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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。
间隙保护国家有关规定根据国家电力公司制定的《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》〔国电发［2000］589号〕和有关网局《110-220KV变压器中性点过电压保护方式规定》，现摘录如下：1、当220KV变电站有两台及以上主变运行时，应将其中一台主变高压绕组中性点直接接地。
2、110KV、220KV变压器不接地的中性点应装设间隙或采用避雷器与间隙并联保护方式。
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、发生单向接地故障时，间隙不应动作；避雷器应能承受单向接地时中性点的稳态电压升高。
间隙的标准雷电波放电电压和避雷器雷电冲击残压应低于变压器中性点雷电冲击耐受水平。
3、220KV变压器〔自耦变除外〕的220KV绕组中性点为110KV绝缘水平〔LI400AC200〕，110KV绕组中性点为60KV绝缘水平〔LI325AC140〕，均应采用钢棒间隙与避雷器并联保护方式。
220KV绕组中性点宜选用Y1.5W-144/320型氧化锌，间隙距离宜选用300mm; 110KV绕组中性点宜选用Y1.5W-60/144型氧化锌，间隙距离宜选用140mm。
4、110KV变压器中性点采用以下保护方式110KV绕组中性点为60KV绝缘水平(LI325AC140),宜选用Y1.5W-60/144型氧化锌避雷器与140mm距离的间隙相并联。
110KV绕组中性点为44KV绝缘水平(LI250AC95),宜选用Y1.5W-60/144型氧化锌避雷器与120mm距离的间隙相并联。
110KV绕组中性点为35KV绝缘水平(LI185AC85),可以采用单独间隙保护，间隙距离宜选用115mm。
有关各方可以根据当地海拔高度和空气湿度放电间隙距离作适当调整。
5、棒间隙采用φ16mm镀锌圆钢，端部形状接近半圆无棱角〔不允许焊接铜球〕，尾端应有螺纹以便调节，间隙应水平布置以防止雨水短接。
避雷器应加装放电记数器，以便于巡视人员监视。
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。
QB/YW云南电网公司发布目 次前言 (II)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 内容与方法 (1)4.1主变压器中性点接地方式要求 (1)4.2主变压器中性点过电压保护（一次部分）配置和使用要求 (1)4.3主变压器中性点过电压保护（二次部分）配置和与主变压器中性点过电压保护（一次部分）配合使用要求 (2)4.4其他相关问题及要求 (3)5 检查与考核 (3)6 附录 (3)附录A（规范性附录）中性点间隙安装方式的指导意见 (3)前 言本标准是根据国家和电力行业相关标准，并在原云南电网公司《220kV和110kV主变压器中性点过电压保护配置与使用意见（试行）》（云电生〔2005〕98号）的基础上修订而成。
本标准发布实施后，原公司的《220kV和110kV主变压器中性点过电压保护配置与使用意见（试行）》（云电生〔2005〕98号）予以废止。
本标准由云南电网公司生产技术部提出并归口。
本标准起草部门：云南电网公司生产技术部。
本标准主要起草人：龚闯、沈龙、姜虹云。
本标准主要审核人：赵建宁、薛武、周海、魏杰。
本标准由廖泽龙批准。
本标准由云南电网公司生产技术部负责解释。
220kV和110kV主变压器中性点过电压保护配置与使用意见1 范围为了规范云南电网220kV和110kV主变压器中性点过电压保护的配置与使用，特制定本标准。
本标准适用于云南电网220kV和110kV主变压器中性点过电压保护的配置与使用的管理。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而构成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
2.1 220-500kV电网继电保护装置运行整定规程（DL/T 559-94）2.2 3-110kV电网继电保护装置运行整定规程（DL/T 584-95）3 术语和定义无4 内容与方法4.1 主变压器中性点接地方式要求4.1.1 自耦变压器中性点必须直接接地运行。
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。
ISO9001国际质量认证企业ENR-JXB中性点间隙使用说明书保定市伊诺尔电气设备有限公司ENR-JXB系列中性点间隙一、概述1、ENR-JXB型中性点间隙专用于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、中性点间隙中电流互感器选用：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型中性点间隙的技术数据如下表：产品型号变压器额定电压kV变压器中性点耐受电压隔离开关氧化锌避雷器放电间隙电流互感器雷电全波和截波耐受电压kV(峰值)1min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8/20µs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-110 110 250 95 400CS8-5（手动）或CJ6（电动）72 58 103 186 83环氧树脂浇注全封闭支柱式10kV100/5200/5300/5400/5500/5600/5ENR-JXB-220220 320 200 600 144 116 205 320 166ENR-JXB-330 330 440 292 600CJ6（电动）207 166 292 440 252产品的型号及技术参数ENR—JXB—/S代表手动机构D代表电动机构系统电压等级变压器中性点间隙接地保护成套装置保定市伊诺尔电气设备有限公司三、产品特点1、符合标准，专业制造ENR-JXB型中性点间隙严格按照GB1985-2004《高压交流隔离开关和接地开关》GB/T11022-1999《高压开关设备和控制设备的共用技术要求》GB11032-2000《交流无间隙金属氧化物避雷器》DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护及绝缘配合》GB5583-1985 《互感器局部放电测量》DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、GB3111.1-1997《高压输变电设备的绝缘配合》及“国家电网公司十八项电网重大反事故措施”等国家及行业标准的有关规定设计、并配套专门的工艺流程、检验流程和设备，保证产品制造的流程化、标准化和专业化。
有关主变压器中性点间隙保护的几个问题摘要：本文对有关主变压器中性点对地间隙保护的问题，当中性点接地的主变压器需要检修时，再将中性点不接地的主变压器中性点接地，保证零序综合阻抗不变。
当发生单相接地故障、非全相运行故障或遭受雷击时，中性点不接地的主变压器中性点会产生很高的过电压，因此，部分主变压器中性点要求加装间隙保护。
关键词：变压器；中性点；间隙击穿；继电保护引言针对一起线路单相故障引起主变压器中性点间隙击穿故障，分析故障发生时主变压器中性点暂态过电压和零序保护整定值，提出增大中性点间隙大小和调整保护动作时间的建议，使有效接地系统非全相运行时保护不动作，保护主变压器中性点绝缘免受雷击损坏。
1概述在我国电力系统中，220kV变压器通常采用部分中性点接地方式以降低单相故障短路电流，但110kV及以上系统变压器中性点多采用分级绝缘，绝缘水平较低，需加装保护，目前采用变压器中性点棒间隙或间隙并联避雷器等方式防止过电压对中性点绝缘的损坏，但在实际运行中又产生了新的问题：在非全相运行、雷击等过程中产生暂态过电压很容易引起主变压器中性点间隙击穿。
为了防范类似故障的发生，减少变压器不必要停运，建议一方面从变压器中性点一次保护方面解决单相接地等故障引起变压器中性点间隙异常击穿的问题，另一方面从变压器中性点二次保护动作延时方面采取补救措施，避免区外故障时保护误动作。
2有关主变压器中性点间隙保护的几个问题2.1问题1当发生单相接地故障时，先跳开中性点不接地的主变压器。
当故障还存在时，再跳中性点接地的主变压器。
这个跳闸逻辑对吗?不对。
这种方式是将变电站所有主变压器的零序电流保护的出口横向联系起来，去启动一个公共出口元件。
当系统或主变压器内部发生单相接地故障时，中性点接地的主变压器的零序保护动作，启动公共出口元件先跳开中性点不接地变压器。
当故障还存在时，再跳中性点接地变压器。
该方式容易造成全变电站一次切除多台甚至所有主变压器。
220kV和110kV主变压器中性点过电压保护配置与使用意见（试行）一、主变压器中性点接地方式要求500kV-110kV主变压器中性点接地方式应遵循DL/T 559-94《220-500kV电网继电保护装置运行整定规程》和DL/T 584-95 《3-110kV电网继电保护装置运行整定规程》的有关规定，并兼顾各电压等级主变压器中性点绝缘水平。
1. 自耦变压器中性点必须直接接地运行。
2. 220kV分级绝缘变压器中性点接地运行方式的安排，应按照DL/T 559-94《220-500kV电网继电保护装置运行整定规程》第4.1.4条执行，并应考虑变压器中性点绝缘水平：当主变压器220kV侧中性点绝缘等级为110kV时，220kV侧中性点可不接地运行；当220kV 主变压器的110kV侧中性点绝缘等级为66kV时，110kV侧中性点可不接地运行；当主变压器110kV侧中性点绝缘等级为44kV时，中性点一般应直接接地运行；当主变压器110kV侧中性点绝缘等级为35kV时，110kV侧中性点必须直接接地运行；当220kV主变压器中压侧或低压侧有并网小电源时，220kV侧和110kV侧中性点均宜直接接地运行，220kV进线侧宜配置线路保护。
3. 110kV分级绝缘变压器中性点接地运行方式的安排，应按照DL/T 584-95《3-110kV电网继电保护装置运行整定规程》第4.1.3.4条执行，并应考虑变压器中性点绝缘水平：当主变压器中性点绝缘等级为66kV 时，中性点可不接地运行；当主变压器中性点绝缘等级为44kV 时，中性点一般应直接接地运行，当主变压器中性点绝缘等级为35kV 时，中性点必须直接接地运行。
4．电网变压器中性点接地方式应尽量保持变电所零序阻抗基本不变。
云南电网主变压器中性点接地运行数目均由省调统一分配及管理，各运行单位不得随意更改，需要改变变压器中性点运行方式时，应事先得到省调同意。
在操作过程中允许某一厂站中性点接地数短时超过规定。
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。
（2）单相接地故障引起的工频过电压系统以有效接地方式运行发生单相接地故障，由对称系统过渡到不对称系统，变压器中性点出现工频过电压，过电压幅值可由系统零序阻抗、正序阻抗采用对称分量法计算，最大不超过0.6倍系统最高运行相电压。
此情况下，间隙不应动作。
系统故障前以有效接地方式运行，但因接地故障断路器跳闸后形成局部不接地系统，且变压器低压侧有电源时，变压器中性点位移电压将上升至相电压，该电压对中性点绝缘水平较低的分级绝缘变压器构成威胁。
此情况下，间隙应动作。
（3）非全相运行时在中性点引起的过电压系统在单相重合闸、线路熔断器非全相熔断、线路断线、断路器单相或两相拒动/不同期切合时，中性点会出现异常的过电压，过电压幅值可达2.0倍系统最高运行相电压，危及110～220kV中性点不接地变压器的中性点绝缘。
此情况下，宜装设间隙保护，当继电保护装置设置有缺相保护时，也可装设无间隙MOA保护。
2 变压器中性点间隙距离计算原则（1）系统以有效接地方式运行发生单相接地故障时，中性点棒间隙不应动作。
系统以有效接地方式运行，发生单相接地故障后，在中性点直接接地系统中，变压器中性点产生的稳态过电压为：式（1）式中：为振荡系数；为最高运行相电压；（系统零序电抗/系统正序电抗）。
中性点棒间隙的工频击穿电压有效值应满足式（2）要求：式（2）式中：为棒间隙的工频击穿电压有效值，kV；为安全系数，对外绝缘取值为1.05；为大气修正系数，（其中H为设备安装地点的海拔高度，单位m；为指数，对空气间隙的工频击穿电压、雷电击穿电压，取值1.0）；σ为空气间隙工频击穿电压的标准偏差，一般取值0.03。
（2）间隙的工频击穿电压应低于变压器中性点的短时工频耐受电压。
为保护变压器中性点绝缘，应使间隙的工频击穿电压低于变压器中性点的1min短时工频耐受电压：式（3）式中：为变压器中性点的1min短时工频耐受电压有效值，kV。
（3）间隙的工频击穿电压应低于并联避雷器的持续运行电压。
为避免间隙并联避雷器长时间运行在工频过电压下而导致其损坏甚至爆炸，宜使间隙的工频击穿电压低于避雷器的持续运行电压（若配合有困难，可提高至避雷器的额定电压，但故障必须在10s内切除）：式（4）式中：为避雷器的持续运行电压有效值，kV。
（4）间隙的雷电冲击击穿电压应低于变压器中性点的雷电冲击耐受电压。
为保护变压器中性点绝缘，应使间隙的雷电冲击击穿电压低于变压器中性点的额定雷电冲击耐受电压：式（5）式中：-棒间隙的50%雷电冲击击穿电压（峰值），kV;为变压器中性点的雷电冲击耐受电压（峰值），kV。
（5）根据棒间隙击穿电压计算值，对照棒间隙击穿电压曲线，查取对应的棒间隙值（最大值、最小值），选取用于设备订货的棒间隙可调范围，形成可广泛使用的标准化通用设计值。
3 变压器中性点保护间隙距离计算实例3.1 设备参数根据《绝缘配合第1部分定义、原则和规则》GB 311.1-2012要求，110～220kV变压器中性点额定耐受电压参数如下：表1 110kV～220kV变压器中性点额定耐受电压数据来源110kV主变中性点（不固定接地方式下）220kV主变中性点（不固定接地方式下）雷电冲击耐受电压（峰值，kV）短时工频耐受电压（有效值，kV）雷电冲击耐受电压（峰值，kV）短时工频耐受电压（有效值，kV）GB311.1国标要求值25095400200注：表中耐受电压基于设备运行条件为正常环境条件，已按海拔1000m进行了修正。
根据《交流无间隙金属氧化物避雷器》GB 11032-2010要求，110kV～220kV 变压器中性点MOA标准参数如下：表2 110kV～220kV变压器中性点MOA标准参数主变压器中性点避雷器额定电压（kV）持续运行电压（kV）标称放电电流（kA）1.5kA雷电冲击电流下的最大残压（峰值，kV）110kV中性点避雷器7258 1.5186220kV中性点避雷器144116 1.53203.2 系统参数110～220kV系统中性点采用有效接地方式，国标GB/T 50064-2014要求在各种条件下系统的零序电抗与正序电抗之比（）应为正值并且不应大于3。
现状系统参数经常出现系统零序电抗略小于正序电抗的情况，例如。
根据中性点稳态过电压计算公式（1）分析可知，的比值越大，稳态过电压的数值越高；的比值越小，稳态过电压的数值越低。
鉴于保护间隙设备参数选取宜满足通用性要求，取110～220kV系统计算条件为：（适用于当前电网大部分情况，若有特例，应按实际比值计算）。
3.3 间隙距离计算示例3.3.1 110kV变压器中性点保护间隙距离计算计算条件：海拔H=1000m；；110kV变压器中性点绝缘水平取国标要求值，雷电冲击耐受电压250kV（峰值），短时工频耐受电压95kV（有效值）。
Step1：计算大气修正系数。
Step2：系统以有效接地方式运行发生单相接地故障时，中性点棒间隙不应动作。
系统以有效接地方式运行，发生单相接地故障后，在中性点直接接地系统中，变压器中性点产生的稳态过电压为：（）（）中性点棒间隙的工频击穿电压有效值应满足：（）（）Step3：间隙的工频击穿电压应低于变压器中性点的短时工频耐受电压。
因110kV变压器中性点绝缘水平的国标要求值短时工频耐受电压95kV（有效值）已按海拔1000m进行了修正，此处计算中取。
Step4：间隙的工频击穿电压应低于并联避雷器的持续运行电压。
Step5：间隙的雷电冲击击穿电压应低于变压器中性点的雷电冲击耐受电压。
因110kV变压器中性点绝缘水平的国标要求值雷电冲击耐受电压250kV（峰值）已按海拔1000m进行了修正，此处计算中取。
Step6：保护间隙取值。
综上，间隙的工频击穿电压、雷电冲击击穿电压满足以下条件：间隙的工频击穿电压（有效值）：；间隙的雷电冲击击穿电压（峰值）：。
对照棒间隙击穿电压曲线（基于海拔H=0m条件下），查取间隙可调范围：工频击穿电压要求的间隙范围：；雷电冲击击穿电压要求的间隙范围：。
小结：海拔H=1000m条件下，系统参数满足，110kV变压器中性点采用GB 311.1标准绝缘水平或高于标准绝缘水平，中性点避雷器采用标准参数时，110kV变压器中性点的保护间隙距离可取。
具体项目保护间隙距离整定值需根据其实际值采用上述流程计算得出。
3.3.2 高海拔地区变压器中性点保护间隙距离计算工程实际运行环境条件多变，为便于设备统一设计及制造，实际运用中可将海拔高度划分为5档：0m、1000m、2000m、3000m、4000m。
根据前述计算流程，分别计算各档位海拔条件下变压器中性点保护间隙距离。
海拔（大气）修正系数计算结果见下表：表3 海拔修正系数海拔高度（m）010002000300040001.0 1.131 1.278 1.445 1.6340.885 1.0 1.131 1.278 1.445当系统参数取，变压器中性点采用GB 311.1要求的标准绝缘水平，中性点避雷器采用标准参数时，各档位海拔条件下变压器中性点保护间隙击穿电压要求值的计算结果见表4。
根据表4计算结果，对照棒间隙击穿电压曲线（基于海拔H=0m条件下），查取间隙距离的要求范围，详见表5。
表4 保护间隙击穿电压要求值海拔高度（m）01000200030004000 110kV变压器中性点保护间隙的工频击穿电压要求（kV，有效值）26.05（35.97）＜U bg＜50.6829.45（40.67）＜U bg＜57.3033.30（45.98）＜U bg＜64.7737.64（51.98）＜U bg＜73.2342.56（58.77）＜U bg＜82.79110kV变压器中性点保护间隙的雷电冲击击穿电压要求（kV，峰值）U bL＜193.21U bL＜218.44U bL＜246.95U bL＜279.19U bL＜315.64220kV变压器中性点保护间隙的工频击穿电压要求（kV，有效值）52.10（71.95）＜U bg＜101.3558.90（81.34）＜U bg＜114.5966.59（91.96）＜U bg＜129.5475.28（103.96）＜U bg＜146.4685.11（117.53）＜U bg＜165.57220kV变压器中性点保护间隙的雷电冲击击穿电压要求（kV，峰值）U bL＜309.14U bL＜349.50U bL＜395.12U bL＜446.70U bL＜505.02备注：保护间隙的工频击穿电压最小要求值按边界值计算，括号外数据按计算得出，括号内数据按计算得出。
表5 保护间隙距离要求值海拔高度（m）01000200030004000工频击穿电压要求的110kV变压器中性点保护间隙距离L整定要求（mm）92.10(127.17)＜L＜179.18104.12（143.79）＜L＜202.59117.73（162.56）＜L＜228.99133.08（183.78）＜L＜258.91150.47（207.78）＜L＜292.71雷电冲击击穿电压要求的110kV变压器中性点保护间隙距离L 整定要求（mm）L＜189.82L＜227.66L＜270.43L＜318.78L＜373.45工频击穿电压要求的220kV变压器中性点保护间隙距离L整定要求（mm）184.20（254.38）＜L＜358.33208.24（287.58）＜L＜405.14235.43（325.13）＜L＜459.93266.16（367.55）＜L＜517.81300.91（415.53）＜L＜585.38雷电冲击击穿电压要求的220kV变压器中性点保护间隙距离L 整定要求（mm）L＜363.71L＜424.25L＜492.68L＜570.06L＜657.53备注：保护间隙距离L整定要求按边界值计算，括号外数据按计算得出，括号内数据按计算得出。
