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

变压器的零序保护的配置原则是什么?变压器的零序保护的配置原则是什么？答：（1）中性点直接接地电网的变压器应装设零序（接地）保护作为变压器主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护。

（2）当变压器中性点同时装设有避雷器和放电间隙时，应装设零序电流保护作为变压器中性点直接接地运行时的保护，并增设一套反映间隙放电电流的零序电流保护和一套零序电压保护作为变压器中性点不接地运行时的保护。

后者作为间隙放电电流的零序电流保护的后备保护。

（3）自耦变压器的零序保护的不能接在中性线回路的电流互感器上，应接在本侧的零序电流滤过器上，并且高、中压侧加装方向元件，以保证选择性。

110kV、220kV中性点直接接地电力网装设保护的一般规定英文词条名：1 全绝缘变压器。

应按规定装设零序电流保护，并增设零序过电压保护。

当电力网单相接地且失去接地中性点时，零序过电压保护经0.3～0.5S 时限动作于断开变压器各侧断路器。

2A.中性点装设放电间隙时，应按规定装设零序电流保护，并增设反应零序电压和间隙放电电流的零序电流电压保护。

当电力网单相接地且失去接地中性点时，零序电流电压保护约经0.3～0.5S 时限动作于断开变压器各侧断路器。

B.中性点不装设放电间隙时，应装设两段零序电流保护和一套零序电流电压保护。

零序电流保护第一段设置一个时限，第二段设置两个时限，当每组母线上至少有一台中性点接地变压器时，第一段和第二段的较小时限动作于缩小故障影响范围。

零序电流电压保护用于变压器中性点不接地运行时保护变压器，其动作时限与零序电流保护第二段时限相配合，用以先切除中性点不接地变压器，后切除中性点接地变压器。

当某一组母线上的变压器中性点都不接地时，则不应动作于断开母线联络断路器，而应当首先断开中性点不接地的变压器，此时零序电流保护可采用一段，并带一个时限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保护间隙1.保护间隙protective gap带电部分与地之间用以限制可能发生最大过电压的间隙。

直流母线电压监视装置原理图-------------------------------------------1 直流绝缘监视装置----------------------------------------------------------1 不同点接地危害图----------------------------------------------------------2 带有灯光监视的断路器控制回路(电磁操动机构)--------------------3 带有灯光监视的断路器控制回路(弹簧操动机构)--------------------5 带有灯光监视的断路器控制回路(液压操动机构)-------- -----------6 闪光装置接线图(由两个中间继电器构成)-----------------------------8 闪光装置接线图(由闪光继电器构成)-----------------------------------9 中央复归能重复动作的事故信号装置原理图-------------------------9 预告信号装置原理图------------------------------------------------------11 线路定时限过电流保护原理图------------------------------------------12 线路方向过电流保护原理图---------------------------------------------13 线路三段式电流保护原理图---------------------------------------------14 线路三段式零序电流保护原理图---------------------------------------15 双回线的横联差动保护原理图------------------------------------------16 双回线电流平衡保护原理图---------------------------------------------18 变压器瓦斯保护原理图---------------------------------------------------19 双绕组变压器纵差保护原理图------------------------------------------20 三绕组变压器差动保护原理图------------------------------------------21 变压器复合电压启动的过电流保护原理图---------------------------22 单电源三绕组变压器过电流保护原理图------------------------------23 变压器过零序电流保护原理图------------------------------------------24 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------24线路三相一次重合闸装置原理图---------------------------------------26自动按频率减负荷装置(LALF)原理图--------------------------------29储能电容器组接线图------------------------------------------------------29小电流接地系统交流绝缘监视原理接线图---------------------------29变压器强油循环风冷却器工作和备用电源自动切换回路图------30变电站事故照明原理接线图---------------------------------------------31开关事故跳闸音响回路原理接线图------------------------------------31二次回路展开图说明(10KV线路保护原理图)-----------------------32直流回路展开图说明------------------------------------------------------331、图E-103为直流母线电压监视装置电路图，请说明其作用。

什么叫主变零序电压保护？1.中性点直接接地运行时的零序保护变压器零序保护由零序电流保护组成，电流元件接到变压器中性点电流互感器的二次侧。

为提高可靠性和满足选择性，变压器中性点均配置两段式零序电流保护，每段均设置两个延时。

零序保护I段的动作电流延时t1和t2与相邻元件单相接地保护I段相配合。

一般取t1=0.5～1.Os，而取t2=t1+△t为时限阶段。

零序保护I段以t1延时动作于母线解列，以缩小故障影响范围；动作后仍不能消除故障，再以t2延时动作于发变组解列灭磁。

设置I段的目的主要是对付母线及其附近的短路，因这类故障对电力系统影响特别严重，应尽快切除。

零序保护Ⅱ段的动作电流及相应的延时t3和t4与相邻元件零序保护的后备段相配合，而t4=t3+△t。

t3作用于母线解列，t4作用于解列灭磁。

为防止变压器与系统并列之前，在变压器高压侧发生单相接地而误跳母联断路器，零序保护动作于母线解列的出口回路应经主变高压侧断路器的辅助触点闭锁。

2.主变中性点不接地运行时的零序保护22OKV及以上的大型变压器高压绕组均采用分级绝缘，绝缘水平偏低，例如220kV变压器中性点冲击耐压为400kV，l0 min；工频耐压为200kV。

主变不接地运行时，单相接地故障引起的工频过电压将超过变压器中性点绝缘水平。

如220kV主变最高工作电压为242kV，而其中性点不能长时间耐受242/√3=140kV的稳态电压，同时暂态电压值可能高达252kV（取暂态系数为1.8），超过了工频过电压允许值200kV，这时中性点避雷器可能会在暂态过电压下放电。

避雷器按冲击过电压设计，热容量小，在工频过电压下放电后不能灭弧，将造成避雷器爆炸。

另外在系统故障引起断路器非全相跳、合闸时，若发生失步也会使中性点与地之间最高电压超过中性点耐压允许值，甚至引起避雷器爆炸。

对此,前述零序保护往往不能起到保护作用，故目前在变压器中性点装设了放电间隙作为过电压保护。

直流母线电压监视装置原理图-------------------------------------------1直流绝缘监视装置----------------------------------------------------------1不同点接地危害图----------------------------------------------------------2带有灯光监视的断路器控制回路(电磁操动机构)--------------------3带有灯光监视的断路器控制回路(弹簧操动机构)--------------------5带有灯光监视的断路器控制回路(液压操动机构)-------- -----------6闪光装置接线图(由两个中间继电器构成)-----------------------------8闪光装置接线图(由闪光继电器构成)-----------------------------------9中央复归能重复动作的事故信号装置原理图-------------------------9预告信号装置原理图------------------------------------------------------11线路定时限过电流保护原理图------------------------------------------12线路方向过电流保护原理图---------------------------------------------13线路三段式电流保护原理图---------------------------------------------14线路三段式零序电流保护原理图---------------------------------------15双回线的横联差动保护原理图------------------------------------------16双回线电流平衡保护原理图---------------------------------------------18变压器瓦斯保护原理图---------------------------------------------------19双绕组变压器纵差保护原理图------------------------------------------20三绕组变压器差动保护原理图------------------------------------------21变压器复合电压启动的过电流保护原理图---------------------------22单电源三绕组变压器过电流保护原理图------------------------------23变压器过零序电流保护原理图------------------------------------------24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------24线路三相一次重合闸装置原理图---------------------------------------26自动按频率减负荷装置(LALF)原理图--------------------------------29储能电容器组接线图------------------------------------------------------29小电流接地系统交流绝缘监视原理接线图---------------------------29变压器强油循环风冷却器工作和备用电源自动切换回路图------30变电站事故照明原理接线图---------------------------------------------31开关事故跳闸音响回路原理接线图------------------------------------31二次回路展开图说明(10KV线路保护原理图)-----------------------32直流回路展开图说明------------------------------------------------------331、图E-103为直流母线电压监视装置电路图，请说明其作用。

浅谈主变低压侧中性点经小电阻接地零序电流保护的应用摘要：对中性点经小电阻接地系统的接地方式及工作原理作了简单介绍，同时提出零序电流保护的优点具有简单、可靠、动作正确率高，受弧光及接地电阻影响小，不受负荷及振荡影响，这些优点都只能在选择适当合理的运行方式并正确的整定才能得到发挥。

关键词：中性点小电阻接地零序电流保护0引言内蒙古地区风能资源十分丰富，在全区118.3万平方公里的土地上，风能总储量约8.98亿千瓦，可开发利用量1.5亿千瓦，占全国可开发利用风能储量的40%。

做为具有得天独厚条件的锡林郭勒盟，正是抓住了风电快速发展这一时机，风能资源得到了开发和利用，然而风力风电的迅猛发展也对继电保护提出了更高的要求，因此主变低压侧中性点经小电阻接地后，零序电流保护得到了广泛的应用。

1.变压器中性点接地方式及工作原理1.1接线方式风电场主变低压侧中性点采用电阻接地方式时，若主变为y0接线，其中点可接接入电阻（见图1a）；若为△接线，则需外加接地变压器造成一个中性点（见图1b、c、d）。

外加接地变压器零序阻抗要小，其接线为y0/△或z；接地电阻可以直接接在y0/△或 z 接线的高压侧中性点，也可以接在 y0/△接线低压侧开口三角上。

1.2中性点经电阻接地方式的基本原理接地变压器作为人为中性点接入电阻，接地变压器的绕组在电网正常供电情况下阻抗很高，等于励磁阻抗，绕组中只流过很小的励磁电流；当系统发生接地故障时，绕组将流过正序、负序和零序电流，而绕组对正序、负序电流呈现高阻抗、对于零序电流呈现较低阻抗，因此，在故障情况下会产生较大的零序电流。

在中性点接入ct，将电流检测出来送至电流继电器，就可以进行有选择性快速保护。

另，接入电阻rn，能有效抑制接地过电压。

中性点接入电阻rn后，电网中的c0与rn形成一个rc放电回路，将电弧接地累的电荷按e-t/r（r=3r0c0）规律衰减。

这样，就能有效抑制电弧接地过电压，提高保护动作的快速性和灵敏性；为降低中压系统的绝缘水平提供可能，并能较好地保证人身安全；另外，在中性点经小电阻接地电网正常运行中，由于中性点接地电阻的强阻尼作用，中性点位移远小于中性点不接地电网的中性点位移电压（约为1/5左右）。

2．1 介绍常规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TA.的二次电流310,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. 2A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。

220kV变压器中性点间隙保护问题探究摘要：对于电力系统中110kV及以上电压等级的中性点直接接地系统，中性点直接接地数目，直接影响整个网络零序电流的大小和分布，进而影响零序过流保护的适应性和整定计算。

一般双主变或多主变并列运行的变电站，为保证系统为直接接地系统，其中1台主变中性点直接接地运行，其余主变中性点经间隙接地运行。

变电运维人员通常根据调度指令对主变中性点接地方式进行切换倒闸操作。

并同时需要对主变中性点零序、间隙保护投压板进行投退，跟随中性点接地运行方式进行中性点零序、间隙保护的切换。

基于此，本篇文章对220kV变压器中性点间隙保护问题进行研究，以供参考。

关键词：220kV；变压器；中性点；间隙保护问题引言直流输电系统以大地回线方式运行时，易导致交流变压器中性点直流电流过大，发生直流偏磁，因此一般需在变压器中性点加装中性点隔直装置，保证交流变压器的可靠运行。

本文对某电厂在220kV变压器中性点隔直装置保护间隙发生的误击穿现象进行故障分析与研究，并提出相应的解决措施。

1主变零序保护、间隙保护原理对于直接接地系统内的变压器，当变压器中性点直接接地时，零序电流保护作为接地短路故障的后备保护；当中性点经间隙接地时，间隙保护作为接地故障的后备保护。

放电间隙击穿后产生的间隙电流I0和在接地故障时在故障母线TV 的开口三角绕组两端产生的零序电压U0构成"或"逻辑，组成间隙保护，即间隙保护包括间隙电流保护和间隙电压保护220kV直接接地系统中母线电压互感器变压比为220/姨3/0.1/姨3/0.1，间隙保护动作电流通常整定为100A，间隙保护动作电压通常整定为180V。

原理如图1所示。

2引起中性点隔直装置间隙击穿原因分析变压器空载合闸后的三相励磁涌流和三相电压不对称，使得变压器中性点流过高幅值、高频率的励磁涌流，并产生高幅值的暂态过电压。

即使变压器中性点通过隔直装置的旁路开关直接接地，由于变压器中性点与隔直装置之间、隔直装置与变电站接地网之间的连接电缆较长，且隔直装置内部组件之间的连接导体存在寄生电感，具有瞬变特性的电流流经该电感，会在变压器隔直装置电容器及保护间隙两端产生高幅值的暂态过电压，从而使得中性点隔直装置的保护间隙发生击穿现象。

变压器间隙保护的构成和作用
对于中性点不接地运行的变压器，当系统发生接地故障时会在变压器中性点产生高电压，从而威胁变压器的绝缘。

为此当中性点不接地时，我们会在变压器中性点与大地之间设置放电间隙，当因接地故障而在变压器中性点产生高电压时，通过放电间隙击穿的方式保证中性点的电位不至于威胁到变压器的安全。

当然这种方式还只是保证变压器本身安全的权宜之计而已，对于这种情况我们最需要做的还是切除系统故障。

为此变压器保护设置了间隙保护，间隙保护在变压器中性点不接地时投入。

间隙保护采用零序电流继电器和零序电压继电器并联的方式构成，经短延时（一般为0.5秒）出口跳闸。

当系统发生接地故障时，如果高电压尚不足以使放电间隙击穿，那么接在母线TV零序电压回路的零序电压继电器在合理整定的前提下会动作；如果放电间隙击穿，那么接在间隙与大地之间的间隙电流TA中流过的电流又会使零序电流继电器动作；如果接地故障
为间歇性弧光接地，则会出现零序过压继电器和零序电流继电器交替动作的情况，也不至于出现使间隙保护的时间元件返回的问题；当间隙保护延时达到，保护出口跳开变压器各侧断路器从而切除故障。

在有的变压器保护配置方式中，间隙保护中的零序过压和零序过流的功能是分开的。

我们把它们分别称作零序过压和间隙过流。

但我们应该清楚两者是同一种保护的构成部分，在投退操作应一起进行。

电力基础知识基本技能（电力工程识图题）1、D4BY01-Z16001.在下表中标注出各电气设备的名称：2、D4BY01-Z16002.描述出下列文字符号所代表含义：3、D4BY01-Z16003.标注各电气设备的名称（）（）（）答：（线圈）（常开触点）（常闭触点）4、D4BY01-Z16004.图为闪光装置的接线图。

说明其作用。

答：(1)它的作用是当断路器事故跳闸时使绿灯闪光。

按下按钮SB，则负极经白灯HW到闪光小母线WF，再经闪光继电器SGJ到正极，该回路接通。

电容器C充电，加到继电器线圈上电压逐渐升高，升高到一定数值，继电器动作，常闭触点断开。

断开后，电容器经线圈放电，电压逐渐下降。

降到一定数值，常闭触点又闭合，电容器又充电。

如此反复充电和放电，使得常闭触点时断时合，因而使接到闪光小母线与负极之间的灯HW闪光。

(2)两块中间继电器组成的闪光电路。

正常时，+L经常闭触点2WC、线圈1WC充电到闪光母线SM 上，电路中断。

中间继电器1KM、2KM均在失磁状态。

信号灯HW发平光。

按下试验按钮SB，SM经常开触点SB、白灯HW到L-母线形成通路，1KM通过电流动作，信号灯HW暗光。

由于1KM常开触点闭合，2KM通过电流动作，常开触点闭合，信号灯亮光。

2KM常闭触点断开使1KM断电，其常开触点断开，使2KM失磁，其常开触点断开，常闭触点闭合，1KM又通过电流动作，信号灯HW暗光。

就这样一亮一暗的循环闪光，直到试验按钮复归或者闪光母线引出的动作回路断开为止。

5、D4BY01-Z16005.如图变压器强油循环风冷却器工作和备用电源自动切换回路的切换过程。

答：如图所示，变压器在投入电网之前，先将SA开关手柄置于Ⅰ工作Ⅱ备用，或者Ⅱ工作Ⅰ备用位置。

当变压器投入电网时，1KM常闭触点接通；1KV1、2KV1带电常开触点接通，起动1KV、2KV使常闭触点断开；假定SA开关手柄在位，则SA1-2接通起动1KL接触器，1KL主触头闭合由工作电源(Ⅰ)供电。

零序方向过流保护小结变压器高压侧（110kV及以上）及中压侧一般为中性点直接接地系统(又称大接地电流系统),当发生接地短路时,将出现很大的零序电流,对变压器的电气性能产生极大的危害,因此必须配备接地短路保护。

变压器单相接地短路的主保护为比率制动式差动或零序差动，同时应装设后备保护，作为变压器高压绕组和相邻元件接地故障的后备。

一、变压器接地后备保护概述变压器因其绝缘水平和接地方式的不同，所配置的接地短路后备保护也不同。

对于全绝缘变压器，中性点装设接地隔离刀闸和避雷器，隔离刀闸闭合为中性点直接接地方式，隔离刀闸断开为中性点不接地运行方式。

中性点直接接地运行时用零序过流保护，中性点不接地运行时用零序过压保护。

对于分级绝缘变压器，若其中性点绝缘水平低，中性点必须直接接地，若其中性点绝缘水平较高，则中性点可以直接接地，也可在系统不失去接地点的情况下不接地运行，其大多装设放电间隙。

在220kV 系统中的变压器，他们的中性点仅部分接地，另一部分不接地。

当发生接地故障时应先跳开不接地变压器，然后跳开接地变压器。

因此，这类变压器接地后备保护的配置需要考虑该变压器中性点在系统中的接地情况。

对于中性点未装设放电间隙的分级绝缘变压器，若其中性点直接接地，则用零序过流保护，若其中性点不接地，则用零序联跳保护。

对于中性点装设放电间隙的分级绝缘变压器，中性点直接接地运行时用零序过流保护，中性点不接地时用间隙零序保护。

综上所述，中性点直接接地变压器的接地故障后备保护无一例外地采用零序过流保护，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。

二、零序方向过流保护逻辑零序方向过流保护一般由“零序过流元件”和“零序方向元件”相与构成，如果带零序电压闭锁，图1 零序方向过流保护逻辑框图零序电压闭锁元件的零序电压取自TV开口三角。

零序过流元件的零序电流可以自产，也可取自中性点零序TA。

零序方向元件的方向电压，可以取开口三角电压，也可以取自产，但方向电流必须取自产，而不能取中性点专用零序TA的电流。

110kV变压器中性点接地方式与零序保护配置发表时间：2017-12-30T18:24:35.563Z 来源：《电力设备》2017年第24期作者：胡妹鲍乐[导读] 摘要：本文首先分析了变压器中性点接地方式的优点，然后分析了其缺点，最后分析了变压器中性点接地方式的电压和中性点保护方式。

（国网聊城供电公司）摘要：本文首先分析了变压器中性点接地方式的优点，然后分析了其缺点，最后分析了变压器中性点接地方式的电压和中性点保护方式。

关键词：110kV；变压器；保护装置我国经济发展严重依赖电力系统的保障。

变压器作为影响电力系统运行的稳定与效率的重要组成部分，关乎经济运行的基础保障到位与否，一旦某个环节出现故障，将带来巨大的损失。

变压器中性点接地方式可以分为中性点无效接地和中性点有效接地。

中性点接地方式对电网的继电保护、过电压水平、绝缘水平、人身设备安全等有重要影响，所以接地方式的选择要经过多方面因素的综合评估才能确定，其中包含电网投入资本、稳定运行的可靠性、应用的经济性等多方面考量。

深入研究中性点的接地方式和零序保护装置至关重要。

一、110kV变压器中性点接地方式分析（一）110KV变压器中性点接地方式的优点 1、装置简易中性点接地方式可以省略“失地”继保装置。

由于其接地方式的统一，可以很好地简化继保装置，避免了孤立的不接地电网形式，对于提高电网的稳定可靠有很大的帮助。

2、方案操作性高110kV变压器中性点接地对绝缘要求较低，其绝缘水平可下降到20kV等级，也不会出现高幅值过电压，其全波冲击耐压可提升到125kV，工频耐压每分钟可达到55kV。

意味着可省略避雷和棒间隙等装置，对提升电网的安全稳定有很大效果。

3、实用性强中性点接地方式的实用性很强，其保护装置简单可靠，能够起到很好的继电保护作用。

此外，只需选择合适的小电抗值，经过小电抗接地，就能使变压器达到接地作用，而且，断路器的作用不受单相短路电流的限制。

（二）110KV变压器中性点接地方式的不足 1、继电保护选择困难中性点接地的“失地”保护实际使用的稳定可靠性不高，易出现误动操作，且电网要设置防止孤立的不接地保护状况，一旦电路系统出现故障，就会出现零序过电压或间隙电流，导致与故障无关的装置出现跳闸，或是应该跳闸的装置保护没有及时响应，增加了装置的运行复杂性。