110kV变压器中性点过电压保护-5页文档资料

2016年第8期总第185期江西电力·2016JIANGXI ELECTRIC POWER0引言当电力系统正常运行时，因为三相对称，变压器中性点电位为零。

但是，当高压输电线路发生非全相运行情况时，变压器中性点会产生过电压，如果线路参数和变压器励磁电感匹配时，将会造成铁磁谐振，此时变压器中性点过电压将更高[1，2]。

目前国内外的文献对非全相运行时变压器中性点过电压分析的较少，本文运用图解法详细论述了非全相运行时变压器中性点过电压的产生机理，给出了变压器中性点的理论计算公式以及各种运行情况下变压器中性点过电压值。

利用电磁暂态分析程序ATP 对某110kV 系统进行建模仿真，计算了非全相运行时变压器中性点过电压，仿真结果和理论分析值完全一致，证明了文章所提理论的正确性。

当把变压器切除，线路于是变成了空载线路。

本文运用图解法和解析法对空载线路非全相运行时开断相上的电压进行了详细的分析，两种方法所得分析结果完全一致，证明了本文所提理论的正确性。

1非全相拉合闸（包括断线）引起的过电压系统在非全相运行时，比如采用单相重合闸或熔断器的线路，在单相操作或非全相熔断时，或者采用同期性能不良的断路器在切合线路时，中性点会出现异常的过电压，此时若有铁磁谐振，中性点过电压会十分严重[3，4]。

1.1输电线路的正序电容和零序电容为方便论述，下面以空载线路为例，如图1所示。

作者简介：李博江（1988-），男，工学博士，研究方向为电力系统过电压保护，高压绝缘放电，气水两相流体放电。

摘要：为了限制短路电流和满足继电保护整定的需要，在110kV，220kV 系统中，只有部分变压器中性点接地运行。

当输电线路非全相运行时，不接地变压器中性点会产生过电压。

本文详细论述了在非全相运行时变压器中性点过电压的产生机理，通过理论推导得到了变压器中性点过电压值的理论计算公式，理论分析表明：当一相断开，单端供电且电源中性点不接地时，空载变压器中性点电位将达到0.5倍的相电压；当两相断开，单端供电且电源中性点不接地时，空载变压器中性点电位将达到相电压。

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。

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的计算及其保护策略朱高波【摘要】在110kV变电站中，为了满足继电保护整定和限制单相短路电流的需求，采用变压器高压侧中性点不接地运行方式或部分变压器中性点不接地运行方式，这样的运行方式会使不接地变压器中性点在某种情况下产生过电压，进而引起绝缘损坏、跳闸等故障，有必要制定有效的保护配置方案。

为此，本文简要分析了110kV变压器中性点过电压，并以某110kV变电站为例，借助PSCAD/EMTDC软件计算了该变电站系统的不接地变压器中性点的过电压，然后提出了可行、适用的变压器中性点保护配置方案，以充分发挥保护策略在防治绝缘损坏、跳闸故障上的积极作用。

【期刊名称】《低碳世界》【年(卷),期】2015(000)023【总页数】2页(P76-77)【关键词】110kV变压器;变压器中性点;过电压;计算;保护策略【作者】朱高波【作者单位】国家电投江西江口水电厂，江西新余338025【正文语种】中文【中图分类】TM862近年来，我国电网建设规模逐步扩大，电网内电源点增加、电压等级升高等现象越来越普遍，对系统运行设备的承载能力、抗短路能力提出了更高要求，这一要求在110kV电力系统中体现的更明显。

我国的110kV变电站系统属于有效接地系统，但是实际运行中，为了满足继电保护整定和限制单相短路电流的要求，其中有部分变压器中性点采用不接地运行方式，一旦发生单相接地短路故障、遭受雷击，极容易造成中性点过电压，对绝缘造成损坏，而110kV变压器大多是分级绝缘，需要采用一定的保护策略来抵制过电压对变压器绝缘的损坏。

因此，提出了本文论题，对110kV变压器中性点过电压的计算及其保护策略进行了扼要分析。

在不接地运行方式下，110kV变压器中性点的过电压主要有两大类，即雷电过电压、内部过电压，它们产生的原理各不相同。

雷电过电压，是由于雷电波沿线路传入变电站或直接击中变电站内造成变压器中性点电位升高，进而产生雷电过电压，其计算公式如公式（1）所示。

施工技术244 2015年23期110kV变压器中性点过电压保护的应用探讨张朋王庆举山东泰开变压器有限公司，山东泰安 271000摘要：现阶段，为了限制短路电流和满足继电保护整定的需要，我国110kV系统采用了部分变压器中性点接地系统。

因此，在不接地的变压器中性点上会产生各种过电压，这些过电压都会对中性点的绝缘造成损害，需加以限制。

基于此，本文就110kV 变压器中性点过电压保护的应用进行分析与研究。

关键词：110kV变压器；中性点；过电压保护中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)23-0244-021 变压器中性点的过电压1.1 雷电过电压由于雷电波沿线路传入变电站或直接击中变电站内造成变压器中性点电位升高，变压器中性点上出现的最大雷击过电压主要取决于变压器入口处的避雷器残压和变压器的特性，一般雷击过电压值可按下式计算：Um=（1+r）Ub 式中，n——侵入雷电波的相数；r——变压器振荡衰减系数，对与纠结式绕组取0.5，连续式绕组取0.8；Ub——变压器入口处避雷器上的残压（或放电电压）。

由公式可知，三相同时进雷电波时过电压最高。

1.2 内部过电压1.2.1 单相接地中性点过电压单相接地故障造成三相不对称运行，在变压器中性点上必然会产生过电压。

正常网络发生单相接地故障时，系统允许其工作2h左右，在断路器跳开单相接地故障之前，变压器中性点产生过电压值大小与K=X0/X1有关，其中：X0为零序阻抗，X1为正序阻抗。

由于电网各处X0/X1不容易准确提供，且有效接地系统网络一般K≤3，当K=3时过电压最严重。

此时中性点稳态过电压公式计算为：U0=Ue×K/（K+2）。

当K=3时，U0=0.35Ue，Ue取最高运行线电压，如对于110kV 级变压器，则U0=0.35×110×1.15=44.3kV。

如果系统单相接地时接地变压器侧断路器跳闸，不接地变压器侧断路器拒动，则系统形成局部不接地系统，此时的中性点过电压值更高，其值近视为相电压值，如在110kV变压器中表现的中性点电位的稳态值为73kV。