110kV、220kV系统非全相运行空载变压器中性点过电压计算

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。

主变压器中性点过电压保护配置原则由于电力系统运行的需要，110～220 k V有效接地系统的变压器中性点大部分采用不接地运行方式，变压器一般采用分级绝缘结构，绝缘水平相对较低，所以不接地运行的变压器中性点需要考虑对雷电过电压、操作过电压和暂时过电压的保护。

根据DL／T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的有关规定，提出以下保护配置意见：a）对110 kV和220 k V有效接地系统中可能偶然形成的局部不接地系统（如接地变压器误跳开关等原因引起）、低压侧有电源的变压器不接地中性点应装设间隙保护。

b）经验算，如断路器因操作机构故障出现非全相和严重不同期产生的铁磁谐振过电压可能危及中性点为标准分级绝缘、运行时中性点不接地的110 kV和220 k V变压器的中性点绝缘，宜在中性点装设间隙。

c）变压器中性点间隙值的确定应综合考虑———间隙的标准雷电波动作值小于主变压器中性点的标准雷电波耐受值；———因接地故障形成局部不接地系统时间隙应动作；———系统以有效接地方式运行、发生单相接地故障时，间隙不应动作。

2变压器中性点保护配置方式的分析根据以上配置原则，参照广东省电力试验研究所的试验数据，直径16 mm、水平布置、半球头圆钢的棒－棒间隙放电电压与间隙距离的关系见图1，在Ucp（1±σ）和U50％（1±σ）区间内放电的概率为99．7％［1］。

2．1变压器中性点绝缘水平的选取根据GB 311.7-1998《高压输变电设备的绝缘配合使用导则》，对3～220 k V油纸绝缘设备，耐受操作冲击电压的能力为耐受雷电冲击的0．83倍，其值远超过预期操作过电压水平，所以绝缘水平主要由雷电过电压决定，不需考虑操作过电压的影响。

取中性点绝缘老化累计安全系数为0．85，参考GB311．1—1997《高压输变电设备的绝缘配合》，取雷电冲击安全系数为0．714，工频电压安全系数为1．0，则中性点综合耐受雷电冲击裕度系数为0．6，综合耐受工频裕度系数为0．85。

110kV变压器中性点过电压计算及其保护策略摘要：110kV系统通过改变变压器中性点的接地形式，从而实现调控短路电流量，同时使得继电保护能够整定，而且不接地变压器的中性点通过这种接地形式也能够产生过电压。

本文针对110kV变压器中性点过电压的计算进行分析，结合分析内容提出相对应的保护策略。

关键词：110kV变压器；过电压；保护策略1.引言由于电力系统常规运行中三相对称的缘故，电力变压器不会产生过电压。

若出现意外情况，比如单相接地短路、非全相运行或者是雷电等，则变压器中性点会产生一定的过电压，甚至会和相电压一般；若是出现简谐振动，变压器中性点则会产生更大的过电压。

再者由于110kV变压器中性点大部分都是分级绝缘，因此保护变压器中性点是非常重要的。

通过运行实践以及相关资料显示，在雷电冲击、非全相电力运行以及系统单相接地短路事故中，变压器中性点产生的过电压会在极大程度上影响变压器中性点的绝缘。

2.110kV变压器系统的软件仿真2.1设计110kV变压器系统的仿真模型为了更清晰的计算变压器中性点在不同事故中所产生的具体过电压值，本文通过ATP-EMTP软件构建110kV变压器的模型进行仿真分析。

2个110kV变压器通过YYd的方法连接，设定相同的参数、最大容量，避雷器接在变压器的中性点。

以变压器110kV侧母线作为起点，在110kV侧输电线路上共计设有6个点，点与点之间的距离为20m。

（如图1）2.2 110kV变压器系统模型的仿真结果本次的仿真结果是110kV输电线路上出现单相短路故障，和母线的距离越近，其中性点所产生的过电压值就会越大；换言之，接地点的过电压值越小，那么就越远离母线，其根本原因是由于正序电阻的不断降低所造成的。

此外，110kV母线侧出现了接地的情况，而2个变压器系统的高压侧电源没有出现接地的情况，中性点的最大电压值高达97kV，几乎接近了110kV输电线路中所产生的相电压，其产生原因是电力系统实际上等效于一个无穷大系统。

接带分布式电源的110kV变压器中性点过电压分析发表时间：2020-12-11T14:56:00.173Z 来源：《中国电业》2020年22期作者：黄鑫[导读] 110kV及以上系统为有效接地系统，部分220kV变压器高中压侧中性点接地，110kV变压黄鑫国网江西省电力有限公司南昌供电分公司南昌 330069摘要：110kV及以上系统为有效接地系统，部分220kV变压器高中压侧中性点接地，110kV变压器中性点一般不接地。

在考虑雷电冲击、单相接地以及开关非全相动作等情况下，通过对接带分布式电源的110kV变压器中性点的过电压分析，提出了其中性点接地方式选择意见。

关键词：分布式电源；110kV变压器；中性点；过电压Analysis of Neutral Point Overvoltage of 110kV Transformer with Distributed Generation Xin Huang(State Grid Nanchang Power Supply Company，Nanchang 330069，China) Abstract:110kV and above electric power systems are effective grounding operation, Part of neutral points of 220kV Transformer at high and medium voltage side are grounded, which of 110kV transformer are generally not grounded.Consideration of lightning impulse,single phase grounding and breaker incomplete phase malfunction, according to the analysis of Neutral Point Overvoltage Protection of 110 kV Transformer with Distributed Generation,the suggestion of mode of grounding is proposed. Key words: distributed generation;neutral point overvoltage;lightning impulse;single phase grounding;incomplete phase 中图分类号：文献标识码：文章编号：1 引言为保持系统零序网络稳定、限制接地短路电流以及降低零序保护的配合难度，110kV变压器中性点一般采用间隙接地，单个变电站中220kV主变采取至少一台高中压侧中性点接地。

变压器停送电操作之变压器中性点接地刀闸投退分析摘要:我国110 kV及以上电压等级的电力变压器一般采取中性点直接接地的运行方式，此时变压器中性点附近的绕组对地电压比较低，不易发生绝缘故障，达到了节约制造成本的目的。

这样，一旦中性点产生过电压，就直接威胁变压器中性点的绝缘。

为防止此类事件的发生，在变压器停、送电操作时，都要推上变压器中性点接地刀闸，防止操作时断路器三相不同期分、合闸产生过电压而损坏变压器。

关键词：变压器；中性点；过电压；接地刀闸。

1．变压器中性点绝缘水平我国变压器中性点绝缘分为两种：一种为全绝缘，另一种为半绝缘。

全绝缘：变压器首端与尾端绝缘水平一样的称为全绝缘，多用在110 kV 以下电压等级的电力变压器。

半绝缘：半绝缘变压器中性点的绝缘水平比绕组首端要低，通常只有首端的一半，这些变压器一般采取中性点有效接地的运行方式，此时变压器中性点附近的绕组对地电压比较低，不易发生绝缘故障，因此变压器中性点的绝缘水平大都设计得比端部绝缘低，多用在110 kV 及以上电压等级的变压器。

2．三绕组变压器工作原理三相变压器的每个铁心柱上，都套着三个同心式绕组，分别为高、中、低压绕组。

高压绕组总是排列在最外层，低压绕组和中压绕组则可以有不同的排列位置，低压绕组在中间，宜作升压变压器使用；中压绕组绕组在中间，宜作降压变压器使用。

它的工作原理如图 1 所示。

图 1 三绕组变压器工作原理3．过电压对变压器中性点绝缘的影响：(以切空载变压器为例)变压器过电压有大气过电压和操作过电压两类。

操作过电压一般为额定电压的2—4.5 倍，而大气过电压可达到额定电压的8—12 倍。

变压器设计的绝缘强度一般考虑能承受 2.5 倍的过电压，中性点的电压则更低。

不论哪一种过电压，都会导致变压器铁芯严重饱和，励磁电流增大，使铁芯严重发热，烧毁变压器绝缘，特别是中性点绝缘。

电网中用断路器切空变是一种常规的操作方式。

在这种操作过电压中，有可能产生很高的过电压。

110kV变压器主变中性点电流计算方法和计算过程变压器在电网调度或电能生产中发挥了重要作用，主变中性点是设备运行控制的主要参数之一。

本文分析了电力计量工作的重要性，以电容电流计算为例，从主变电容电流计算、短路电流计算等方面，对110kV变压器主变中性点电流计算提出了科学的方法。

标签：110kV；变压器；主变中性点；计算方法110kV变压器在变电站建设中具有调度性作用，借助变压器实现了电压值控制的最优化，扩大了电网服务运行的功能水平。

为了更好地发挥变压器功能，对主变中性点指标进行合理地计算与分析，能够引导变电站作业调度的可持续性，降低主变压器故障带来的各种风险隐患。

一、主变中性点三相电源或三相负载连接成星形时出现的一个公共点。

当三相星形连接负载的中性点N与供电系统的中线连在一起时，中性点N的电位因受到电源的直接约束而与电源的中性点n的电位基本相同。

但若三相星形连接负载的中性点N 不与供电系统的中线相连，此时若负载不对称，则会发生中性点位移。

中性点位移是指在位形图上中性点N和中性点n不再重合，实际上是表明二者的电位不同，出现了电值，此时选中性点n的电位为零，如图1所示。

二、110kV变压器主变中性点电流计算计量是工业可持续发展的核心工作，准确地计量可以实现生产的标准化，降低各类流程产生的物资耗损问题，全面提升各类资源的综合利用效率。

但是，主变中性点计算阶段也面临着不同的稳定，数据结果指标精准性偏低是比较普遍的现象，这一问题会影响到电网分配电能作业的效率。

1、电流允许值标准110kV变压器主变中性点电流计算要结合具体的参数表中，才能保证计算所得数据符合行业规定，为后期变压器调控运行提供可靠指导。

根据国家拟定的电力行业标准，110kV变压器单相接地的安全电流，按照这一标准调控发电机组或变压器运行状态，实现了主变中性点接地运行的最优化状态。

2、主变电容电流大小计算根据变压器在电网调度系统中的应用情况，中性点计算要考虑多个参数。

220kV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摘要：社会经济的高速发展下，现代科学技术得到快速的进步，使得人们的物质生活水平不断提升，但同时也为电力行业带来了巨大的压力，尤其大量电子产品、电器在人们生活当中的广泛应用，对电力能源的需求急剧增长。

在电力系统中，变压器是其重要的组成设备，在正常运行过程中，往往会受到多种因素的影响。

而导致变压器发生一些故障或受到多种安全隐患的威胁。

本篇文章将主要针对220KV变压器中性点间隙过电压保护与中性点间隙距离配合进行细致的分析，首先进行中性点零序电压向量分析，再确定继电保护间隙保护定值整定原则，最后从变压器中性点间隙距离的选择提出如何进行220KV变压器中性点间隙过电压保护与中性点间隙距离配合的建议。

关键词：220kV；变压器；过电压保护；中性点；间隙距离现代电力系统当中中性点不接地运行的变压器常会由于受到系统接地故障或雷击或其他非全相操作等因素影响而造成中性点电压升高，一旦电压升高到一定值，就会对中性点绝缘带来一定的威胁，这就需要装设变压器中性点间隙作为保护屏障，在中性点电压升高到一定值时，间隙击穿就会将变压器中性点电压限制在不损坏中性点绝缘值范围内，以达到保护变压器的目的。

而又由于间隙的击穿电压与间隙距离相关，所以变压器中性点及其距离整定正确与否，直接决定了变压器中性点绝缘水平和安全性，这就需要整定较为适宜的间隙距离，而且在中性点电压到达一足够高电压值时，间隙如没有被击穿，为实现对变压器的保护，提高变压器运行安全性，则需要通过继电保护装置间隙过电压保护动作，使变压器可退出运行。

所以，继电保护过电压保护定值正确与否，对变压器中性点绝缘安全至关重要，为能够实现对变压器的保护，确保其运行安全，需要选择合适的间隙距离、间隙过电压保护定值，并保证两者之间的协调配合。

1.中性点零序电压相量研究在220kV中性点接地系统中，其在正常运行状态下，电压相量会保持稳定相量，为了确保对系统发生单相接地故障时短路电流不大于三相短路故障时短路电流值与继电保护整定配合要求的限制，一般会采取根据系统零序阻抗与正序阻抗比值，合理进行系统中变压器接地运行方式的安排，也就是所有的中性点不会同时进行接地。