变压器中性点间隙接地

110～220kV变压器中性点保护间隙距离计算选择发布时间：2023-04-28T03:53:58.669Z 来源：《工程建设标准化》2023年1期1月作者：徐衍超1,罗晓波2 [导读] 根据过电压及绝缘配合要求，总结110～220kV变压器中性点保护间隙的整定计算原则，根据目前电力系统实际情况，徐衍超1,罗晓波2(1.金风低碳能源设计研究院（成都）有限公司，四川成都 610041)摘要：根据过电压及绝缘配合要求，总结110～220kV变压器中性点保护间隙的整定计算原则，根据目前电力系统实际情况，计算110～220kV变压器中性点保护间隙可调范围值，并提出保护间隙可调范围通用设计值，以供设计单位及中性点设备厂家参考。

关键词：变压器中心点保护间隙；棒间隙距离；过电压及绝缘配合中图分类号：0 引言电力系统中110～220kV变压器中性点可采用直接接地方式，部分变压器中性点根据运行要求也可采用不接地方式。

为防止在有效接地系统中偶然出现局部不接地系统，并产生较高工频过电压损害变压器中性点绝缘，110～220kV不接地变压器的中性点应采用水平布置的棒间隙保护，当因接地故障形成局部不接地系统时，该间隙应动作。

当系统以有效接地系统方式运行发生单相接地故障时，该间隙不应动作。

该间隙距离还应兼顾雷电过电压下保护变压器中性点标准分级绝缘的要求。

保护间隙虽有限制过电压的能力，但其熄弧能力差，实际工程中常采用在保护间隙旁边并联金属氧化物避雷器，避雷器作为雷电冲击过电压主保护，保护间隙为后备保护。

另外，保护间隙的工频击穿电压还应与避雷器持续运行电压配合，以免避雷器长时间运行在中性点工频过电压下而被损坏。

1 变压器中性点过电压110～220kV变压器中性点采用经隔离开关接地，并配置与隔离开关并联的中性点避雷器及放电间隙，其典型电气接线示意见图1。

当中性点隔离开关处于合闸位置时，变压器中性点为直接接地；当中性点隔离开关处于分闸位置时，变压器中性点为经棒间隙接地。

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）。

110～220kV变压器中性点保护间隙距离计算选择摘要：根据过电压及绝缘配合要求，总结110～220kV变压器中性点保护间隙的整定计算原则，根据目前电力系统实际情况，计算110～220kV变压器中性点保护间隙可调范围值，并提出保护间隙可调范围通用设计值，以供设计单位及中性点设备厂家参考。

关键词：变压器中心点保护间隙；棒间隙距离；过电压及绝缘配合中图分类号：0 引言电力系统中110～220kV变压器中性点可采用直接接地方式，部分变压器中性点根据运行要求也可采用不接地方式。

为防止在有效接地系统中偶然出现局部不接地系统，并产生较高工频过电压损害变压器中性点绝缘，110～220kV不接地变压器的中性点应采用水平布置的棒间隙保护，当因接地故障形成局部不接地系统时，该间隙应动作。

当系统以有效接地系统方式运行发生单相接地故障时，该间隙不应动作。

该间隙距离还应兼顾雷电过电压下保护变压器中性点标准分级绝缘的要求。

保护间隙虽有限制过电压的能力，但其熄弧能力差，实际工程中常采用在保护间隙旁边并联金属氧化物避雷器，避雷器作为雷电冲击过电压主保护，保护间隙为后备保护。

另外，保护间隙的工频击穿电压还应与避雷器持续运行电压配合，以免避雷器长时间运行在中性点工频过电压下而被损坏。

1 变压器中性点过电压110～220kV变压器中性点采用经隔离开关接地，并配置与隔离开关并联的中性点避雷器及放电间隙，其典型电气接线示意见图1。

当中性点隔离开关处于合闸位置时，变压器中性点为直接接地；当中性点隔离开关处于分闸位置时，变压器中性点为经棒间隙接地。

图1 110～220kV变压器中性点成套装置接线示意图（1）侵入雷电波过电压。

当雷击线路时，雷电冲击波侵入变压器，在三相同时进波时，变压器不接地的中性点类似于开路情况，在中性点产生的雷电过电压最严重情况可达波幅值的2倍。

此过电压会对分级绝缘的变压器中性点造成危害。

此情况下，宜优先装设无间隙金属氧化物避雷器MOA作为主保护，间隙可作为后备保护。

2018年第4期54220kV 变压器中性点间隙过电压保护与中性点间隙距离的配合分析翟保豫 马 涛 李开鑫（国网新疆电力公司电力科学研究院、乌鲁木齐 830000）摘要 本文根据电压相量分析得出变压器实际运行时中性点零序电压的取值范围，再根据零序电压取值，计算变压器中性点间隙过电压保护整定值。

继电保护采集到的中性点间隙电压、电流值达到整定值则可靠动作。

同时根据零序电压取值，粗略的计算出中性点保护间隙距离，在系统发生单相接地时保护间隙不动作，在系统局部失地中性点过电压危及中性点绝缘安全的情况下可靠动作。

通过继电保护、中性点间隙保护和中性点保护间隙的配合，保障变压器安全稳定运行。

关键词：变压器中性点；间隙保护；保护间隙；配合The analysis with gap overltage protection and protection gap of220kV transformer neutral pointZhai Baoyu Ma Tao Li Kaixin(State Grid Xinjang Electric Power Company Electric Power Research Institute, Urumqi 830000)Abstract In this paper, according to the voltage vector analysis of the actual operation of the transformer neutral zero sequence voltage range. According to the zero sequence voltage value, calculate the transformer neutral point over-voltage protection set value, the relay protection reliable action, jump circuit breaker. The transformer to exit the operation. And according to the value of zero sequence voltage, a rough calculation of the neutral point to protect the gap distance. In the system occurs when the single-phase ground protection gap is not reliable breakdown, in the system of local ground failure over-voltage endanger the safety of the neutral point of the case, the protection gap and reliable breakdown.Keywords ：transformer neutral point; gap overltageprotection; protection gap; coordination电力系统中的中性点不接地运行的变压器因为系统接地故障、雷击、非全相、操作等原因造成中性点电压升高。

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。

附件1220kV与110kV变压器中性点接地方式安排与间隙保护配置及整定要求一、变压器中性点接地方式安排要求110kV～220kV电网变压器中性点接地运行方式安排应满足变压器中性点绝缘承受要求，并尽量保持变电站的零序阻抗基本不变且系统任何短路点的零序综合阻抗不大于正序综合阻抗的三倍。

1.自耦变压器中性点必须直接接地或经小电抗接地。

2.没有改造的薄绝缘变压器中性点宜直接接地运行。

3.220kV变压器1）220kV变压器110kV侧中性点绝缘等级为35kV时，220kV侧、110kV侧中性点应直接接地运行。

2）变压器的220kV、110kV侧中性点接地方式宜相同。

3）220kV厂站宜按一台变压器中性点直接接地运行。

4）有两台及以上变压器的220kV厂站，220kV或110kV 侧母线任意一侧或两侧分列运行时，每一段母线上应保持一台变压器中性点直接接地运行。

4.110kV变压器1）110kV变压器110kV中性点绝缘等级为66kV时，中性点可不直接接地运行。

2）110kV中性点绝缘等级是44kV及以下的变压器，中性点宜直接接地运行。

3）发电厂或中、低压侧有电源的变电站，厂站内宜保持一台变压器中性点直接接地运行。

4）无地区电源供电的终端变压器中性点不宜直接接地运行。

二、变压器中性点间隙零序过流、零序过电压保护配置及整定要求间隙零序过电压应取PT开口三角电压；间隙零序电流应取中性点间隙专用CT；间隙零序电压、零序电流宜各按两时限配置；对于全绝缘变压器或中性点放电间隙满足取消条件的变压器（例如：中低压侧无电源且中性点绝缘等级为66kV 的110kV变压器），间隙零序过流保护应退出，间隙零序过电压保护可保留。

1.间隙保护动作逻辑一（推荐）变压器间隙零序过电压元件单独经较短延时T1出口；变压器间隙零序过流和零序过电压元件组成“或门”逻辑，经较长延时T2出口；逻辑简图如图1所示：图1 间隙保护逻辑一简图间隙保护动作时间整定要求如下：1）变压器间隙零序过电压保护动作跳变压器时间应满足变压器中性点绝缘承受能力要求。

主变压器35kV中性点接地⽅式分析三相交流电⼒系统中中性点与⼤地之间的电⽓连接⽅式，称为电⽹中性点接地⽅式。

中性点接地⽅式对电⽹的安全可靠性、经济性有很⼤影响；同时直接影响系统设备绝缘⽔平的选择、过电压⽔平及继电保护⽅式、通讯⼲扰等。

⼀般来说，电⽹中性点接地⽅式也就是变电站中变压器的各级电压中性点接地⽅式。

以电缆为主的配电⽹，当发⽣单相接地故障时，其接地残流较⼤，运⾏于过补偿的条件也经常不能满⾜。

我国ll0kV及以上电⽹⼀般采⽤⼤电流接地⽅式，即中性点有效接地⽅式 (在实际运⾏中，为降低单相接地电流，可使部分变压器采⽤不接地⽅式)，包括中性点直接接地和中性点经低阻接地。

这样中性点电位固定为地电位，发⽣单相接地故障时，⾮故障相电压升⾼不会超过1.4倍运⾏相电压；暂态过电压⽔平也较低；故障电流很⼤，继电保护能迅速动作于跳闸，切除故障，系统设备承受过电压时间较短。

因此，⼤电流接地系统可使整个系统设备绝缘⽔平降低，从⽽⼤幅降低造价。

6～35kV配电⽹⼀般采⽤⼩电流接地⽅式，即中性点⾮有效接地⽅式。

包括中性点不接地、⾼阻接地、经消弧线圈接地⽅式等。

在⼩电流接地系统中发⽣单相接地故障时，由于中性点⾮有效接地，故障点不会产⽣⼤的短路电流，因此允许系统短时间带故障运⾏。

这对于减少⽤户停电时间，提⾼供电可靠性是⾮常有意义的。

⼀、分析35kV侧中性点接地⽅式。

根据DL／T620—1997 交流电⽓装置的过电压保护和绝缘配合》规程中3.1.2条规定：⾦属杆塔的架空线路构成的系统和所35kV、66kV系统当单相接地故障电容电流超过10A⼜需在接地故障条件下运⾏时，应采⽤消弧线圈接地⽅式。

建设容量49.5MW，35kV侧单相接地电容电流约为24A，且风电场35kV集电线路采⽤架空线为主电缆为辅的混合输电⽅案，因此5kV侧中性点采⽤经消弧线圈接地⽅式。

当35kV侧中性点通过消弧线圈接地，线路发⽣单相接地故障时，不会瞬时跳闸，⼀般允许2h持续运⾏，以便寻找和处理事故。

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E-127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。

变压器中性点接地规范要求
变压器中性点接地规范是安全电气接线中一个重要组成部分，在变压器的安装和操作中，必须按照规范要求进行接地，以保证电气设备的安全性和可靠性。

首先，变压器的安全接地应符合国家电网的要求，并且符合国家有关安全电气接线的规定。

变压器的中性点接地必须连接到具有良好的接地能力的接地系统，以确保变压器在发生短路时能及时跳闸，保护变压器免受损坏。

其次，变压器中性点接地应满足电压等级、电流等级和电流容量的要求，以确保变压器的安全使用。

同时，变压器中性点接地也应满足抗老化和耐腐蚀的要求，以确保接地系统的可靠性和可靠性。

此外，变压器中性点接地应连接到专用的接地线，并严格按照供电公司和电力部门的规定，对接地系统进行安装和维护，以保证电力系统的安全性和可靠性。

总之，变压器中性点接地规范是安全电气接线中一个重要组成部分，在变压器的安装和操作中，必须按照规范要求进行接地，以保证安全电气接线系统的安全性和可靠性。

变压器的中性点接地必须符合国家电网的要求，满足电压等级、电流等级和电流容量的要求，严格按照供电公司和电力部门的规定，对接地系统进行安装和维护。