彭向阳，钟定珠，李谦，朱根良
（广东省电力试验研究所，广州）
摘要：分析近期四起多台主变压器跳闸故障，指出故障期间主变压器变高中性点并没有出现危险地工频稳态电压升高，中性点间隙在系统暂态电压和雷电波作用下击穿，间隙零序过流保护动作造成在线路重合前主变压器不必要地跳闸是故障地原因.建议突破规程，将间隙零序保护动作时限延长至，配合线路重合闸动作时限，以避免这种故障.并分析了这种措施对主变压器安全运行地影响. 个人收集整理勿做商业用途
关键词：主变压器；中性点间隙保护；故障分析
年以来东莞电网相继发生四起主变压器跳闸故障：
() 年月日沙立线（沙角—立新）相故障导致立新站号主变压器中性点间隙动作主变压器跳闸；个人收集整理勿做商业用途
() 年月日东跃（东莞—跃立）甲、乙线相同时故障导致立新站号主变压器中性点间隙动作主变压器跳闸；个人收集整理勿做商业用途
() 年月日东葵（东莞—葵湖）乙线相故障导致葵湖站号主变压器中性点间隙动作主变压器跳闸；个人收集整理勿做商业用途
() 年月日东跃线、东新线（东莞—立新）相同时故障导致立新站号、号主变压器中性点、跃立站号主变压器中性点间隙动作三台主变压器跳闸. 个人收集整理勿做商业用途
以上主变压器跳闸时，好在有备自投正确动作，均没有造成停电损失.
故障分析
四起故障地特点
上述四起主变压器跳闸故障均为有效接地系统线路雷击单相接地故障引起（故障站母线均并列运行、且一台主变压器中性点接地运行，雷电定位查询线路故障点附近大多有较强雷击发生）. 个人收集整理勿做商业用途
南方电网技术研究年第卷
此外，第一、四起故障系由线路同杆共架段雷击引起，第一、二、四起故障系由单电源供电线路引起（系统、侧没有电源）. 个人收集整理勿做商业用途
四起故障地不同点：故障录波显示，第一、二起主变压器中性点间隙击穿发生在线路单相跳闸地同时，在线路单相重合闸前地系统为有效接地系统单电源非全相运行（两相运行）.第三、四起主变压器中性点间隙击穿发生在线路单相接地故障产生地同时，在线路单相跳闸切除故障前地系统为有效接地系统带单相接地故障运行；第三起变高及变高中性点避雷器均有动作记录，第一、二、四起变高、变高中性点及母线避雷器未有动作记录；第一、二、三起均系变高中性点间隙击穿，第四起有两台主变压器变高中性点间隙击穿、一台主变压器变中中性点间隙击穿. 个人收集整理勿做商业用途
间隙击穿地原因
对于第一、二起故障，有效接地系统单电源非全相（两相）运行时，主变压器变高中性点对地最大工频稳态电压升高为一半相电压即，立新站号主变压器变高中性点间隙距离为，考虑正负倍标准偏移工频放电压区间为[ ，].可见，非全相运行造成地中性点稳态电压升高远不致间隙击穿，由于间隙放电发生在线路单相跳闸瞬间，系统非全相操作（故障线路单相跳闸）产生内部操作过电压才是间隙击穿地原因. 个人收集整理勿做商业用途
事实上，对间隙操作冲放电压(±)－σ核算表明，当非全相操作造成中性点过电压负极性超过约倍、正极性约超过倍中性点稳态电压（峰值）时，中性点间隙就会放电击穿. 个人收集整理勿做商业用途
对于第三、四起故障，线路故障切除前为有效接地系统带单相接地故障运行，主变压器中性点工频电压偏移由系统零序、正序阻抗参数决定，按有效接地系统不大于计算（取），主变变高中性点最大稳态电压为，而四台跳闸主变变高中性点间隙距离分别为、、、，按最小间隙核算，考虑正负倍标准偏移工频放电压区间为[ ，].因此，有效接地系统带单相故障运行引起中性点稳态电压升高也不会导致间隙击穿，而是由于间隙放电发生在线路单相接地故障瞬间，
线路雷击闪络产生地侵入波或系统单相接地瞬间产生地内部暂态过电压造成间隙放电. 个人收集整理勿做商业用途
其中，第三起故障葵湖站号变高及变高中性点避雷器均有动作，外部侵入波导致中性点间隙击穿可能性较大；第四起故障未有避雷器动作记录，系统单相接地暂态过电压导致立新站号、号变高中性点击穿地可能性较大. 个人收集整理勿做商业用途
以间隙距离为例，考虑正负倍标准偏差操作冲放电压区间为正极性[ ，]、负极性[ ，].计算表明，当线路单相接地造成中性点暂态过电压负极性约超过倍、正极性约超过倍中性点最大稳态电压（峰值）时，中性点间隙就会击穿. 个人收集整理勿做商业用途
此外，第四起故障跃立站号变高中性点间隙（）没击穿而变中间隙（）击穿，是由于变高间隙距离较大，变高中性点较高地零序暂态过电压通过高、中压绕组间静电耦合方式传递至变中中性点使其间隙击穿.如果变高间隙不大于，变高间隙可能击穿而变中间隙不会击穿. 个人收集整理勿做商业用途
间隙距离地整定及其动作分析
整定原则
采用分级绝缘地主变压器不接地中性点运行中将受到雷电、操作及工频过电压地作用，现行规程规定地中性点过电压保护方式包括采用避雷器和放电间隙，间隙保护主要防止主变压器中性点绝缘遭受危险地工频过电压及谐振过电压损坏，而采用避雷器不能对此类过电压进行有效保护. 个人收集整理勿做商业用途
规定：有效接地系统可能形成局部不接地系统、低压侧有电源地主变压器不接地中性点应装设间隙；经验算，如断路器操作出现非全相或发生较危险铁磁谐振过电压，主变压器不接地中性点应装设间隙. 个人收集整理勿做商业用途
间隙距离整定地基本原则是，当主变压器中性点出现危险地工频稳态、暂态过电压和铁磁谐振过电压时，间隙应动作，否则间隙不应动作，同时应兼顾主变压器中性点雷电过电压地保护要求.可综合以下方面确定间隙距离：个人收集整理勿做商业用途
() 因接地故障形成局部不接地系统，在工频稳态、暂态过电压下间隙应动作（决定间隙最大距离）；
第期彭向阳等. 主变压器中性点间隙保护问题分析
() 系统以有效接地方式运行发生单相接地故障，在工频稳态、暂态过电压下间隙不应动作（决定间隙最小距离）；个人收集整理勿做商业用途
() 间隙标准雷电波动作电压应低于标准雷电波耐受值.据此，原粤电生[]号文通过核算推荐：主变压器中性点间隙距离取、中性点间隙距离取. 个人收集整理勿做商业用途
间隙击穿造成主变压器跳闸分析
四起故障中放电地变高间隙均满足整定要求（），因间隙放电、过流保护动作引致六台次主变压器误跳.故障时系统均为有效接地系统，主变压器中性点并没有出现危险地工频稳态电压升高，间隙击穿是由于线路雷电侵入波、线路单相接地或单相跳闸瞬间产生较高暂态过电压造成地.事实上，即使满足上述号文整定要求地间隙，仍可能在中性点未出现危险工频过电压或铁磁谐振过电压下击穿，导致过流保护跳开主变压器. 个人收集整理勿做商业用途
() 雷电过电压下间隙可能动作.线路雷击导致主变压器单相或多相进波时，中性点将出现较高地雷电过电压，超过间隙动作电压时，间隙击穿以保护中性点绝缘.对于中性点间隙并联避雷器地保护方式，在雷电波下如避雷器先动作，视避雷器放电电流而定，大小间隙也可能在避雷器残压下击穿. 个人收集整理勿做商业用途
() 有效接地系统单相接地故障地暂态电压下间隙可能动作.由间隙最大距离核算可知，当失地系统单相接地故障时，间隙在稳态电压下会动作，在暂态电压下更会动作. 个人收集整理勿做商业用途
由间隙最小距离核算可知，有效接地系统单相接地故障时，间隙在稳态电压下不会动作，但在暂态电压较高时仍会动作.具体对于中性点间隙来说，其操作冲放电压(±)±σ 区间正极性约为[，]、负极性约为[，]，因此，在单相接地瞬间中性点暂态电压负极性超过倍、正极性超过倍中
性点最大稳态电压（峰值）间隙将击穿，在单相跳闸瞬间非全相运行系统中性点暂态电压负极性达到倍、正极性达到倍中性点稳态电压（峰值）间隙也将击穿，如果单相接地故障期间中性点暂态电压分别低于上述倍数则不会放电. 个人收集整理勿做商业用途
间隙距离能否增大
避免由于间隙击穿而致主变压器不必要地跳闸地措施之一是增大间隙距离，以减小雷电过电压和有效接地系统暂态电压下间隙放电地概率.间隙最大距离本质上由主变压器中性点工频耐受电压及足够地保护裕度决定，主变压器中性点绝缘等级为级，考虑绝缘老化累积系数，工频耐受电压为（×）、雷电耐受电压为（×）.如将间隙距离调整到，间隙工放电压±σ 区间为[ ，]，标准雷电波负极性冲放电压(－)±σ区间为[ ，]，可见中性点绝缘仍有足够地保护裕度. 个人收集整理勿做商业用途
同时，间隙操作冲放电压(±)±σ 提高到正极性[ ，]、负极性[ ，]，有效系统单相接地时，间隙暂态电压击穿概率将减小,接地瞬间间隙动作暂态电压提高到正、负极性倍、倍，非全相运行单相跳闸瞬间间隙动作暂态电压提高到正、负极性倍、倍. 个人收集整理勿做商业用途
但是，按照现行规程规定，因单相接地故障形成局部失地系统间隙应动作，则间隙最大距离由不接地系统单相故障时主变压器中性点工频稳态电压升高决定，即由系统正常运行相电压（系统地相电压为）决定.按间隙工放电压＋σ 核算，中性点间隙最大距离不应大于，号文即是严格按照地要求进行间隙距离整定地. 个人收集整理勿做商业用途
如果在基础上增大间隙距离，则不能保证系统发生单相故障局部失地时在稳态电压下间隙可靠动作，即主变压器中性点绝缘可能承受正常运行相电压直至故障切除，当中性点存在绝缘缺陷或线路保护拒动时，主变压器可能损坏.同时，与间隙并联地避雷器如果额定电压选值较低，则可能在较高工频电压作用下爆炸.间隙增大动作电压提高，一旦击穿还使产生高幅值有害截波地可能性增大.另外，即使最大限度增大间隙距离（至），间隙放电概率减小，但仍不能完全解决间隙误动问题.因此，建议目前还是严格执行以及原粤电生[]号文地规定，不宜增大主变压器中性点间隙距离. 个人收集整理勿做商业用途
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延长间隙保护动作时限对主变压器安全运行影响地分析
延长动作时限地必要性
从四起故障地原因分析和间隙距离整定核算过程可知，主变压器中性点间隙保护在一次方面存在局限性，必须在二次方面采取措施，关键是应该避免主变压器在中性点未出现危险过电压时间隙击穿跳闸. 个人收集整理勿做商业用途
线路（雷击）单相接地故障大多为瞬时故障，重合成功率极高，东莞四起故障线路单相跳闸后均重合成功，但主变压器却在线路重合前跳闸，延长间隙保护动作时限躲开线路重合闸，则可避免主变压器误跳. 个人收集整理勿做商业用途
按照继电保护规程，线路重合闸时限一般整定为，间隙零序保护时限一般整定为，考虑到继电保护装置固有时延和开关合闸时延，建议将间隙零序保护动作时限延长至，以配合线路重合闸动作时限配合. 个人收集整理勿做商业用途
对主变压器继电保护地影响
变压器中性点零序保护包括零序过流保护（如、）和零序过压保护（如、），间隙零序保护主要用来保护分级绝缘变压器不接地运行地中性点，与主变压器地其他保护完全独立，不存在动作时限配合问题.因此，延长间隙保护动作时限不影响电网中其他继电保护尤其是主变压器继电保护地正常运行，当出现其他故障时，其他保护会正常动作保护主变压器. 个人收集整理勿做商业用途
考虑到延长间隙保护动作时限突破了继电保护规程地规定，试运行阶段应先缩小影响范围，本次调整应主要针对东莞四起故障进行.建议将立新站、跃立站、葵湖站主变压器变高中性点间隙零序保护动作时限延长至，同时将主变压器中性点间隙距离按号文规定地最大值整定变高、变中. 个人收集整理勿做商业用途
零序电流地影响
主变压器故障录波显示，间隙零序电流峰值一般为几百到几千安，峰值一般出现在间隙击穿地第一个周波.有效接地系统单相接地故障时，如果间隙在单相接地瞬间击穿，故障切除前在稳态电压下将维持较大工频续流约个周波，故障切除后零序电流变得很小.由于线路跳闸时间始终先于间隙保护动作时间，延长间隙保护动作时限影响很小，主变压器只承受故障切除后较小零序电流作用.如果间隙在线路单相跳闸瞬间击穿，线路重合前在非全相稳态电压下维持较大工频续流，直至线路重合成功或主变压器跳闸. 个人收集整理勿做商业用途
此外，因单相接地形成局部失地系统，间隙常在开关跳闸瞬间工频稳态或暂态电压下击穿并维持工频续流，直至线路重合成功（）或主变压器跳闸（）.后两种情况下，延长间隙保护动作时限至重合闸后，将使主变压器承受间隙零序电流地时间增加左右. 个人收集整理勿做商业用途
事实上，故障录波显示主变压器接地运行地中性点零序电流峰值也在几百到几千安范围，有时比不接地中性点间隙零序电流还要大，可见无论中性点是否接地运行均可以承受较大零序电流作用.并且由于危险地零序电流一般出现在间隙击穿第一周波，延长间隙保护动作时限只使主变压器承受稳态零序电流地时间稍有增加，对主变压器影响不大.特殊情况下，在线路保护拒动或重合不成功时，中性点间隙稳态零序电流将持续至间隙过流保护动作主变压器跳闸.近十年运行经验表明，广东电网尚没有发生由于间隙零序电流过大或持续时间过长，对主变压器绕组造成有害冲击地故障. 个人收集整理勿做商业用途
间隙（重复）击穿暂态过程地影响
由于变压器中性点入口电容地存在，间隙击穿时，中性点入口电容地电压通过引线电感呈振荡性放电，极端情况可能产生倍地间隙击穿前电压值（截波）作用于主变压器中性点绝缘.只要主变压器中性点绝缘正常，间隙距离又满足整定要求，间隙放电产生地截波电压一般低于主变压器中性点标准截波耐受值并具足够裕度.但是如果主变压器本身存在绝缘缺陷，或间隙距离不满足整定要求（间隙距离过大动作电压提高、一旦击穿产生高幅值有害截波地可能性增大），极端情况下间隙放电可能导致主变压器绝缘事故且对绕组匝间绝缘危害较大. 个人收集整理勿做商业用途
广东省电力试验研究所曾于年对全省、主变压器中性点间隙放电事故进行全面调查，发现由于间隙放电击穿导致中性点匝间个人收集整理勿做商业用途
第期彭向阳等. 主变压器中性点间隙保护问题分析
绝缘事故起，且均为主变压器中性点绝缘事故.
一起是枫树坝电厂号变因开关一相拒分同时又误拉中性点地刀，中性点间隙放电致主变压器绕组绝缘击穿；另一起是黄埔电厂号主变压器相雷击单相进波，中性点间隙放电致主变压器、相绕组匝间绝缘损坏. 个人收集整理勿做商业用途
两起事故地内因都是主变压器绝缘本身存在缺陷且使用年限已久.另外，尽管当时主变压器中性点间隙动作较多，但调查没有发现绝缘事故.主变压器中性点间隙保护是现行规程规定地保护方式，间隙本身动作放电对正常绝缘不会产生太大影响，主变压器绝缘存在缺陷地运行方式可考虑尽量中性点接地运行. 个人收集整理勿做商业用途
中性点间隙击穿后可能由于工频续流不能保持而熄弧，也可能重复击穿，延长间隙保护动作时限增大了间隙熄弧和重击穿地可能性.间隙放电截波水平与间隙击穿前中性点工频电压值有关，重击穿一般发生在中性点稳态电压作用下，截波水平应比间隙第一次大多在暂态电压下击穿时低，并且从录波图看，中性点间隙发生重击穿地现象不多见.因此，由于间隙保护动作时间延长有限，不太可能显著增大间隙重击穿率，间隙重击穿截波电压也低于间隙首次击穿截波电压值. 个人收集整理勿做商业用途
其他方面地影响
延长间隙保护动作时限后，间隙在工频电压作用下燃弧时间加长，由于中性点间隙距主变压器本体较近，极端情况下由于外界条件地作用，间隙电弧波及主变压器本体地概率增大，但可能性极小.考虑到间隙燃弧地影响，一般设计和安装时可适当加大中性点保护间隙和主变压器本体地安全距离. 个人收集整理勿做商业用途
间隙燃弧时间加长在持续电流作用下，电弧热效应可能烧损间隙棒—棒电极，尤其是间隙多次击穿和电弧作用后，电极端部大多有烧损痕迹，间隙距离可能会变大.但暂时还没有发现间隙多次动作放电后间隙距离有明显变大地情况，每次间隙动作后运行人员应测量间隙距离并备案. 个人收集整理勿做商业用途
结论
东莞四起共六台次主变压器不接地中性点间隙动作致主变压器跳闸均系有效接地系统线路雷击单相接地故障引起，故障期间主变压器变高中性点并没有出现危险地工频稳态电压升高，中性点间隙在系统暂态电压和雷电波作用下击穿，间隙零序过流保护动作造成在线路重合前主变压器不必要地跳闸. 个人收集整理勿做商业用途
避免间隙击穿主变压器不必要地跳闸，可能地措施之一是增大间隙距离，以减小雷电过电压和有效接地系统暂态电压下间隙放电地概率.但这种措施不能完全解决间隙误动问题，反而对保护主变压器中性点绝缘本身不利，并超出现行过电压保护规程地规定.因此，增大间隙距离并不可行，还是严格执行以及原粤电生[]号文地整定要求为妥. 个人收集整理勿做商业用途
从四起故障地原因分析和间隙距离整定核算过程可知，主变压器中性点间隙保护在一次方面存在局限性，必须在二次方面采取措施，关键是应避免主变压器在中性点未出现危险过电压时间隙击穿跳闸.延长间隙保护动作时限躲开线路重合闸，则可避免主变压器误跳. 个人收集整理勿做商业用途
按照继电保护规程，线路重合闸时限一般整定为，间隙零序保护时限一般整定为，考虑到继电保护装置固有时延和开关合闸时延，建议突破规程，将间隙零序保护动作时限延长至，配合线路重合闸动作时限. 个人收集整理勿做商业用途
延长间隙保护动作时限会使间隙燃弧时间加长，极端情况下间隙电弧波及主变压器本体地概率增大，但可能性极小，设计和安装时应适当加大中性点间隙和主变压器本体地安全距离.同时，间隙燃弧时间加长电弧热效应可能烧损间隙电极，间隙距离可能会变大，间隙动作后运行人员应测量间隙距离并备案. 个人收集整理勿做商业用途—————————————————
收稿日期：
作者简介：
彭向阳（－），男，工程师，从事高电压试验以及电力系统过电压与绝缘配合研究；
钟定珠（－），男，教授级高工，从事电力系统过电压与高压开关专业研究和管理；
李谦（－），男，电气高级工程师，工学博士，从事高电压绝缘配合研究.
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
第二节变压器差动保护 1.概述 电气主设备内部故障的主保护方案之一是差动保护，差动保护在发电机上的应用是比较简单的，但是作为变压器内部故障的主保护，差动保护将有许多特点和困难。 变压器有两个和更多个电压等级，构成差动保护所用电流互感器的额定参数各不相同，由此产生的差动保护不平衡电流将比发电机大得多。 变压器每相原副边电流之差(正常运行时的励磁涌流)将作为变压器差动保护不平衡电流的一种来源，特别是当变压器过励磁运行时，励磁电流可达变压器额定电流的水平，势必引起差动保护误动作。更有甚者，在空载变压器突然合闸时，或者变压器外部短路被切除而变压器端电压突然恢复时，暂态励磁电流(即励磁涌流)的大小可与短路电流相比拟，在这样大的不平衡电流下，要求差动保护不误动，是一个相当复杂困难的技术问题。 正常运行中的变压器，根据电力系统的要求，需要调节分接头，这又将增大变压器差动保护的不平衡电流。 变压器差动保护能反应高、低压绕组的匝间短路，而匝间短路时虽然短路环中的电流很大，但流入差动保护的电流可能不大。 变压器差动保护还应能反应高压侧(中性点直接接地系统)经高阻接地的单相短路，此时故障电流也较小。 综上所述，差动保护用于变压器，一方面由于各种因素产生较大和很大的不平衡电流，另一方面又要求能反应具有流出电流的轻微匝间短路，可见变压器差动保护要比发电机差动保护复杂得多。 2.配置原则 对变压器引出线、套管及内部的短路故障，应装设相应的保护装置，并应符合下列规定： (1) 10MVA及以上的单独运行变压器和6.3MVA及以上的并列运行变压器，应装设纵联差动 保护。6.3MVA及以下单独运行的重要变压器，亦可装设纵联差动保护。 (2) 10MVA以下的变压器可装设电流速断保护和过电流保护。2MVA及以上的变压器，当电 流速断灵敏系数不符合要求时，宜装设纵联差动保护。 (3) 0.4MVA及以上，一次电压为10kV及以下，线圈为三角-星形连接的变压器，可采用两 相三继电器式的过流保护。 (4) 以上所述各相保护装置，应动作于断开变压器的各侧断路器。 3.要求达到的性能指标 (1) 具有防止区外故障误动的制动特性； (2) 具有防止励磁涌流引起误动的功能； (3) 宜具有TA断线判别功能，并能选择闭锁差动或报警，当电流超过额定电流的 1.5～2倍 时可自动解除闭锁； (4) 动作时间(2倍整定值时)不大于50ms； (5) 整定值允差±5%。 4.原理及其微机实现 4.1四方 4.1.1 保护原理 变压器差动包括主变差动、发变组差动、厂用变差动、起/备变差动、励磁变差动等，对于高压侧为500kV的一个半开关接线方式，发变组差动及主变差动保护应反应四侧的电流量。
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
变压器差动保护 一：这里讲的是差动保护的一种，即变压器比例制动式完全纵差保护（以下简称差动）； 二：差动保护的定义 由于在各种参考书中没有找到差动保护的具体定义，这里只根据自己所掌握的知识给差动保护下一个定义：当区内发生某些短路性故障的时候，在变压器各侧电流互感器CT的二次回路中将产生大小相同，相位不同的短路电流，当这些短路电流的向量和即差流达到一定值时，跳开变压器各侧断路器的保护，就是变压器差动保护 三：下面我以两圈变变压器为例，针对以上所述变压器差动保护的定义，对差动保护进行阐述： 1、图一所示：为一两圈变变压器，具体参数如下：主变高压侧电压U高 =220KV,主变低压侧电压U低=110KV,变压器容量Sn=240000KV A, I1’：流过变压器高压侧的一次电流； I”：流过变压器低压侧的一次电流； I2’：流过变压器高压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流； I2”：流过变压器低压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流； nh：高压侧电流互感器CT1变比； nl：低压侧电流互感器CT2变比； nB：变压器的变比； 各参数之间的关系：I1’/ I2’= nh I”/ I2”= nl I2’= I2” I1’/ I”= nh/ nl=1/ nB 2、区内：CT1到CT2的范围之内； 3、反映故障类型：高压侧内部相间短路故障，高压侧（中性点直接接地） 单相接地故障以及匝间、层间短路故障；
四：差动的特性 1、比率制动：如图二所示，为差动保护比率特性的曲线图： 下面我们就以上图讲一下差动保护的比率特性： o：图二的坐标原点； f：差动保护的最小制动电流； d：差动保护的最小动作电流； p：比率制动斜线上的任一点； e：p点的纵坐标； b：p点的横坐标； 动作区：在of范围内，由于电流小于最小制动电流，因此在此范围内，只要电流大于最小动作电流Iopo，差动保护动作；当电流大于f点时， 由于电流大于最小制动电流，此时保护开始进行比率制动运算，曲 线抬高，此时只有当电流在比率制动曲线以上时保护动作；因此， 图中阴影部分，即差动保护的动作区； 制动区：当电流在落在曲线以下而大于最小动作电流的时候，由于受比率制动系数的制约，保护部动作，这个区域就是差动保护的制动区； 比率制动系数K：实际上比率制动系数，就是图二中斜线的斜率，因此我们只要计算出此斜线的斜率，就等于算出了比率制动系数。以p点为 例：计算出斜线pc的斜率K=pa/ac=(pb-ab)/(ob-of)；举例说明一下： 差动保护有关定值整定如下：最小动作电流Iopo=2,最小制动电流 Iopo=5,比率制动系数k=0.5；按照做差动保护比率制动系数的方法， 施加高压侧电流I1=6A,180度，低压侧电流I2=6A,0度，固定I1升 I2,当I2升到9.4A的时候保护动作，计算一下此时的比率制动系数。 由于两圈变差动的制动电流为（I1+I2）/2,因此，Izd=(9.4+6)/2=7.7, 所以K=(9.4-6-2)/(7.7-5)=1.4/2.7=0.52; 2、谐波制动：当差动电流中的谐波含量达到一定值的时候，我们的装置就 判此电流为非故障电流，进行谐波闭锁。500kv一下等级的变压器之
主变压器差动保护动作的原因及处理 一、变压器差动保护范围： 变压器差动保护的保护范围，是变压器各侧的电流互感器之间的一次连接部分，主要反应以下故障： 1、变压器引出线及内部绕组线圈的相间短路。 2、变压器绕组严重的匝间短路故障。 3、大电流接地系统中，线圈及引出线的接地故障。 4、变压器ＣＴ故障。 二、差动保护动作跳闸原因： 1、主变压器及其套管引出线发生短路故障。 2、保护二次线发生故障。 3、电流互感器短路或开路。 4、主变压器内部故障。 5、保护装置误动 三、主变压器差动保护动作跳闸处理的原则有以下几点： 1、检查主变压器外部套管及引线有无故障痕迹和异常现象。 2、如经过第1项检查，未发现异常，但曾有直流不稳定接地隐患或带直流接地运行，则考虑是否有直流两点接地故障。如果有，则应及时消除短路点，然后对变压器重新送电。差动保护和瓦斯保护共同组成变压器的主保护。差动保护作为变压器内部以及套管引出线相间短路的保护以及中性点直接接地系统侧的单相接地短路保护，同时对变压器内部绕组的匝间短路也能反应。瓦斯保护能反应变压器内部的绕组相间短路、中性点直接地系统侧的单相接地短路、绕组匝间短路、铁芯或其它部件过热或漏油等各种故障。 差动保护对变压器内部铁芯过热或因绕组接触不良造成的过热无法反应，且当绕组匝间短路时短路匝数很少时，也可能反应不出。而瓦斯保护虽然能反应变压器油箱内部的各种故障，但对于套管引出线的故障无法反应，因此，通过瓦斯保护与差动保护共同组成变压器的主保护。 四、变压器差动保护动作检查项目： 1、记录保护动作情况、打印故障录波报告。 2、检查变压器套管有无损伤、有无闪络放电痕迹变压器本体有无因内部故障引起的其它异常现象。 3、差动保护范围内所有一次设备瓷质部分是否完好，有无闪络放电痕迹变压器及各侧刀闸、避雷器、瓷瓶有无接地短路现象，有无异物落在设备上。 4、差动电流互感器本身有无异常，瓷质部分是否完整，有无闪络放电痕迹，回路有无断线接地。 5、差动保护范围外有无短路故障（其它设备有无保护动作）差动保护二次回路有无接地、短路等现象，跳闸时是否有人在差动二次回路上工作。 五、动作现象及原因分析： 1、差动保护动作跳闸的同时,如果同时有瓦斯保护动作,即使只报轻瓦斯信号,变压器内部故障的可能性极大。 2、差动保护动作跳闸前如变压器套管、引线、CT有异常声响及其它故障现
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。
电力变压器差动保护技术的发展 及对提高可靠性的思考 董济生 一、引言 电力变压器是电网最主要的设备之一，对于电网的安全稳定运行具有极其重要的作用。由于其单体价值高，在电网中的数量多，一旦发生故障将对电网的运行造成严重后果。通常情况下，变压器保护正确动作率，远低于线路保护的正确动作率。所以历来人们对变压器保护装置的研究、配置、运行都非常重视。随着电网的飞速发展，超高压、大容量变压器的出现，对变压器的保护装置也提出了新的更高的要求。因此迫切需要对变压器保护进一步发展与完善。 本文试图通过对电力变压器差动保护技术的发展的回顾，谈提高其动作可靠性的思考。 二、变压器故障的类型及应配置的保护 变压器的运行故障主要有两类： （1）油箱内部故障 包括各相绕组之间的相间短路、单相绕组部分线匝之间的匝间短路、单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障、铁心烧损等； （2）油箱外部故障 包括引出线的相间短路、绝缘套管闪络或破碎引起的单相接地（通过外壳）短路等。 变压器故障会导致不正常工作状态，主要表现在：外部短路或过负荷产生过电流、油箱漏油造成油面降低、长时间油温过高、中性点过电压等。 根据变压器的故障状态，应装设下述保护： （1）瓦斯保护 防止变压器油箱内各种短路故障、油面降低以及长时间油温过高在壳内产生的气体，其中重瓦斯跳闸、轻瓦斯发信号；（2）纵联差动保护和电流速断保护 防止变压器绕组和引出线相间短路、大电流接地系统侧绕组和引出线的单相接地短路； （3）相间短路的后备保护，包括过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序过电流保护 防止变压器外部相间短路并作为瓦斯保护和差动保护的后备； （4）零序电流保护 防止大电流接地系统中变压器外部接地短路；、 （5）过负荷保护 防止变压器对称过负荷； （7）反应变压器油温过高的报警信号。 以上1和7是非电类参数的，其它是电类参数。其中，差动保护原理简单、易于实现，有很高的动作选择性和灵敏度，以其优越的保护性能不仅成为大容量、高电压变压器的主保护，而且在发电机、超短线路也被采用。但是由于变压器自身的特点，存在着容易误动的情况。 三、变压器差动保护误动的原因 变压器差动保护属于纵差保护，即将电气设备两端的保护装置纵向联接起来，并将两端电气量比较来判断保护是否动作，其基础是基尔霍夫定律。根据该定律，保护范围内流入与流出的电流应该相等（变压器归算到同侧），当保护范围内发生故障时，其流入与流出的电流不等，差动保护就是根据这个差电流作为动作判据。但是在实际应用中，由于变压器励磁涌流等原因的存在，导致了变压器差动保护的误动。 从理论上讲，变压器在正常运行和区外故障时，流经差动保护装置的电流应该为零。然而，由于变压器在结构和运行上的特点，实际运行中有很多因素使该电流不为零，从而产生不平衡电流。即当保护范围内无故障时也存在不平衡电流，这些不平衡电流有可能引起保护误动。以下，对不平衡电流产生的原因及消除方法予以分析。 1、稳态情况下不平衡电流产生的原因及消除方法： 在变压器稳态运行的状态下，影响差动保护误动的原因就是回路中的不平衡电流。其产生的原因大致有： （1）因各侧绕组的接线方式不同造成电流相位不同而产生不平衡电流 我国规定的五种变压器标准联结组中，Y/D-11双绕组变压器常被使用。这种联结方式的变压器两侧电流相差30°，要使差动保护不误动就要设法调整电流互感器二次回路的接线和变比以进行相位校正，使电源侧和负荷侧的电流互感器二次电流相差180°且大小相等，这样就能消除Y/D-11变压器接线对差动保护的影响。 （2）因电流互感器计算变比与实际变比不同而产生不平衡电流
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℃
【摘要】本文简单分析了变压器励磁涌流对差动保护的影响，介绍了微机型保护装置中利用二次谐波制动原理的变压器差动保护及其整定值的计算方法。 关键词：微机变压器差动保护 变压器在电力系统中得到极其广泛的应用，占着非常重要的地位。因此，提高变压器运行可靠性，对于保证电力系统的安全具有十分重要的意义。现代生产的变压器，在设计和材料方面都有很大的提高，结构和性能上比较可靠，发生故障的机率较小。但由于电力系统的复杂性，情况千变万化，仍有发生故障和出现异常运行的可能。为了确保安全供电，并在事故时尽量减少停电范围，必需根椐变压器的容量和重要程度，装设性能可靠、动作迅速的继电保护装置。 变压器差动保护可以防御变压器绕组和引出线的相间及对地短路故障，是大型变压器最重要、最有效的保护之一。 一、变压器差动保护的特殊问题—励磁涌流 变压器的差动保护与输电线路的纵联差动保护相比，在原理上是一样的。它们之间的区别是，变压器各侧电流大小、相位都不尽相同，而且各侧是通过电磁联系的，在实现差动保护时将产生较大的不平衡电流，使差动保护处于更不利的工作条件下。其中最为突出的是变压器励磁涌流的影响。 我们知道，在稳态工作情况下，铁芯中的磁通滞后于外加电压90°，如图1（a）所示。当变压器空载合闸时正好在电压瞬时值u=0的瞬间，则
铁芯中的磁通应为－Φm，但由于铁芯中的磁通不能突变，因此将产生一个非周期分量的磁通，其幅值为Φm，这样在经过半个周期以后，铁芯中的总磁通就将达到2Φm，如图1（b）所示。此时变压器的铁芯将高度饱和，励磁电流剧烈增大，如图1（c）所示。该电流就称为变压器的励磁涌流，其数值最大可达到变压器额定电流的6~8倍，同时包含大量的非周期分量和高次谐波分量，如图1（d）所示。经过变换的励磁涌流流入差动继电器，就可能造成保护装置误动作。励磁涌流的起始部分衰减很快，一般经0.5~1秒后，其值不超过额定电流的0.25~0.5倍。变压器励磁涌流的大小和衰减时间与外加电压的相位、铁芯中剩余磁通的大小和方向、电源的大小、回路的阻抗、变压器容量的大小和铁芯材料的性质等有关。例如，当合闸时正好电压瞬时值为最大值，就不会出现励磁涌流。对于三相电力变压器，在任何瞬间合闸，至少有两相中要出现程度不同的励磁涌流。 图1 变压器励磁涌流的变化曲线
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。
变压器差动保护的基本原理及逻辑图 1、变压器差动保护的工作原理 与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。 2、变压器差动保护与线路差动保护的区别： 由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。例如图8-5所示的双绕组变压器 8.3.2变压器纵差动保护的特点 1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法 （1）励磁涌流： 在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。 （2）产生励磁涌流的原因 因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。
（3）励磁涌流的特点： ①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。
②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。 ③励磁涌流的波形出现间断角。 表8-1 励磁涌流实验数据举例 （4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施： ①采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护； ②利用二次谐波制动原理构成的差动保护； ③利用间断角原理构成的变压器差动保护； ④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。 2、不平衡电流产生的原因 （1）稳态情况下的不平衡电流 ①变压器两侧电流相位不同 电力系统中变压器常采用Y，d11接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30°，如下图所示，Y侧电流滞后△侧电流30°，若两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差30°左右，从而产生很大的不平衡电流。 ②电流互感器计算变比与实际变比不同 由于变比的标准化使得其实际变比与计算变比不一致，从而产生不平衡电流。
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。
、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
变压器中性点间隙接地 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、特性稳定，与避雷器特性及主要变压器的绝缘配合精确、充分有效，热容量大，不易烧损。提高了保护安全性和保护效果。
主变差动保护 一、主变差动保护简介 主变差动保护作为变压器的主保护，能反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障 ，差动保护是输入的两端CT 电流矢量差，当两端CT 电流矢量差达到设定的动作值时启动动作元件。 差动保护是保护两端电流互感器之间的故障（即保护范围在输入的两端CT 之间的设备上），正常情况流进的电流和流出的电流在保护内大小相等，方向相反，相位相同，两者刚好抵消，差动电流等于零；故障时两端电流向故障点流，在保护内电流叠加，差动电流大于零。驱动保护出口继电器动作，跳开两侧的断路器，使故障设备断开电源。 二、纵联差动保护原理 (一)、纵联差动保护的构成 纵联差动保护是按比较被保护元件（1号主变）始端和末端电流的大小和相位的原理而工作的。为了实现这种比较，在被保护元件的两侧各设置一组电流互感器TA1、TA2，其二次侧按环流法接线，即若两端的电流互感器的正极性端子均置于靠近母线一侧，则将他们二次的同极性端子相连，再将差动继电器的线圈并入，构成差动保护。其中差动继电器线圈回路称为差动回路，而两侧的回路称为差动保护的两个臂。 (二)、纵联差动保护的工作原理 根据基尔霍夫第一定律，0 =∑ ? I ；式中∑? I 表示变压器各侧电流的向量和，其物理意义是：变 压器正常运行或外部故障时，若忽略励磁电流损耗及其他损耗，则流入变压器的电流等于流出变压器的电流。因此，纵差保护不应动作。 当变压器内部故障时，若忽略负荷电流不计，则只有流进变压器的电流而没有流出变压器的电流，其纵差保护动作，切除变压器。见变压器纵差保护原理接线。
（1）正常运行和区外故障时，被保护元件两端的电流和的方向如图1.5.5（a）所示，则流入继电器的电流为 继电器不动作。 （2）区内故障时，被保护元件两端的电流和的方向如图1.5.5（b）所示，则流入继电器的电流为 此时为两侧电源提供的短路电流之和，电流很大，故继电器动作，跳开两侧的断路器。 由上分析可知，纵联差动保护的范围就是两侧电流互感器所包围的全部区域，即被保护元件的全部，而在保护范围外故障时，保护不动作。因此，纵联差动保护不需要与相邻元件的保护在动作时间和动作值上进行配合，是全线快速保护，且具有不反应过负荷与系统震荡及灵敏度高等优点。 三、微机变压器纵差保护的主要元件介绍 主要元件有：1）比率差动保护元件，2）励磁涌流闭锁元件，3）TA饱和闭锁元件，4）TA断线闭锁（告警）元件，5）差动速断元件，6）过励磁闭锁元件 下面对各个元件的功能和原理作个简要的介绍：
2．1介绍常规变压器间隙保护的原理及整定原则 按照变压器中性点过电压保护设计原则，对110kv、220kv有效接地系统中可能形成的局部不接地(如中性点接地变压器误跳闸)或低压侧有电源或电动机的不接地变压器的中性点，应装设放电间隙和间隙零序保护，在间隙放电时，应由主变压器高压侧中性点间隙接地零序保护动作切除短路点。主变压器高压侧中性点间隙接地零序保护应分别整定计算中性点间隙零序过流保护和中性点间隙零序过电压保护。 (1)中性点间隙接地零序过流保护动作电流计算 动作量取自间隙接地回路零序电流互感器T A．的二次电流3I0，其值当考虑间隙电弧放电因素时，根据运行经验取一次动作电流为100A，时间取O．3s，保护动作跳变压器三侧开关。 (2)中性点间隙接地零序过电压保护动作电压计算 当系统失去直接接地中性点，而又发生单相接地时，此时Tv开口三角形绕组出现的电压(Tv不饱和时)3u0为300v，但实际上当3u0为200v时，Tv已开始饱和(电磁型TV测量回路的伏安特性，根据实测为：Tv二次绕组加电压70v时，绕组励磁电流为20A，即饱和电压约为70v)。所以系统失去直接接地的中性点，而又发生单相接地时，Tv开口三角形绕组饱和电压3u0约为210v，所以当系统失去中性点直接接地，而又发生单相接地时，规程上规定零序过电压保护动作电压整定3u0为180v，动作时间应躲过暂态过电压时间，可整定T为O．3—0．5s，保护动作跳变压器三侧开关。 2．2 A变电站的间隙零流保护的误动分析 具体系统如图1所示。该站为有两台110kV不接地变压器，通过35kv负荷侧联络线连接一并网小由源F1有110kv两路丰电源A和B 线。当 动作，也经O．3s跳两台主变三侧开关。虽然电源线A故障跳闸后，经1s重合成功，但此时变电站已全所失压。从这次事故过程分析，可以看出：由于常规按整定设计规程，间隙电流一次动作值取100A、O，3s，与上一级线路零序电流二段整定时间相同，因此在有效接地方式下发生单相接地短路时，变压器间隙电流保护动作时间躲不过上一级线路后备保护动作时间，而造成误动，结果延长了停电时间，极大地影响了供电可靠性。 2.3变电站变压器的现场运行方式的几种情况 110kv变压器均为不接地运行方式，上级电源线装设的能切除接地故障保护有零序电流保护、高频或纵差的全线速动保护，零序电流保护II段时间大部分为O．3s。当变压器的上级电源线发生接地故障时，系统会出现过电压，考虑当变压器的间隙击穿时，会引起系统零序电流变化。对于只装设零序电流保护没有装设高频纵差等快速保护的电源线来说，零序电流I段定值时间一般为0s，个别线路由于特殊运行方式带150ms延时，如果此时流过电源线的零序电流能达到本线零序电流I段定值，则本线的零序电流I段动作，此时由于变压器间隙零流时间为0.3s，还来不及动作，然后电源线可以靠重合闸恢复供电，这种情况下不用考虑变压器间隙零流保护同上级电源线零序电流保护配合；如果流过电源线的故障电流只能达到本线零序II段电流定值，则在电源线的零序电流II段保护和变压器的间隙零序保护的时间均为O．3s的情况下，电源线和变压器的保护将会一起动作，造成误动。这时需考虑变压器间隙零流保护同上级电源线零序电流保护相配合整定；如果上级电源线装设了高频或纵差的全线快速保护，当本线任意处发生接地故障时，不管变压器间隙击穿与否，电源线的快速保护会无时限地切除故障，而下级变压器的间隙保护为O3s，这种情况下变压器的间隙电流保护将不会误动。各站变压器间隙保护原理各不相同，分为两种情况：一种是间隙零压和零流的时间是共用的；一种是间隙零压和零流的时间是各自独立的。鉴于变压器的绝缘安全，间隙保护的时间不宜给太长，而且有些变压器保护装置的间隙零压和零流的时间是共用出口的，可考虑将间隙零流的时间抬高到O．5s，来同上级电源线零序II段时间配合。 3继电保护整定配合改进 通过上述分析和研究可知，按照目前常规的变压器的间隙电流整定，在小电源上网条件下，很有可能出现保护失配误动，造成停电事故。近年随着变压器制造工艺和质量的提高，变压器中性点绝缘水平得到加强，为改进间隙电流保护整定配合，防止保护误动创造了有利条件。针对上述问题，现提出如下解决措施。 通过对如上变电站的运行情况及故障分析，校核了所有变压器电源线的保护配置情况，现将变压器间隙电流保护作如下整定配合改进：上级电源线装设高频或纵差的全线速动保护的变压器，其间隙电流保护不会误动，定值按规程整定，不作变动；上级电源线没有装
变压器主保护 （一）变压器的基本结构及联结组别 1.1：电力变压器主要是由铁芯及绕在铁芯上的两个或两个以上的绝缘绕组构成。为增强各绕组之间的绝缘及铁芯，绕组散热的需要，将铁芯置于装有变压器油的油箱中。然后，通过绝缘套管将变压器各绕组引到变压器壳体之外。 大型电力变压器均为三相三铁芯柱式变压器或者由三个单相变压器组成的三相组式变压器。 1.2：将变压器同侧的三个绕组按一定的方式连接起来，组成某一联结组别的三相变压器。双绕组变压器的主要联结组别有：YNy,YNd,Dd及Dd-d。分析表明，联结组别为Yy的变压器，运行时某侧电压波形要发生畸变，从而使变压器的损耗增加，进而使变压器过热。因此，为避免油箱壁局部过热，超高压大容量的变压器均采用YNd的联结组别。 YNd联结组别的变压器中YN连接的绕组为高压侧绕组，而呈d连接的绕组为低压侧绕组，前者接大电流接地系统（中性点直接接地系统），后者接小电流接地系统（中性点不接地或经消弧线圈接地的系统）。 1.3：在实际运行的变压器中，最多的即为YNd11联结组别的，以其为例，介绍一下联结组别的含义： Y代表变压器高压绕组接成Y形，N代表中性点接地，D代表低压绕组接成d， 11代表低压侧的线电压或线电流分别滞后高压侧对应线电压或线电流（即三角形侧超前星型侧30度），相当于时钟的11点，故又叫11点接线方式。 （二）瓦斯保护： 变压器的主保护主要由瓦斯保护和差动保护构成，简单介绍一下瓦斯保护 瓦斯保护：瓦斯保护是变压器油箱内绕组短路故障及异常的主要保护。其原理是：变压器内部故障时，在故障点产生有电弧的短路电流，造成油箱内局部过热并使变压器油分解，产生气体（瓦斯），进而造成喷油，冲击气体继电器，瓦斯保护动作。瓦斯保护分轻瓦斯和重瓦斯两种，轻瓦斯保护作用于信号，重瓦斯保护作用于跳闸。重瓦斯保护是油箱内部故障的主保护，它能反映变压器内部的各种故障。当变压器组发生少数匝间短路时，虽然故障点的故障电流很大，但在差动保护中产生的差流可能不大，差动保护可能拒动，此时，靠重瓦斯保护切