主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题的解决措施

间隙保护、零序保护的
说明
-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
这个问题需分两种情况说明：1、独立TA方式。

该方式为主变直接零序过流取自主变套管中性点TA，间隙零序过流取自与放电间隙相串联的TA。

该方式下两种保护TA相互独立，无论中性点接地与否，两种保护同时投入而不会出问题。

证明如下：设两TA变比相同，则通常直接零序过流定值与时限应大于间隙零序过流定值与时限。

（1）、如主变中性点经间隙接地时间隙击穿，此时两TA流过相同电流，由间隙零序过流保护正确动作跳闸，如间隙过流保护拒动则可由直接零序过流保护作为后备动作跳闸。

（2）、当主变中性点直接接地，如系统发生接地故障，直接零序过流保护中将流过零序电流，而由于中性点地刀合位将间隙TA旁路，故间隙过流保护中将无电流流过，最终直接零序过流保护正确动作跳闸，间隙过流保护不会误动。

2、复用TA方式。

该方式为主变中性点无间隙TA，故二次接线将主变套管中性点TA二次电流串联接入直接零序过流保护和间隙零序过流保护通道。

该方式下两种保护复用同一TA，如果保护同时投入将可能发生误动作。

证明如下：（1）、如果主变中性点经间隙接地时间隙击穿，此时两保护流过相同电流，由间隙零序过流保护正确动作跳闸。

（2）当主变中性点直接接地，如系统发生接地故障，直接零序过流和间隙零序保护中将流过相同的零序电流，如果该电流大于间隙零序过流定值而小于直接零序过流定值，间隙过流保护将误动；即使故障电流大于零序过流定值，间隙过流保护也将提前误动出口。

因此，应分清自己所辖变电站的一次TA安装情况究竟属于哪种情形，再结合二次回路进行思考。

2。

变压器是电力系统中非常重要的设备，用于将电压从一个电路传递到另一个电路，并且能够根据需要改变电压的大小。

在变压器的运行过程中，常常会受到各种外部和内部因素的影响，可能会出现各种故障。

为了保证变压器的安全运行，需要对其进行有效的保护。

变压器保护系统主要包括间隙保护和零序保护，这两种保护方式对于保护变压器的安全运行起到了至关重要的作用。

下面将从间隙保护和零序保护的投退原则进行详细介绍。

1. 间隙保护的原理和作用间隙保护是变压器保护系统中的一个重要组成部分，它主要是用来检测变压器绕组与油箱、绝缘套管等之间的电气间隙是否存在故障，一旦出现故障、如绕组与油箱之间发生击穿或绝缘老化，会导致电气间隙减小，这时候间隙保护就会及时动作，保护变压器不受到损坏。

2. 间隙保护的投退原则（1）间隙保护的投入条件a. 当变压器运行时，间隙保护设备首先要处于工作状态；b. 当间隙阻抗变化达到设定值时，间隙保护设备要及时动作；c. 当变压器绕组与油箱、绝缘套管之间发生故障时，间隙保护设备要及时动作。

（2）间隙保护的退去条件a. 当变压器停机时，间隙保护设备应退去；b. 当间隙阻抗变化不再存在故障时，间隙保护设备应退去。

3. 零序保护的原理和作用零序保护是用于检测变压器绕组的接地故障，防止接地故障的持续发展，保护变压器及其周边设备的安全运行。

4. 零序保护的投退原则（1）零序保护的投入条件a. 当变压器运行时，零序保护设备首先要处于工作状态；b. 零序电流超过设定值时，零序保护设备要及时动作；c. 当变压器绕组发生接地故障时，零序保护设备要及时动作。

（2）零序保护的退去条件a. 当变压器停机时，零序保护设备应退去；b. 当零序电流恢复正常时，零序保护设备应退去。

变压器的间隙保护和零序保护是保证变压器安全运行的重要手段，它们的投退原则是确保在变压器正常运行时保护设备处于工作状态，及时发现并阻止故障的发展，同时确保变压器停机时保护设备能够及时退出，避免不必要的干扰。

110kV某变电站是110kV电网核心变电站机构之一，其主要职责即为乡镇企业单位供电和百姓群体供电，内在正常负荷12MVA 装配备1台数量的110kV主变压器设备，最终联络站点电压均为220kV。

110kV侧选取内桥接线模式为主要操作手段，以桥背投模式为主，分位处位置为分段101断路器设备，需要注意的是，此时35KV线路回数量为2，10kV线路回数量为5，在中低压侧位置处并无并网线路状况存在。

1故障情况要点分析某变电站110kV线路万赞I线发生V相接地短路不良状况，基础性故障距离为9km，I线距离I段保护行为，52ms之后171断路器设备实施跳开态势，此时相关线路被切除，1801ms之后重合闸动作，此时故障被定性为基本排除。

110kV变电站故障发生瞬间，后备保护结构系统正常运行，551ms间隙保护1出口，间隔1ms之后则顺利进行2出口保护，此时主变压器设备三侧对应电路前设备均被断开，失电状态开始波及开来，具体负荷损失量度为12mva，分支变电站220V1号主变压器设备110kV侧中性点和2号主变压器设备110kV侧中性点均接地。

2故障成因及排查要点分析因为此变电站2号主变压器设备定值已被原定，对应主变压器设备保护模式以PST-1202C为主，高压侧位置间隙零序过流投入机制和对应过压保护投入机制均保持正常平稳运行态势，间隙过流定值详细量度为4A，需要注意的是，正规间隙过压定值应为150V，通过间隙零序过流0.5s以及零序过压0.5s后，主变压器设备三种位置断路器设备均显示跳开，此时桥内容也被涵盖其中。

应该了解到，外接口位置处的三角电压内容即为间隙过压核心点。

故障出现后阶段内，52ms线路切除操作正常，三项电流消失殆尽，UV此时实际显示为0V，但是UU和UW却不是0V，但后二者基本保持规则波形运动，当此次故障出现后551ms阶段，间隙保护1出口，1ms后间隙保护2出口，常规保护动作跳开原有主变压器设备本体三侧开关，整个电站显示为失电。

1、主变压器中性点零序过流、间隙过流和零序过压各保护什么类型故障保护整定原则是什么
答：主变压器中性点零序过流、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；而间隙过流则是用于变压器中性点以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，时间约秒，零序过压保护，按经验整定为二倍额定相电压，为躲过单相接地的暂态过压，时间通常整定为——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，保护时间整定为秒。

变压器零序保护和间隙保护的配合多台变压器并列运行时只允许一台变压器中性点直接接地。

当发生接地故障时，中性点直接接地的变压器零序电流保护首先动作，若故障仍未切除，再由零序过压保护进行切除。

故单从零序保护选择性判断保护选择性不高。

现结合我公司关于主变保护的整改计划，对多台变压器并列运行时发生接地故障时的动作逻辑进行叙述。

标签：选择性；列运行；零序保护；间隙保护2013年6月8日接到广州中调下发流溪河电厂涉网安全检查后整改计划，其中针对主变保护提出加装间隙CT以完善间隙零序过流回路，健全主变不接地保护。

现结合我厂两台主变并列运行的运行工况对并列运行变压器接地故障的正确切除进行分析。

1 保护原理当中性点直接接地系统中发生接地短路时，将出现很大的零序电流，利用零序电流来构成接地短路的保护，具有显著的优点，被广泛应用在110kV及以上电压等级的电网中。

而当中性点不直接接地时，若发生单相接地时，其他两相的对地电压要升高倍，对绝缘水平不高的设备构成安全威胁，因此为了防止故障进一步扩大造成两点或多点接地短路时，应由间隙保护及时反应。

2 我厂主变零序与间隙保护现状介绍流溪河发电公司升压站主接线为单母线运行，无母线联络开关（如图1所示）。

两台主变压器并列运行，正常运行工况下一台主变中性点直接接地，另外一台主变中性点不接地。

两台主变后备保护装置均配有接地保护（即零序过流保护）和不接地保护（即间隙保护），中性点接地的主变投入零序过流保护，中性点不接地主变投间隙保护。

当发生接地时由于电厂系统内存在一中性点接地，故零序过压不会突变过高而达到整定值，此时故障由中性点接地主变的零序过流保护功能跳开本侧开关。

若故障未被消除，此时运行中的变压器中性点不接地，而使非故障相相电压升至倍，主变绝缘将承受倍电压冲击考验。

而此时由于整个电厂运行小系统中无中性点接地，故由间隙保护进行保护，切除故障点。

现阶段主变保护装置存在以下三点弊端：两台主变保护装置在故障发生时零序过流保护无选择性，正确率为50%。

一起主变间隙零流保护误动的原因分析及防范措施摘要：文章分析了地区电网由于雷击造成的线路瞬时性接地故障，从而导致变电站主变间隙零流保护因与线路保护配合不当造成跳闸，致使全站失压的事故原因，参考相关规程文献，指出其存在的问题，并提出相应的解决办法。

关键词：主变；间隙零流保护；误动；原因分析；防范措施1 引言在地区电网中，经常发生110 kV线路发生瞬时性接地故障，由于间隙距离不能躲过线路接地时产生的过电压，造成间隙击穿放电，主变间隙零流保护动作跳闸，线路电源侧开关重合成功后不能恢复正常供电的情况。

本文分析了地区电网由于雷击造成的线路瞬时性接地故障，导致某变电站主变间隙零流保护因与线路保护配合不当造成主变进线及中低压全部跳闸，致使全站失压的事故原因，并通过参考相关规程文献，结合相关实际情况，找出其存在的问题，提出了相应的解决办法。

2 事故经过2011年7月20日15时21分30秒，110 kV线路129保护装置接地距离II 段、零序过流II段动作，129开关跳闸，重合成功，测距为距129开关36.714 km （线路全长35.9 km），AC相接地短路故障。

在线路129跳闸的同时，对侧1号主变110 kV间隙零流保护动作，高压侧进线开关143（该断路器无保护设置）、主变中压侧301、低压侧501开关跳闸，导致全站失压（该站只有一台主变）。

2.1 一次系统接线方式系统接线方式如图1所示。

跳闸前的运行方式为：1号主变运行，供35 kV 系统、10 kV系统负荷，配置间隙零流保护；对侧129线路保护配置距离、零序电流保护，重合闸为投入状态。

2.2 现场检查情况站内一、二次设备均正常，经分析129线路保护和变电站1号主变间隙过流保护动作报告和录波图得出：两侧保护整定动作时间相同，在发生单相接地故障时，产生零序过电压引起1号主变间隙击穿，间隙过流保护动作，跳开主变三侧开关，致使全站失压。

根据当时雷雨天气情况，确定是雷击线路，造成线路129开关跳闸。

2012年7月内蒙古科技与经济July 2012　第14期总第264期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy &Economy N o .14T o tal N o .264110kV 变压器间隙零序保护动作分析及措施杨　福,黄建英(包头供电局,内蒙古包头　014030) 摘　要:介绍了变压器中性点间隙零序保护的动作原理,用实例分析了间隙零序保护动作的全过程,并针对现场实际,提出了提高变压器间隙零序保护可靠动作的措施。

关键词:变压器;间隙保护 中图分类号:T M 403.5 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)14—0066—01 为了避免系统发生接地故障时,中性点不接地的变压器由于某种原因中性点电压升高造成中性点绝缘损坏,在变压器中性点安装一个放电间隙,放电间隙的另一端接地。

当中性点电压升高至一定值时,放电间隙击穿接地,保护了变压器中性点的绝缘安全。

笔者用实例对间隙零序保护动作原理及原因进行了分析,并提出了提高间隙零序保护动作可靠性措施。

1　故障时的运行方式召庙变1、2号主变运行,210、110中性点隔离开关合,220、120中性点隔离开关断;220kV I 、II 母经母联212断路器并列运行;110kV I 、II 母经母联112断路器并列运行,101、151、153、155断路器、119电压互感器在I 母运行,102、152、156断路器、129电压互感器在II 母运行。

北重变召北线111断路器带110kV I 母、181电压互感器、1号主变运行,951断路器带10kV I 母981电压互感器、961站用变及5路10kV 出线运行。

电气一次设备联络如图1所示。

图1　电气一次设备联络2　事故经过2010-7-25T 10:21内蒙古包头供电局220kV 召庙变151召北线线路发生故障,保护动作报告显示为A 相永久性接地故障,召庙变151保护零序I 段、距离I 段保护动作,重合闸动作,重合到故障点后,151保护装置距离加速、零序I 段、距离I 段保护动作跳开151断路器;同时110kV 北重变1号主变高压侧间隙零序保护动作,跳开111、951断路器,北重变全站失电。

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南方电网技术研究年第卷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.。

主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题的解决措施探讨张有亮;闫志刚;赵燕妹【摘要】包头地区电网110 kV变压器中性点全部采用经间隙接地运行的方式.当线路发生接地故障并且跳闸时,变压器间隙零序电流保护会出现保护失配误动,造成停电事故.针对变压器间隙保护与系统零序保护的失配动作现象,分析主变间隙保护动作原因及与系统保护的配合情况,提出将包头地区电网部分110 kV变压器中性点直接接地运行,投入其零序保护,退出其间隙保护的方法,进行了线路故障后系统零序电压与零序电流的计算分析及系统零序保护灵敏度的校验,证明了该方案的可行性,并在包头供电局所属110 kV变电站得以成功实施,解决了主变间隙保护与系统零序保护失配的问题.【期刊名称】《内蒙古电力技术》【年(卷),期】2012(030)004【总页数】4页(P23-26)【关键词】主变压器;中性点;接地;失配;间隙保护;零序保护【作者】张有亮;闫志刚;赵燕妹【作者单位】包头供电局,内蒙古包头014030;包头供电局,内蒙古包头014030;包头供电局,内蒙古包头014030【正文语种】中文0 引言目前，包头地区电网共有68台110 kV变压器，中性点全部经间隙接地运行，其保护的整定原则遵循DL/T 584—2007《3 kV～110 kV电网继电保护装置运行整定规程》中的规定：“对中性点直接接地系统的主网终端变电站，变压器的中性点不直接接地，变压器应装设零序电压和间隙零序电流保护装置；变压器110 kV中性点放电间隙零序电流一次电流定值整定40～100 A、中性点放电间隙零序电压3U0二次值整定150～180 V，其保护动作后带0.3～0.5 s延时跳开变压器各侧断路器”。

近几年，包头地区110 kV电网中存在电源线路发生单相接地故障时变压器中性点间隙保护与电源线路保护同时动作的现象，造成无故障变压器停电事故。

其主要原因是系统单相接地故障时的零序过电压使变压器中性点间隙被击穿，流过变压器中性点的零序电流大于间隙零序电流保护的动作值，从而使变压器间隙保护动作跳开变压器各侧断路器。

110kV 变压器间隙保护的改进对策摘要：110kV终端变电站主变压器间隙保护误动造成大面积停电的故障具有一般性，防止倒送电的电气或机械闭锁装置，可以起到一定效果。

完善间隙保护配合和低频低压解列装置是合法小电源在终端主变压器故障时可靠解列的技术保障。

针对违规小电源，利用潮流的变化为间隙保护提供辅助判据，可以大大提高保护的可靠性。

关键词：110kV变压器；间隙保护；改进对策1 主变压器间隙保护和系统零序保护失配的原因1.1发生接地事故由于当变压器所连接的供电电路接地线发生故障时，供电的电源电路断路器便会发挥作用，一旦断路器断开，就会导致系统的零序保护与主变压器的间隙保护失去原先维持的平衡，从而便会出现主变压器和相关线路失电的情况，进一步还会造成变压器损坏。

当这种情况发生时其间隙保护便会发挥作用，虽然接下来重新合闸可以排除变压器故障，但是间隙保护装置不能自主进行通电，无法自主恢复工作。

1.2电流过高大多数变电站的主变压器的保护系统都是由系统零序保护系统和间隙保护装置组合而成的，当然该系统发挥作用也需要零序保护系统与间隙保护装置来协调共同完成，但是当变压器受到外界环境因素影响时，例如，当被雷电击中时，此时经过变压器的电流马上就会变得异常的高，一旦电流强度高出变压器所能经受的最大值时，变压器在系统零序保护系统与间隙保护装置的双重保护下便会自动跳闸，这样就会使整个变压线路失压并且造成大规模的断电。

1.3单项接地故障当单项接地故障时，此时没有接地的变压器就很容易出现一些不符合规范的运行问题，首先最容易发生的便是中性点电压偏移的问题，然后由于电压超出变压器所能承受的范围从而使得中性点被击穿，最后断路器跳开来断开电路，从而变压器的接地线路便会自己进行相应的调整，这就容易使得主变压器间隙保护与系统零序保护失配。

2 主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题的解决措施要想彻底解决这一问题，需要增加主变压器系统的局部接地点的数量，从而使得相对应的k值减小到一定值，用以减小变压器出现事故时所产生的的零序电压值，从而将主变压器中的中性点的暂态和稳态电压分别控制在变压器所能承受的范围以内，最终目的是在变压器故障时防止中性点的电压高于于其绝缘频电压，同时还应该加强变压器的零序保护措施，这样便间接加强了间隙保护。

282机场与航班Airports and Flights中国航班理论与争鸣Theory and contention CHINA FLIGHTS110kV 变压器间隙保护的改进对策马文芝|新疆圣雄氯碱有限公司摘要：电力生产计划高效实施中，变压器发挥着重要的作用。

实践中为了增强110kV 变压器间隙保护效果，提升这类保护方式的潜在应用价值，则需要重视相应改进对策的合理选择及使用，使得110kV 变压器能够处于稳定、高效的运行状态。

基于此，本文将对110kV 变压器间隙保护的改进对策进行系统阐述。

关键词：110kV 变压器；间隙保护；改进对策；应用价值结合新时期的形势变化及变压器稳定运行要求，若能将有效的改进对策应用于110kV 变压器间隙保护中，则能使其保护效果更加显著，延长110kV 变压器使用寿命。

因此，在优化110kV 变压器使用功能、提高间隙保护利用效率的过程中，应考虑这方面所需改进对策的科学使用，确保110kV 变压器间隙保护状况良好性。

1 间隙保护概述所谓的间隙保护，是指为变压器中性点间隙接地保护成套装置，在110kV 变压器运行中发挥着重要的作用。

间隙保护的优点包括：结构简单、可靠、运行维护量小，且能在工频、操作和雷电过电压下对变压器进行保护。

同时，这类保护方式应用中也存在着放电分散性大、保护特性一般、灭弧能力差等缺点，间隙动作所产生的载波可能会对变压器本身的绝缘特性造成一定的威胁。

因此，应根据110kV 变压器运行方面的实际情况，重视对间隙保护的改进分析，促使其在变压器保护方面的作用效果更加明显。

2 110kV 变压器间隙保护及系统零序保护失配的原因2.1 受到了接地事故的影响在110kV 变压器供电线路运行中，若发生了接地故障，则断路器会发挥作用。

在此期间，若断路器存在着断开问题，则会影响间隙保护与系统零序保护效果，对变压器安全性能、运行效率产生了潜在威胁。

同时，在接地事故的影响下，间隙保护装置的功能特性、应用价值等也会受到不利影响，制约着其在110kV 变压器中应用水平的提升。

• 190•场抽查活动，切实提高监控运行分析工作落实的质量。

2.3 深化监控信息分析处理增设监控信息分析师岗位，不仅能够发挥上情下达、下情上传的作用，而且能够对实时监控信息的处理提供指导；同时，可以有效解决当前配电网信息监控存在的管理人员不够、监控范围较广的问题。

详细来看：（1）对监控信息进行实时分析协同处理其一，在线协同；信息分析师应当参与到重大事件处理过程、监控运行交接过程以及关键信息收集工作中。

其二，离线分析；信息分析师借助离线后台判断主站系统信息、告知信息以及变位、越限、异常与事故等状况，从而及时收集不同时间段、不同变电站日常运行重要信息，并进行分析，从而精确判断监控告警信息的时效性与精确性。

其三，复合评价；信息分析师还需要对标识牌设置、信息封锁、告警抑制、限制设置、信息归类以及监控信息确认等情况进行检查，从而对监控历史告警数据库信息进全面分析，进而对前二值与当值远方操作行为与监控运行处置实施汇总、分析，并给出评估与针对性的建议，最终将结果汇报给上级设备监控管理专职进行审核。

（2）加强新改扩建变电站监控信息审核信息分析师需要帮助监控管理专职共同完成新改建变电站监控信息参数表的审核工作，落实现场验收与监控信息联调实验等工作，组织进行自动化主站系统功能模块与应用界面验收。

2.4 监控信息三级管控体系不同岗位的主要职责为了确保创新管理系统的建设目标得以实现，可以设定三级管控系统的各级岗位的具体岗位职责。

信号分析师需要做好全业务告警信息分析工作，其中包括SOE信息、告知信息、暂态信息、过程信息等，对信号传递的电网运行情况和异常进行研究，从而降低信息漏监情况；对当值监控处理情况进行校对，如果发现问题，可以及时提出并核实，确保监控信息处理的高效性；参与监控信息表审查、变电站现场验收工作；进行深度巡视分析，全面巡视变电所一二次设备信号，使得当值监控员数据巡视压力降低，从而及时发现电网可能存在的问题；缺陷核对、闭环工作，核对每天电网缺陷情况，完善监控是对设备缺陷的掌握情况。

1、主变压器中性点零序过流、间隙过流和零序过压各保护什么类型故障？保护整定原则是什么？
答：主变压器中性点零序过流、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；而间隙过流则是用于变压器中性点以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，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。

主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题的解决对策分析【摘要】主变压器的间隙保护与系统零序保护工作，是变压器在运行的过程中出现故障时，自行运作的保护动作，但是其在遇到事故时，很可能由于间隙保护与系统零序保护之间的失配，造成停电事故。

文章通过具体的事故实例，得知引发这起事故的原因是由于主变压器间隙保护与系统零序保护失配导致的，然后提出了变压器中性接地运行，退出间隙保护，投入零序保护的方法，通过检验，证明了该方法的有效性。

【关键词】主变压器；间隙保护与系统零序保护失配；解决对策变压器设备在运行的时候，很可能会出现中性点接地或者中性点绝缘损坏等故障，这些故障严重的影响了供电的安全性与可靠性。

1 事件概述2013年5月15日，某110kV变电站的110kV线路遭受雷击后发生接地故障，其线路主变压器的保护采用双重化配置（即间隙保护与系统零序保护），工频变化量阻抗保护RCS931A纵联差动保护、阻抗保护1段动作，CSC-101阻抗保护、纵联差动保护2段动作，同时，该变电站主变压器变110kV侧间隙零序保护时限动作，并且零序保护1段保护0.5s后与断路器重合成功，同时该主变压器中性点间隙保护0.5s后与两侧断路器重合成功，造成全站停电。

2 事故原因分析变电站的保护工作通常是由间隙保护与系统零序保护两种协作、配合完成的。

但是事故发生导致全站停电的原因，这主要是因为变电站遭受雷击后，电压和电流突然升高，并且超过了变电站能够承受的范围，导致变电站的主变压器的间隙被击穿，而间隙保护动作也是在0.5s后才跳至主变压器的三册开关，引起故障跳闸，但是经过1s后，开关重新重合，导致变电站全站失压，最终导致大面积的停电。

通过对整个过程进行分析，能够看出，由于该变电站中采用常规的整定设计规程，间隙电流保护动作取值为110A，0.5s，并且与上一级线路零序电流保护整定时间相同，这样就导致在变电站发生接地故障或者其他短路时，变压器间隙电流保护动作的时间低于上一级线路后备保护动作的时间，这种猪变压器间隙保护与系统零序保护失配问题，引起误动，其最终的结果是延长了停电时间，造成大面积的停电，严重的影响供电的安全性与可靠性。

主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题的解决措施作者：宋俊文来源：《科技创新与应用》2016年第25期摘要：主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题产生的原因是多方面的，其根本原因在于技术层面，通过对某市输电线路中主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题的分析印证了这一结论，因此要解决这一问题应当采用科学严谨的故障技术解决方案，严格按照科学的方案实施流程保障该方案能够发挥实际效用，进而解决这一常见问题。

关键词：主变压器间隙保护；系统零序保护；失配问题；解决措施前言主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题在我国供电系统中比较常见，文章通过对我国的主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题进行分析，针对这一问题高发的主要原因提出了针对性的解决方案与措施，为解决供电线路系统中常见的主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题，保障我国供电系统平稳运行提供了一定的参考。

1 主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题和原因1.1 故障问题主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题主要表现为变压器的供电电路电源线发生接地事故时，供电的电源电路断路器会自动跳开，同时系统的零序保护会与变压器中主变压器的间隙保护失去原有的配合作用，导致主变压器失电和相关线路失电现象同时出现，造成变压器的瞬间故障，由于变压器的间隙保护在故障发生时使间隙保护跳开，因此在故障恢复时即使重合闸能够使整个供电线路瞬间恢复电流供应，但是间隙保护装置断开的线路仍然处于断电状态，不能自动恢复供电。

1.2 主要原因发生主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题的主要原因是由于意外情况到时变压器的保护装置断电，并产生后续事故，主要是因为变电站常用的主变压器的保护系统通常是通过系统零序保护系统与间隙保护装置共同构成，其运转需要系统零序保护系统与间隙保护装置通过配合共同实现，但是当变压器遭遇特殊的意外情况时，例如，雷电危害等等，会使整个供电线路的电流瞬间出现过高的情况，当电流强度高出变压器正常承受范围时，在系统零序保护系统与间隙保护装置的保护下会出现跳闸现象，致使整个变压线路失压并出现大范围断电现象[1]。