压不升高或生幅较小，对设备绝缘等级要求较低，其耐压水平可以按相电压来选择。 2.1.2.接地时由于流过故障线路的电流较大零序过流保护有较好的灵敏度可以
变压器中性点间隙保护装置
ISO9001国际质量认证企业 变压器中性点间隙保护装置 使用说明书 保定市伊诺尔电气设备有限公司
ENR-JXB系列变压器中性点间隙保护装置 一、概述 1、ENR-JXB型变压器中性点间隙保护装置专用于110KV、220KV、330KV、500KV电力变压器中性点，以实现变压器中性点接地运行或不接地运行两种不同的运行方式；从而避免由于系统故障，引发变压器中性点电压升高造成对变压器的损害。本产品广泛应用于电力、冶金、石化、建筑、环保等领域。 2、一般来说，棒间隙为极不均匀电场，放电电压不稳定分散性大从而决定了其保护性能差。球间隙为均匀电场放电电压稳定，分散性小保护性能好。球间隙现场调试比较容易，用户可根据自己地区情况现场调试；而棒间隙尖顶特别难对准，所以现场调试难度大。球间隙采用不锈钢球表面镀银、成本高并且固定要求高，所以许多厂家为降低成本而采用棒间隙，但是并没有考虑使用效果。 3、电流互感器选用：采用环氧树脂浇注的干式电流互感器。电流互感器装在不锈钢箱体里，不受环境气候影响，使用寿命长。使保护不会出现误动或拒动且稳定可靠。 二、技术数据 ENR-JXB型变压器中性点间隙保护装置的技术数据如下表： 产品型号变 压 变压器中 性点耐受 隔离开 关 氧化锌避雷器 放 电 电流互 感器
器额定电压 kV 电压间 隙 雷电 全波 和截 波耐 受电 压 kV (峰 值) 1mi n工 频 kV (有 效 值) 额 定 电 流 A 操 动 机 构 额 定 电 压 kV (有 效 值) 持 续 运 行 电 压 kV (有 效 值) 直 流 1mA 参 考 电 压 kV 不 小 于 8/20 μs雷 电冲 击电 流残 压 kV （峰 值) 工 频 放 电 电 压 kV ± 10% (有 效 值) 型 式 变 比 ENR-JXB-110 11 250 95 40 CS8 -5 （ 手 动） 或 CJ6 （ 72 58 103 186 83 环氧树 脂浇注 全封闭 支柱式 10kV 100/5 200/5 300/5 ENR-JXB-220 22 320 200 60 144 116 205 320 166
二、变电所多台变压器的零序电流保护
每台变压器都装有同样的零序电流保护，它是由电流元件和电压元件两部分组成。正常时零序电流及零序电压很小，零序电流继电器及零序电压继电器皆不动作，不会发出跳闸脉冲。发生接地故障时，出现零序电流及零序电压，当它们大于起动值后，零序电流继电器及零序电压继电器皆动作。电流继电器起动后，常开触点闭合，起动时间继电器KT1。时间继电器的瞬动触点闭合，给小母线A接通正电源，将正电源送至中性点不接地变压器的零序电流保护。不接地的变压器零序电流保护的零序电流继电器不会动作，常闭触点闭合。小母线A的正电源经零序电压继电器的常开触点、零序电流继电器的常闭触点起动有较短延时的时间继电器KT2经较短时限首先切除中性点不接地的变压器。若接地故障消失，零序电流消失，则接地变压器的零序电流保护的零序电流继电器返回，保护复归。。若接地故障没有消失，接地点在接地变压器处，零序电流继电器不返回，时间继电器KT1一直在起动状态，经过较长的延时KT1跳开中性点接地的变压器。 零序电流保护的整定计算： 动作电流： (1)与被保护侧母线引出线零序电流第三段保护在灵敏度上相配合，所以 (2)与中性点不接地变压器零序电压元件在灵敏度上相配合，以保证零序电压元件的灵敏度高于零序电流元件的灵敏度。 设零序电压元件的动作电压为U dz.0，则 U dz.0=3I0X0.T 零序电流元件的动作电流为 动作电压整定：按躲开正常运行时的最大不平衡零序电压进行整定。根据经验，零序电压继电器的动作电压一般为5V。当电压互感器的变比为nTV时，电压继电器的一次动作电压为 U dz.0=5n TV 变压器零序电流保护作为后备保护，其动作时限应比线路零序电流保护第三段动作时限长一个时限阶段。即 灵敏度校验：按保证远后备灵敏度满足要求进行校验 返回 第二节微机保护的硬件框图简介 微机保护硬件示意框图如下图所示。
在电力系统故障中，非对称三相故障可以分解出正序分量、负序分量和零序分量，而变压器线圈中性点接地通道就是零序电流途径通道，零序保护装置是根据零序电压和零序电流大小有选择地切除故障变压器。 110kV、220kV是供电网络的主要电压等级，由于电压很高,中性点一般采用直接接地方式，由于继电保护整定配置及防止通讯干扰等方面的要求，为了限制单相短路电流，其中有部分变压器采用中性点不接地方式。【限制单相短路电流的目的： 1、使单相短路电流不大于三相短路电流，因选择设备均按三相短路电流来校验的，以防损坏。 2、控制单相短路电流的数值和在系统中的分布，满足零序保护的需要。 3、减少不对称的单相短路电流对通信系统的干扰。】 而为了防止中性点不接地，变压器中性点电压在故障时升高伤害变压器绝缘，所以不直接接地的变压器中性点采用间隙保护。当中性点电压升高时，空气间隙被击穿引燃电弧，将中性点接地。当电压降低后，电弧熄灭，中性点又不接地了。 如果在这个间隙保护回路上加一个电流互感器，在保护动作时，电流流过发出信号，如果其他保护没有正确动作，电流一直持续，经过一定延时，也能动作跳开开关。110KV、220KV、330KV、500KV电力变压器中性点必须安装间隙接地保护装置，从而实现变压器中性点接地运行或不接地运行2种不同的运行方式。 接地间隙的选择决定保护装置的稳定性。实际工程中的间隙有2种，分别为棒间隙与球间隙。一般来说，棒间隙为极不均匀电场，放电电压不稳定，分散性大，从而决定了其保护性能差。球间隙为均匀电场，放电电压稳定，分散性小，保护性能好。基于此，变压器中性点间隙接地保护装置主要采用球形放电间隙方式，比惯用的棒形放电间隙放电电压准确率高、分散性小、特性稳
第三节 变压器接地短路后备保护 1.概述 变压器高压(110KV 及以上)侧单相接地短路应装设后备保护，作为变压器高压绕组和相 邻元件接地故障主保护的后备。 220KV 及以上的大型变压器，高压绕组均为分级绝缘，其中性点绝缘水平有两种类型： 一类绝缘水平很低，例如500KV 系统的中性点绝缘水平为38KV 的变压器，中性点必须直 接接地运行；另一类绝缘水平较高，例如220KV 变压器的中性点绝缘水平为110KV ，其中 性点可直接接地，也可在系统中不失去接地点的情况下不接地运行。当系统发生接地短路时， 变压器中性点就将承受中性点对地电压。为了限制系统接地故障的短路容量和零序电流水 平，也为了接地保护本身的需要，有必要将220KV 变压器的部分中性点不接地运行。 1.1 中性点直接接地的变压器 接地短路的后备保护毫无例外地采用零序过电流保护，对高中压侧中性点均直接接地 的自耦变和三绕组变压器，当有选择性要求时，应增设零序方向元件。 1.2 中性点可能接地也可能不接地的变压器 1.2.1 分级绝缘变压器 对于220KV 系统的变压器，它们的中性点仅部分直接接地，另一部分变压器中性点不 接地运行。对这类变压器的接地后备保护，动作后应首先跳开有关的不接地变压器，然后再 跳开直接接地的变压器，目的是防止中性点不接地系统发生接地短路时，故障点的间歇性弧 光过电压可能危及电气设备的安全。即使采取了上述保护方式，任不能认为变压器没有间歇 性弧光过电压问题。要解决这一问题，往往很麻烦和很困难。 对于部分中性点直接接地的系统，接地故障后备保护首先跳开中性点不接地的变压器 有可能造成全厂(站)所有变压器全部被切，后果严重。 1.2.2 全绝缘变压器 这种变压器在中性点直接接地时用零序过流保护，在中性点不接地时用零序过电压保 护。后者动作电压按中性点部分接地电网中发生单相接地故障时保护安装处可能出现的最大 零序电压整定。所以它只在有关的中性点接地变压器已切断后才可能动作。它的动作时间一 般可取0.5s 短时限，为的是避越接地故障暂态过程的影响。 1.2.3 中性点装设放电间隙及相应保护 这种变压器的中性点直接接地运行，也可能不接地运行。在中性点不接地运行时，中 性点放电间隙起过电压保护保护作用，例如220KV 变压器，中性点绝缘为110KV 等级，当 中性点对地电压超过110KV 时，放电间隙击穿，形成零序电流通路，利用接在放电间隙回 路的零序过流保护，切除改变压器。 当电力系统中发生故障后，断路器有非全相跳、合闸的情况。设系统Ⅰ中性点接地运 行；系统Ⅱ的中性点不接地运行，并与地之间有一台避雷器FJ －110J 。如连接系统Ⅰ和Ⅱ的 断路器之断开两相，而第三相仍连接在一起，那么，系统Ⅰ和Ⅱ将失步。当其电压向量转到 图1所示的位置时，在变压器Ⅱ中性点与地之间的电压，将为ph U 2，其中ph U 为最高运行 相电压。若ph U ＝3242KV ，则ph U 2＝279KV ，大于FJ －110J 的工频放电电压224～ 268KV ，因而避雷器将放电，并导致爆炸事故。同时ph U 2也超过了中性点1min 工频耐压 200KV 。 对于上述故障，零序过电压保护往往不能起到保护作用。为此，在变压器中性点装设 放电间隙作为过电压保护，并要求当出现危及变压器中性点绝缘的冲击电压或工频过电压
变压器中性点接地刀闸的操作 变压器中性点接地刀闸的切换，是变压器操作中的重要内容之一。在电网实际操作中，应注意以下事项： 1．对变压器进行操作前，一般应先推上变压器中性点接地刀闸，操作完毕后，再将变压器中性点刀闸置于系统要求的位置，以防止操作过电压危及设备安全。 2．在三圈变压器高压侧停电，中、低压侧运行的方式下，应推上高压侧中性点接地刀闸。 因为在这种方式下，虽然变压器高压侧开关在断开位置，但其高压绕组仍处于运行状态，为 保证该方式下变压器高压侧发生故障时，零序电流等保护能够正确动作，故应推上变压器中 性点接地刀闸。 3．变压器停电检修时，应拉开其中性点接地刀闸。不论是中性点直接接地还是中性点不接地系统，正常运行中其中性点都存在一定的位移电压，该中性点位移电压在系统发生单相 接地等故障时会增大。如果在停电检修时不将检修设备中性点与运用中设备的中性点断开， 就有可能使这些电压通过中性点传递到检修设备上去，危及人身和设备的安全。因此，拉开 被检修设备的中性点地刀，应作为现场保证安全的技术措施之一予以落实。
4．同一厂站多台变压器间中性点接地刀闸的切换，为保证电网不失去应有的接地点，应采用先合后拉的操作方式，即先合上备用接地点刀闸，再拉开工作接地点刀闸。 5．自耦变压器和绝缘有特殊要求的变压器中性点，应采取直接接地方式，不宜切换。由于自耦变压器的特殊结构，其一、二次绕组之间不仅存在磁的联系，而且还有电的联系，为避免高压侧网络发生单相接地故障时，在低压绕组上出现超过其绝缘水平的过电压，其中性点必须直接接地。对于绝缘有特殊要求的变压器，为防止过电压危及设备安全，其中性点也宜直接接地。 6．对变压器中性点接地刀闸的操作，必须同步进行零序保护的切换。在一、二次切换操作过程中，操作人员必须根据现场变压器零序保护的配置和实际接线，合理安排一、二次操作步骤，严防不合理的操作顺序引发操作事故。 7．变压器中性点接地运行方式的变更，应根据系统总体要求，按照保持网络零序阻抗基本不变的原则，由调度下令进行
DT-BZJ变压器中性点间隙接地保护装置 说明书 唐山东唐电器设备有限公司 目录 一、产品用途 (1) 二、引用标准 (1) 三、使用环境条件 (1) 四、型号含义 (2) 五、国家有关规定 (2) 六、技术数据 (4) 七、外形与地基安装图 (4) 八、外形及安装尺寸 (5)
九、运输及储存 (7) 十、安装要求 (7) 十一、产品验收 (7)
一、产品用途 中性点的运行方式不同，其技术特性和工作条件也不同，因而对运行的可靠性、设备绝缘及其保护措施的影响和要求也不一样。 DT-BZJ型变压器中性点间隙接地保护装置专用于110KV、220KV、330KV、500KV 电力变压器中性点，以实现中性点接地或不接地两种不同的运行方式而设计的，从而避免变压器中性点因受雷电冲击和故障引起电压升高、对变压器绝缘造成损害。此产品可以广泛应用于电力、冶金、化工、煤炭行业。 二、引用标准 GB156-93 标准电压 GB/T 1985—89 交流高压隔离开关和接地开关 DL/T486 交流高压隔离开关和接地开关订货技术条件 DL/T593 高压开关设备的共用订货技术导则 DL/T615 交流高压断路器参数选用导则 DL/T620 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 GB/T 311—1997 高压输变电设备的绝缘配合 GB/T 775—1987 绝缘子试验方法 GB/T 5582—1993 高压电力设备外绝缘污秽等级 GB/T 7354—1987 局部放电测量 GB11032—2000 交流无间隙金属氧化物避雷器 GB/T 11604—1989高压电器设备天线电干扰测量方法 GB/T 16927—1997高电压试验技术 GB191-1990 包装储运图示标志 GB/T 2900-1989 电工名词术语避雷器 DL/T 620-1997 交流电气装置的过电压保护及绝缘配合 国电发[2000]589号防止电力生产重大事故的二十五项重点要求 三、使用环境条件 1．安装地点：户外。 2．产品结构：组合式柱上设备 3. 周围空气温度： 最高温度：+55℃ 最低温度：-40℃
接地变压器的保护 一．电流速断保护： 作为电源侧绕组和电流侧套管及引出线路故障的主要保护。 电源侧为中性点直接接地系统时，保护采用完全星形接线方式，电源侧为中性点不接地或经消弧线圈接地时，则采用两相不完全星形接线。 A．电流速断保护的起动电流按躲开励磁涌流；同时确保变压器一次侧短路时可以有效跳闸，（也必须确保消弧线圈短路时回路变成直接接地）即 I dz,j=（K jx/ K k）*I dz,max K k:可靠系数，（取1.2－1.3，DL电磁式取1.2，GL感应取1.3） K jx:接线系数，取1(按CT的接线方式，1或√3或2) I dz,max=一次容量/（√3Ue×Uk）（ Uk一般为4%，是一次的Uk） =Pe/（√3Ue×Uk）=Ie/Uk （带所用变时标有的二次短路阻抗不能用） =Ie/（Zo*Ie/Ue）=Ue/Zo （标有零序阻抗） = Ue/（Zt+Zs）（Zt:接地变的每相Xo,Zs系统每相的Xo）注：1。阻抗包括零序阻抗Zt和系统阻抗Zs， Zs=U N2/S 系统阻抗，每相欧姆（当Zs≤0.05Zt时，Zs可以忽略不计） 6、10KV Zs=4％×U N2/S N（U N系统额定电压，S N接地变容量） 35KV Zs=6.5％×U N2/S N Uk：为一次的短路阻抗，不是出厂报告上标的二次的阻抗，一般系统设计要求按4%左右进行设计，实际产品一般做到2-3%。 2．可靠系数还是除（1.2）比较合适，希望保护范围比较大，能包括整个变压器。 3．关于接线系数K jx：（大部分为AC相接CT） 对于两不完全星形接法、三相星形接法为1 两相电流差时：可能为√3（正常运行或三相短路），AB、BC短路为1，AC相 短路为2 B．电流速断保护电流的起动电流还应躲开变压器空载合闸的励磁涌流。 I dz,e=(3-5)I e,b=4×I e,b （I e,b为一次额定电流） C．接地变进线处要有两倍灵敏度： 二．接地变压器的励磁涌流 当接地变压器空载投入、带消弧线圈投入、外部故障切除后电压恢复、系统的过度过程或状态改变时，可能出现数值很大的励磁涌流。励磁涌流最大可达额定电流的6-8倍，同时电流中含有很大的非周期分量和高次谐波分量，其波形几乎全部偏在时间轴的一边。励磁涌流在变压器合闸后开始瞬间衰减很快，对中小型变压器，经过05-1秒后其值已不大于 0.25-0.5Ie（Ie为额定电流）。 三．变压器的过流保护 为了反应变压器外部短路引起的过电流，并作为变压器主保护的后备变压器应装过流保护。过流保护的动作电流应躲开变压器的最大负荷电流。 接地变本身没有负荷，主要考虑本身的额定电流，一般按最大档位的电感电流整定；接地变的过流主要包括：系统接地时、当接地变压器空载投入、带消弧线圈投入
变压器中性点接地方式的选择 变压器中性点接地方式的选择原则: 系统中变压器的中性点是否接地运行原则是：应尽量保持变电所零序阻抗基本不变，以保持系统中零序电流的分布不变，并使零序电流电压保护有足够的灵敏度和变压器不致于产生过电压危险，一般变压器中性点接地有如下原则： （1）电源端的变电所只有一台变压器时，其变压器的中性点应直接接地运行。 （2）变电所有两台及以上变压器时，应只将一台变压器中性点直接接地运行，当该变压器停运时，再将另一台中性点不接地变压器改为中性点直接接地运行。若由于某些原因，变电所正常情况下必须有两台变压器中性点直接接地运行，则当其中一台中性点直接接地变压器停运时，应将第三台变压器改为中性点直接接地的运行。 （3）双母线运行的变电所有三台及以上变压器时，应按两台变压器中性点直接接地的方式运行，并把它们分别接于不同的母线上，当其中一台中性点直接接地变压器停运时，应将另一台中性点不接地变压器改为中性点直接接地运行。 （4）低电压侧无电源的变压器的中性点应不接地运行，以提高保护的灵敏度和简化保护接线。 （5）对于其他由于特殊原因的不满足上述规定者，应按特殊情况临时处理，例如，可采用改变保护定值，停用保护或增加变压器接地运行台数等方法进行处理，以保证保护和系统的正常运行。
系统中各变压器中性点接地情况: 已知条件已给出： （1）网络运行方式 最大运行方式：机组全投 最小运行方式：B厂停1号机组，D厂停2号机组。 （2）各变压器中性点接地情况 发电厂B： 最大运行方式运行时，变压器2号（或3号）中性点接地，未接地的变压器中性点设置接地开关，用于接地倒换。 最小运行方式运行时， 3号变压器中性点直接接地。 发电厂D： 最大运行方式运行时，110KV母线下，变压器1（或2）中性点接地，未接地的变压器中性点设置接地开关，用于接地倒换；35KV母线下，5号变压器中性点不直接接地。 最小运行方式运行时，110KV母线下，变压器1中性点接地，35KV母线下，5号变压器中性点不直接接地。 发电厂C： 由于变压器1、2的低压侧无电源，因此中性点不接地运行。 发电厂E： 由于变压器1、2的低压侧无电源，因此中性点不接地运行。 发电厂F： 由于变压器1、2的低压侧无电源，因此中性点不接地运行。
AL-JXB系列变压器中性点间隙接地保护成套装置一、概述 110kV、220kV、330kV是供电网络的主要电压等级，其中性点一般采用直接接地方式，由于继电保护整定配置及防止通讯干扰等方面的要求，同时为了限制单相短路电流，其中有部分变压器采用中性点不接地方式。在这种运行方式下，由于雷击、单相接地短路故障等会造成中性点过电压，而且变压器大多是分级绝缘，因此过电压对中性点的绝缘造成很大威胁，须对其设置保护装置防止事故发生。 在我国110kV-330kV的电力系统中，变压器中性点保护主要采用避雷器和保护间隙并联运行的方式，也称主变中性点接地组合设备。 AL-JXB变压器中性点间隙接地保护成套装置通过将避雷器和间隙配合使用，利用了间隙放电的放电时延和金属氧化物避雷器无放电时延的特性，实现了高频瞬态过电压（雷击过电压、操作谐波过电压）下，避雷器动作，间隙不动作；工频过电压（单相接地过电压）下，间隙动作，实现快速保护。另外，间隙和避雷器的伏秒曲线应在变压器绝缘伏安特性曲线之下，以实现与变压器的绝缘配合，保护变压器绝缘。 AL-JXB变压器中性点间隙接地保护成套装置严格按照DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、GB311.1-1997《高压输变电设备的绝缘配合》、《防止电力生产重大事故的25项重点要求》辅导教材中有关棒间隙的技术要求等国家及行业标准的有关规定进行设计、制造。适用于110kV、220kV、330kV有效接地系统中不接地变压器的中性点过电压保护。 针对这种需求，我公司研发、生产了AL-JXB系列变压器中性点间隙接地保护成套装置（主变中性点接地组合设备）。装置采用氧化锌避雷器加并联间隙的保护方式，适用于110KV、220KV、330KV、电力变压器的中性点，不仅可以保护变压器中性点绝缘免受雷电过电压和工频暂态过电压的损坏，还可实现变压器中性点接地运行或不接地运行两种不同运行方式的自由切换。AL-JXB系列变压器中性点间隙接地保护成套装置（主变中性点接地组合设备）被广泛应用于热电、水电及风力发电等电厂、电站，国家电网公司各大变电所、变电站，及煤炭矿业、钢铁冶金、石油化工等大型工矿企业。
筑龙网W W W .Z H U L O N G .C O M 变压器中性点接地方式分析与探讨 周志敏 1.概 述 中压电网以35KV、10KV、6KV 三个电压电压应用较为普遍，其均为中性点非接地系统，但是随着供电网络的发展，特别是采用电缆线路的用户日益增加，使得系统单相接地电容电流不断增加，导致电网内单相接地故障扩展为事故。我国电气设备设计规范中规定35KV 电网如果单相接地电容电流大于10A，3KV—10KV 电网如果接地电容电流大于30A，都需要采用中性点经消弧线圈接地方式，而《城市电网规划设计导则》（施行）第59条中规定“35KV、10KV 城网，当电缆线路较长、系统电容电流较大时，也可以采用电阻方式”。因对中压电网中性点接地方式，世界各国也有不同的观点及运行经验，就我国而言，对此在理论界、工程界 也是讨论的热点问题，在中压电网改造中，其中性点的接地方式问题，现已引起多方面的关注，面临着发展方向的决策问题。 2.中性点不同的接地方式与供电的可靠性 在我国中压电网的供电系统中，大部分为小电流接地系统（即中性点不接地或经消弧线圈或电阻接地系统）。我国采用经消弧线圈接地方式已运行多年，但近几年有部分区域采用中性点经小电阻接地方式，为此对这两种接地方式作以分析，对于中性点不接地系统，因其是一种过度形式，其随着电网的发展最终将发展到上述两种方式。 2.1中性点经小电阻接地方式 世界上以美国为主的部分国家采用中性点经小电阻接地方式 原因是美国在历史上过高的估计了弧光接地过电压的危害性 而采用此种方式用以泄放线路 上的过剩电荷来限制此种过电压。中性点经小电阻接地方式中，一般选择电阻的值较小。在系统单相接地时，控制流过接地点的电流在500A 左右，也有的控制在100A 左右，通过流过接地点的电流来启动零序保护动作，切除故障线路。其优缺点是： 2.1.1.系统单相接地时，健全相电压不升高或生幅较小，对设备绝缘等级要求较低，其耐压水平可以按相电压来选择。 2.1.2.接地时由于流过故障线路的电流较大零序过流保护有较好的灵敏度
、间隙过流和零序过压，是保护设备本身引出线上的接地短路故障的，一般是作为变压器高压侧110--220千伏系统接地故障的后备保护．零序电流保护，是变压器中性点接地运行时的零序保护；而零序电压保护是变压器中性点不接地运行时的零序保护；间隙过流则是用于变压器中性点经放电间隙接地的运行方式中． 零序过流保护，一次启动电流很小，一般在100安左右，时间约 0．2秒．零序过压保 护，按经验整定为二倍额定相电压115，为躲过单相接地的暂态过压，时间通常整定为0．1-- 0．2秒．变压器220KV侧中性点放电间隙的长度，一般为325毫米，击穿电压的有效值为 127．3千伏，当中性点的电压超过击穿电压时，间隙被击穿，零序电流通过中性点，保护时间整定为 0．2秒．在发生单相接地故障时，接在电流互感器上的单相接地电流继电器和零序电压继电器动作，启动时间继电器，时间继电器以整定的时限，通过信号继电器，发出信号和断开接地变压器各侧断路器 110kV线路接地故障时,电源侧为直接接地系统,对侧主变中性点不接地,此时,主变中性点会产生多高电压,主变间隙零序与对侧线路保护如何配合?望高人指点!!! 主变间隙零序与对侧线路保护不需配合，因不是同一系统。主变间隙零序电压一般整定180V, 0.5S. 主变间隙零序电压一般整定110KV系统150V, 0.5S.220KV系统180V,
0.5S. 中性点不接地的主变单相接地中性点理论上产生100V零序电压 中性点直接接地的主变单相接地中性点理论上产生300V零序电压 主变中性点电压在主变非接地时为300V左右，接地时为173左右，反映中性点非直接接地的间隙零序电压所以设定为180V，考虑到雷击过电压、操作过电压等情况，设定时间为 0.5S。 最近我也研究了变压器的间隙保护： 1.从零序序网图可以分析，尽管你提到的变压器中性点不接地，但它仍然处在一个接地系统中（其上级变压器110kV侧接地），所以当线路系统发生基地故障时，本变压器零序电压（PT开口三角电压）是100V。为了防止系统感应过电压、雷击过电压等的误动作，所以整定为150V（对于220kV变压器为 180V）； 2.对于时间定值，我建议你与上一级线路的接地距离II段、零序过流II段等伸入变压器的线路保护段配合，这样可以防止当由于雷击等原因造成线路保护与间隙保护同时动作，即使线路重合成功，由于变压器间隙保护动作将变压器切除，重合闸已经没有意义了。 3.希望小兄弟咱能一起探讨，期待你的信息。 [16楼][继保工人累]于2010-9-22 16:17:07对文章回复如下： 不接地变中性点零序电压一次值应为接地点零序电压，约为110kV // 方向阻抗继电器的最大动作阻抗(幅值)的阻抗角，称为它的最大灵敏角φs 被保护线路发生相间短路时，短路电流与继电器安装处电压间的夹角等于线路的阻抗角ΦL，线路短路时，方向阻抗继电器测量阻抗的阻抗角φm，等于线路
变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护的构成及工作原理 (2007-01-07 22:41:40) 转载▼ 分类：工作 目前大电流接地系统普遍采用分级绝缘的变压器，当变电站有两台及以上的分级绝缘的变压器并列运行时，通常只考虑一部分变压器中性点接地，而另一部分变压器的中性点则经间隙接地运行，以防止故障过程中所产生的过电压破坏变压器的绝缘。为保证接地点数目的稳定，当接地变压器退出运行时，应将经间隙接地的变压器转为接地运行。由此可见并列运行的分级绝缘的变压器同时存在接地和经间隙接地两种运行方式。为此应配置中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护。这两种保护的原理接线如图23所示 中性点直接接地零序电流保护：中性点直接接地零序电流保护一般分为两段，第一段由电流继电器1、时间继电器2、信号继电器3及压板4组成，其定值与出线的接地保护第一段相配合，0.5s切母联断路器。第二段由电流继电器5、时间继电器6、信号继电器7和8压板9和10等元件组成，。定值与出线接地保护的最后一段相配合，以短延时切除母联断路器及主变压器高压侧断路器，长延时切除主变压器三侧断路器。 中性点间隙接地保护：当变电站的母线或线路发生接地短路，若故障元件的保护拒动，则中性点接地变压器的零序电流保护动作将母联断路器断开，如故障点在中性点经间隙接地的变压器所在的系统中，此局部系统变成中性点不接地系统，此时中性点的电位将升至相电压，分级绝缘变压器的绝缘会遭到破坏，中性点间隙接地保护的任务就是在中性点电压升高至危及中性点绝缘之前，可靠地将变压器切除，以保证变压器的绝缘不受破坏。间隙接地保护包括零序电流保护和零序过电压保护，两种保护互为备用。 零序电流保护由电流继电器12、时间继电器13、信号继电器14和压板15组成。一次启动电流通常取100A 左右，时间取0.5s。110kV变压器中性点放电间隙长度根据其绝缘可取115~ 158mm ，击穿电压可取63kV（有效值）。当中性点电压超过击穿电压（还没有达到危及变压器中性点绝缘的电压）时，间隙击穿，中性点有零序电流通过，保护启动后，经0.5s延时切变压器三侧断路器。 零序电压保护由过电压继电器16、时间继电器17、信号继电器18及压板19组成，电压定植按躲过接地故障母线上出现的最高零序电压整定，110kV系统一般取150V；当接地点的选择有困难、接地故障母线3Uo电压较高时，也可整定为180V，动作时间取0.5s。
主变中性点放电间隙的知识 1.放电间隙，主要是为保护避雷器的．当雷击电压超过避雷器所能保护的值时，为防止避雷器被击穿损坏，装设放电间隙．当有很高的雷击电压时，间隙被击穿放电，从而保护了避雷器．至于之间如何配合，要依避雷器的防雷电压而定． 2.防止接地变跳闸后，高压侧故障中性点出现危险过电压 及以上系统中性点的间隙保护主要是：为了防止过电压！因为在这种电压等级的设备由于绝缘投资的问题所以都采用分级绝缘，在靠近中性点的地方绝缘等级比较低。如果发生过电压的话会造成设备损坏，间隙保护可以起到作用，但是又由于中性点接地的选择问题一个系统不要有太多的中性点接地，所以有的变压器的中性点接地刀闸没有合上（保护的配置原因）。在这时候如果由于变压器本身发生过电压的话就会由间隙保护实现对变压器的保护，原理就是电压击穿，在一定电压下他的间隙就会击穿，把电压引向大地。间隙保护可以起到变压器绕组绝缘的作用，当系统出现过电压（大气过电压、操作过电压、谐振过电压、雷击过电压等）时，间隙被击穿时由零序保护动作、间隙未被击穿时有过电压保护动作切除变压器。 4.满足保护的灵敏度要求. 5.防止合闸不同期等情况造成的过电压，损害绝缘. 6.所谓保护间隙，是由两个金属电极构成的一种简单的防雷保护装置。其中一个电极固定在绝缘子上，与带电导线相接，另一个电极通过辅助间隙与接地装置相接，两个电极之间保持规定的间隙距离。 在正常情况下，保护间隙对地是绝缘的，并且绝缘强度低于所保护线路的绝缘水平，因此，当线路遭到雷击时，保护间隙首先因过电压而被击穿，将大量雷电流泄入大地，使过电压大幅度下降，从而起到保护线路和电气设备的作用。 补充： 1、在大电流接地系统中，为满足零序网络的需要，一般接入同一系统的多台主变只有一台的中性点是直接接地的，也就是说，主变的中性点接地刀闸合上或者断开是两种不同的运行方式。
接地距离保护须与零序电流保护共同配合才能构成完整的接地保护 一、在大短路电流接地系统中发生接地故障后,就有零序电流、零序电压和零序功率出现,利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护。三相星形接线的过电流保护虽然也能保护接地短路,但其灵敏度较低,保护时限较长。采用零序保护就可克服此不足,这是因为:正常运行和发生相间短路时,不会出现零序电流和零序电压,因此零序保护的动作电流可以整定得较小,这有利于提高其灵敏度;Y/△接线降压变压器,△侧以后的故障不会在Y侧反映出零序电流,所以零序保护的动作时限可以不必与该种变压器以后的线路保护相配合而取较短的动作时限。1.当电流回路断线时,可能造成保护误动作。这是一般较灵敏的保护的共同弱点,需要在运行中注意防止。就断线机率而言,它比距离保护电压回路断线的机率要小得多。如果确有必要,还可以利用相邻电流互感器零序电流闭锁的方法防止这种误动作2.当电力系统出现不对称运行时,也要出现零序电流,例如变压器三相参数不同所引起的不对称运行,单相重合闸过程中的两相运行,三相重合闸和手动合闸时的三相断路器不同期,母线倒闸操作时断路器与隔离开关并联过程或断路器正常环并运行情况下,由于隔离开关或断路器接触电阻三相不一致而出现零序环流,以及空投变压器时产生的不平衡励磁涌流,特别是在空投变压器所在母线有中性点接地变压器在运行中的情况下,可能出现较长时间的不平衡励磁涌流和直流分量等等,都可能使零序电流保护启动.另外，零序保护一般分为三段或四段。零序保护的II 段是与保护安装处相邻线路零序保护的I 段相配合整定的，它不仅能保护本线路的全长，而且可以延伸至相邻线路 二、距离保护是反映短路点至保护安装处距离长度的，动作时限是随短路点距离而变的阶段特性，当短路电流大于精工电流时，保护范围与通过保护的电流大小无关。距离保护测量的是阻抗值。距离保护一段不受系统运行方式变化影响。其余各段受运行方式变化影响也较小，躲开负荷电流的能力较大，因而它对运行方式的适应能力较强。当电流电压保护不能满足要求时，可采用距离保护，通常距离保护都是成套使用的，其中一、二段担任主保护段，三段担任后备保护段。也有四段式的保护或二段式的保护。其实零序保护和距离保护只能从定义上区分，零序保护的灵敏度高一些。假如相间短路零序保护就不会动作，这时距离保护会动作，但是在三相电流不平衡时距离保护就不会动作，零序保护动作，只能说零序保护和距离保护互相配合，使线路保护更完善。也就是说零序保护和距离保护的动作方式不一样，零序保护动作于电流(零序方向保护、和零序功率保护需要与零序电压相配合），距离保护动作与线路的阻抗大小，与电压和电流共同影响阻抗的大小，也就是说电流大但是阻抗只不一定小，距离保护和安装保护的距离有关。零序保护只反映电流的大小。 三、接地距离和相间距离是距离保护的两种分类，前者保护的是接地短路，后者保护的是相间短路。两者的区别在于故障环的选取不同，也就是测量阻抗的计算方法（计算表达式）上不同。 两者的区别主要在于采用的电气量不同，接地距离保护是利用短路电压和电流的比值，即测量阻抗的变化来区分系统的故障与正常运行状态。而零序保护利用的是接地故障时产生的零序电流分量。这是两者在原理上的最主要区别。但是，两者从保护的配合上来看，都是属于阶段式的保护，即都需要各保护区的上下级配合。再一点，从保护的性能来分析。应该说，在不发生单相接地时，零序电流分量是不会出现的，所以零序电流保护具有较高的灵敏性。但在上下级的配合时，限时零序电流速断保护（零序II段）的灵敏性可能不满足要求，这时可采用接地距离保护。这也就是说接地零序保护的灵敏性高于电流保护（可以看到，距离保护利用了短路时的两个电气量，自然比单一的电流保护要灵敏）。所以保护的配备上，一般距离保护作为了主保护，那么电流保护都是作为后备保护的，即在线路发生故障时，首先
接地变压器的作用 我国电力系统中，的6kV、10kV、35kV电网中一般都采用中性点不接地的运行方式。电网中主变压器配电电压侧一般为三角形接法，没有可供接地电阻的中性点。当中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压三角形仍然保持对称，对用户继续工作影响不大，并且电容电流比较小（小于10A）时，一些瞬时性接地故障能够自行消失，这对提高供电可靠性，减少停电事故是非常有效的。 但是随着电力事业日益的壮大和发展，这中简单的方式已不在满足现在的需求，现在城市电网中电缆电路的增多，电容电流越来越大（超过10A），此时接地电弧不能可靠熄灭，就会产生以下后果； 1），单相接地电弧发生间歇性的熄灭与重燃，会产生弧光接地过电压，其幅值可达4U（U为正常相电压峰值）或者更高，持续时间长，会对电气设备的绝缘造成极大的危害，在绝缘薄弱处形成击穿；造成重大损失。 2），由于持续电弧造成空气的离解，破坏了周围空气的绝缘，容易发生相间短路； 3），产生铁磁谐振过电压，容易烧坏电压互感器并引起避雷器的损坏甚至可能使避雷器爆炸；这些后果将严重威胁电网设备的绝缘，危及电网的安全运行。 为了防止上述事故的发生，为系统提供足够的零序电流和零序电压，使接地保护可靠动作，需人为建立一个中性点，以便在中性点接入接地电阻。为了解决这样的办法.接地变压器（简称接地变）就在这样的情况下产生了。接地变就是人为制造了一个中性点接地电阻，它的接地电阻一般很小（一般要求小于5欧）。 另外接地变有电磁特性，对正序、负序电流呈高阻抗，绕组中只流过很小的励磁电流。由于每个铁心柱上两段绕组绕向相反，同心柱上两绕组流过相等的零序电流呈现低阻抗，零序电流在绕组上的压降很小。也既当系统发生接地故障时，在绕组中将流过正序、负序和零序电流。 该绕组对正序和负序电流呈现高阻抗，而对零序电流来说，由于在同一相的两绕组反极性串联，其感应电动势大小相等，方向相反，正好相互抵消，因此呈低阻抗。接地变的工作状态，由于很多接地变只提供中性点接地小电阻，而不需带负载。所以很多接地变就是属于无二次的。接地变在电网正常运行时，接地变相当于空载状态。但是，当电网发生故障时，只在短时间内通过故障电流，中性点经小电阻接地电网发生单相接地故障时，高灵敏度的零序保护判断并短时切除故障线路，接地变只在接地故障至故障线路零序保护动作切除故障线路这段时间内起作用，其中性点接地电阻和接地变才会通过IR= （U为系统相电压，R1为中性点接地电阻，R2为接地故障回路附加电阻）的零序电路。根据上述分析，接地变的运行特点是；长时空载，短时过载。 总之，接地变是人为的制造一个中性点，用来连接接地电阻。当系统发生接地故障时，对正序负序电流呈高阻抗，对零序电流呈低阻抗性使接地保护可靠动作。 变电站内现在一般采用的接地变压器有两个用途，1.供给变电站使用的低压交流电源，2.在10kV侧形成人为的中性点，同消弧线圈相结合，用于10kV发生接地时补偿接地电容电流，消除接地点电弧，其原理如下： - 1 -
HT-ZJB变压器中性点间隙接地保护装置
HT-ZJB变压器中性点间隙接地保护装置 说明书 保定市惠通电气有限公司
目录 一、产品用途 (1) 二、引用标准 (1) 三、使用环境条件 (1) 四、型号含义 (2) 五、国家有关规定 (2) 六、技术数据 (4) 七、外形与地基安装图 (4) 八、外形及安装尺寸 (5) 九、运输及储存 (7) 十、安装要求 (7) 十一、产品验收 (7)
一、产品用途 中性点的运行方式不同，其技术特性和工作条件也不同，因而对运行的可靠性、设备绝缘及其保护措施的影响和要求也不一样。 HT-ZJB型变压器中性点间隙接地保护装置专用于110KV、220KV、330KV、500KV 电力变压器中性点，以实现中性点接地或不接地两种不同的运行方式而设计的，从而避免变压器中性点因受雷电冲击和故障引起电压升高、对变压器绝缘造成损害。此产品可以广泛应用于电力、冶金、化工、煤炭行业。 二、引用标准 GB156-93 标准电压 GB/T 1985—89 交流高压隔离开关和接地开关 DL/T486 交流高压隔离开关和接地开关订货技术条件 DL/T593 高压开关设备的共用订货技术导则 DL/T615 交流高压断路器参数选用导则 DL/T620 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 GB/T 311—1997 高压输变电设备的绝缘配合 GB/T 775—1987 绝缘子试验方法 GB/T 5582—1993 高压电力设备外绝缘污秽等级 GB/T 7354—1987 局部放电测量 GB11032—2000 交流无间隙金属氧化物避雷器 GB/T 11604—1989高压电器设备天线电干扰测量方法 GB/T 16927—1997高电压试验技术 GB191-1990 包装储运图示标志 GB/T 2900-1989 电工名词术语避雷器 DL/T 620-1997 交流电气装置的过电压保护及绝缘配合 国电发[2000]589号防止电力生产重大事故的二十五项重点要求 三、使用环境条件 1．安装地点：户外。 2．产品结构：组合式柱上设备 3. 周围空气温度： 最高温度：+55℃
接地变压器简称接地变，根据填充介质，接地变可分为油式和干式；根据相数，接地变可分为三相接地变和单相接地变。 三相接地变：接地变压器的作用是在系统为△型接线或Y型接线中性点无法引出时，引出中性点用于加接消弧线圈或电阻，此类变压器采用Z型接线（或称曲折型接线），与普通变压器的区别是，每相线圈分成两组分别反向绕在该相磁柱上，这样连接的好处是零序磁通可沿磁柱流通，而普通变压器的零序磁通是沿着漏磁磁路流通，所以Z型接地变压器的零序阻抗很小（10Ω左右），而普通变压器要大得多。按规程规定，用普通变压器带消弧线圈时，其容量不得超过变压器容量的20%。Z型变压器则可带90% ～100%容量的消弧线圈，接地变除可带消弧圈外，也可带二次负载，可代替所用变，从而节省投资费用。 单相接地变：单相接地变主要用于有中性点的发电机、变压器的中性点接地电阻柜，以降低电阻柜的造价和体积。 扩展阅读：我国电力系统中，的6kV、10kV、35kV电网中一般都采用中性点不接地的运行方式。电网中主变压器配电电压侧一般为三角形接法，没有可供接地电阻的中性点。当中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压三角形仍然保持对称，对用户继续工作影响不大，并且电容电流比较小（小于10A）时，一些瞬时性接地故障能够自行消失，这对提高供电可靠性，减少停电事故是非常有效的。但是随着电力事业日益的壮大和发展，这中简单的方式已不在满足现在的需求，现在城市电网中电缆电路的增多，电容电流越来越大（超过10A），此时接地电弧不能可靠熄灭，就会产生以下后果。 1）单相接地电弧发生间歇性的熄灭与重燃，会产生弧光接地过电压，其幅值可达4U（U为正常相电压峰值）或者更高，持续时间长，会对电气设备的绝缘造成极大的危害，在绝缘薄弱处形成击穿；造成重大损失。 2）由于持续电弧造成空气的离解，破坏了周围空气的绝缘，容易发生相间短路。3）产生铁磁谐振过电压，容易烧坏电压互感器并引起避雷器的损坏甚至可能使避雷器爆炸。这些后果将严重威胁电网设备的绝缘，危及电网的安全运行。 为了防止上述事故的发生，为系统提供足够的零序电流和零序电压，使接地保护可靠动作，需人为建立一个中性点，以便在中性点接入接地电阻。接地变压器（简称接地变）就在这样的情况下产生了。接地变就是人为制造了一个中性点接地电阻，它的接地电阻一般很小（一般要求小于5欧）。另外接地变有电磁特性，对正序负序电流呈高阻抗，绕组中只流过很小的励磁电流。由于每个铁心柱上两段绕组绕向相反，同心柱上两绕组流过相等的零序电流呈现低阻抗，零序电流在绕组上的压降很小。即当系统发生接地故障时，在绕组中将流过正序、负序和零序电流，该绕组对正序和负序电流呈现高阻抗，而对零序电流来说，由于在同一相的两绕组反极性串联，其感应电动势大小相等，方向相反，正好相互抵消，因此呈低阻抗。由于很多接地变只提供中性点接地小电阻，而不需带负载，所以很多接地变就是属于无二次的。接地变在电网正常运行时，接地变相当于空载状态。但是，当电网发生故障时，只在短时间内通过故障电流。中性点经小电阻接地电网发生单相接地故障时，高灵敏度的零序保护判断并短时切除故障线路，接地变只在接地故障至故障线路零序保护动作切除故障线路这段时间内起作用，中性点接地电阻和接地变才会通过零序电流。 根据上述分析，接地变的运行特点是；长时空载，短时过载。 接地变是人为的制造一个中性点，用来连接接地电阻。当系统发生接地故障时，对正序负序电流呈高阻抗，对零序电流呈低阻抗性使接地保护可靠动作。