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摘要我国110kV及以上的电力系统均为大电流接地系统，单相接地短路将产生很大的故障相电流和零序电流。
三相式保护虽然对接地短路有保护作用。
但该保护的动作电流必须大于最大负荷电流。
因而灵敏度往往不够。
所以必须采用零序电流保护装置作为接地保护是必要的。
零序电流保护分为四段式，分别为主保护I段，II段。
后备保护III段，IV段。
在本设计当中，计算部分首先确定系统的最大最小运行方式，再通过零序电流保护的各段的整定原则计算出保护1、2、3的无时限零序电流保护的动作电流和动作时限整定值，算出各自的最小保护范围以完成灵敏度的校验。
之后计算出保护2，3的带时限零序电流保护的动作电流值，然后通过最小运行方式校验带时限电流保护的灵敏度。
最后对保护1的进行零序三段的整定计算。
图形部分画出零序电流保护的原理图以及展开图。
并介绍了方向性零序保护的原理图。
系统控制部分设计了对零序电流保护的控制。
并分析了动作过程。
关键词：零序电流；单相接地；灵敏度；原理图目录第1章绪论 (2)第2章输电线路零序电流保护整定计算 (4)2.1 零序电流Ι段整定计算 (4)2.1.1 零序电流Ι段动作电流的整定 (5)2.1.2 灵敏度校验 (10)2.1.3 动作时间的整定 (13)2.2 零序电流Ⅱ段整定计算 (13)2.3零序电流Ⅲ段整定计算 (14)第3章零序保护原理图的绘制与动作过程分析 (15)第4章 MATLAB建模仿真分析 (19)第5章课程设计总结 (22)参考文献 (23)第1章绪论1.1 零序电流保护的概况本文是针对110kV输电线路采用零序电流保护的方法进行的继电保护设计。
在正常负荷下，零序电流没有或者很小；当发生接地故障时，就一定有零序电流产生。
据统计，接地短路故障约占总故障次数的93%。
所以，采用零序电流保护装置作为接地短路保护是必要的。
零序电流保护装置简单，动作电流电流小，经济可靠，灵敏度高，正确动作率高。
因此零序电流保护在中性点直接接地的高压，超高压输变电系统中的到了广泛的应用。
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。
110KV电网主变中性点接地方式分析摘要：电力系统中变压器中性点接地方式的选择是一个综合性的技术问题，本文概述了目前电网的几种接地方式，分析了多个变压器时主变110kV侧的中性点接地方式，提出了主变接地方式选择应注意的问题。
关键词：变压器；中性点；接地方式引言电力系统中变压器中性点接地方式的选择是一个综合性的技术问题，它与系统的供电可靠性、短路电流大小、过电压大小及绝缘配合、保护配置、系统稳定、通信干扰等关系密切。
变压器中性点接地方式的选择直接影响到电网的安全稳定运行。
在电网系统中，变压器中性点直接接地系统在发生接地故障时，尤其是单相接地故障时，接地相的故障电流较大，非故障相对地电压不升高，这种系统称为大电流接地系统。
在大电流接地系统中，零序电压和接地电流的分布及大小主要取决于系统中中性点直接接地变压器的分布。
在电网发生的故障中，接地故障占80%以上。
因此，合理的选择主变中性点接地方式，快速的切除故障，可以提高系统的供电可靠性。
1 中性点接地方式介绍1.1 中性点直接接地中性点直接接地，就是将中性点直接与大地连接。
当发生单相接地时，其单相接地电流非常大，甚至会超过三相短路，任何故障将会引起断路器跳闸。
我国的110kV及以上变电站变压器多采用中性点采用直接接地方式，对于直接接地系统，发生单相接地时，非故障相的工频电压升高低于1.4 倍相电压；断路器响应时间短，跳开故障线路及时，设备承受过电压的时间相对较短，可降低设备的绝缘水平，从而使降低电网的造价。
但中性点直接接地系统的缺点是发生单相接地短路时，短路电流大，要迅速切除故障部分，使供电可靠性降低。
1.2 中性点不接地中性点不接地系统，又称小电流系统。
该方式不需附加设备，投资较省，适用于农村10kV 架空线路长的供电网络。
它的另一个优点是发生单相短路时，单相接地电流很小，对邻近通信线路、信号系统的干扰小，一般此时保护只动作于信号而不动作于跳闸，供电线路可以继续运行，但电网长期一相接地运行，其非故障相电压升高，绝缘点被击穿，而引起两相接地短路，最终将严重损毁电气设备。
220kV与110kV变压器中性点接地方式安排与间隙保护配置及整定实施细则一、变压器中性点接地方式安排原则1、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。
2、由于变压器结构原理要求必须接地的（如自耦变及电厂的厂用变等）中性点必须接地。
3、220kV变电站应至少有一台变压器中性点直接接地运行。
4、220kV变压器高、中压侧、110kV变压器高压侧中性点，均应装设独立的间隙零序过电压保护和间隙零序过电流保护。
间隙零序过电压、间隙零序过电流保护在中性点接地时停用，在中性点不接地时投入。
中性点绝缘等级为44kV和35kV的变压器，未加装间隙保护的，应接地运行。
5、110kV主变中低压侧无电源的变压器一般不接地。
中低压侧有电源时，变压器至少考虑一台中性点接地。
6、一个变电站有多台变压器，且只考虑一个接地点时，应优先考虑带负荷调压变压器接地。
7、有接地点的厂、站因方式需要分裂成两部分运行时，两部分都要保持接地点。
8、某些发电机、变压器直接连接的电厂，发电机如有全停的可能，在全停时，变压器中性点应有倒挂接地的措施。
9、当接地系统的变压器任一侧的高压开关断开，而变压器仍带电时，断开侧的变压器中性点必须接地，并投入零序过流保护，但是该接地点不列入系统接地点之内。
10、220kV及以上发电厂（不含总调调管）、变电站的变压器中性点接地运行方式由省调安排，未安排的，原则上不要求接地；各地调管辖的110kV变电站中性点接地运行方式由地调安排。
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1、间隙零序电压、零序电流各按两时限配置，可分别设置投退；2、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；3、间隙保护动作逻辑：变压器间隙零序过电压元件单独经时间元件出口；变压器间隙零序过流和零序过电压元件组成“或门”逻辑，经另一时间元件出口；4、变压器间隙零序过电压保护整定要求：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。
一起110千伏变压器中性点零序CT故障分析摘要：通过对一起110千伏变压器中性点零序CT发生喷油故障后相关保护动作行为的分析，综合考虑变压器中性点接线及保护等方面的相互配合情况，找出变压器中性点接线存在的问题，提出相应的整改对策和防范措施，确保电网设备的安全稳定运行。
关键词：变压器；中性点；零序CT；零序保护一、引言电力变压器是电力系统中的重要设备，其安全运行关系到整个电力系统能否连续稳定地工作。
其中性点与大地之间的电气连接方式，按照运行的需要大致可分为两类：中性点有效接地和中性点非有效接地。
中性点有效接地方式包括中性点直接接地和经低电抗、低电阻接地；中性点非有效接地方式包括中性点不接地、经消弧线圈接地和经高电阻接地。
中性点接地方式的选择是一个综合性的技术问题，涉及电网的安全可靠性、经济性；同时直接影响电网设备的绝缘水平、过电压水平、电网供电可靠性、继电保护方式、通信干扰、人身及设备安全等方面，是电力系统实现安全与经济运行的技术基础[1]。
中性点直接接地的电力系统发生单相接地故障时，中性点电位仍为零，非故障相对地电压基本不变，因此电气设备的绝缘水平只需按电力网的相电压考虑，可以降低工程造价，由于这一优点，我国110千伏及以上的电力系统基本上都采用中性点直接接地方式[2]。
但是不是所有的110千伏及以上电压等级的变压器中性点都要直接接地，因为考虑到系统短路容量的问题，如果全部接地系统短路容量太大，断路器切很难断故障电流，因此要部分直接接地，不接地的变压器中性点要采取间隙保护措施，间隙一般串联电流互感器，当间隙放电时用零序电流来启动变压器后备保护，跳开各侧断路器，保护变压器。
笔者以某110千伏变电站变压器中性点零序CT故障进行分析，对中性点接线进行分析，提出专业管理中设备存在相关隐患，进行防范整治，确保电网设备安全稳定运行。
二、故障跳闸经过及现场分析处理过程当日20时48分，天气晴，某110千伏变电站1号变压器高后备复压过流Ⅰ、Ⅱ段保护动作，1116、101断路器跳闸。
变压器中性点接地方式对零序保护的影响零序电流保护受变压器中性点接地方式影响极大,规程规定变压器中性点接地方式的安排应尽量保持变电站的零序阻抗不变。
基本原则是变电站只有1 台变压器、自耦变压器及绝缘有要求的变压器中性点直接接地运行;两台变压器应只将其中1 台中性点直接接地运行,当该变压器停运时,将另1 台中性点不接地的变压器改为直接接地。
在实际运行中,三绕组变压器的220 kV 侧及110 kV 侧中性点一般分属不同的调度管辖,属省调管辖的220 kV 侧中性点基本上能按规程要求合理安排其接地方式,受地调管辖的110 kV 侧中性点接地方式因电网运行的需要,往往有不同的接地方式。
本文将就变压器110 kV 侧中性点接地方式对零序保护的影响做具体分析。
1 变压器接地方式对单台变压器的220 kV 变电站一般220 kV 及110 kV 侧的中性点均直接接地,本文主要讨论220kV 变电站有2 台及以上变压器(均为Y0/ Y0/Δ接线) 且变压器均无绝缘要求的情况,其接地方式通常有以下几种: 信息来源:(1) 两侧均接地: 即同1 台变压器220 kV 及110 kV 侧中性点同时接地,另1 台两侧均不接地。
(2) 交叉接地:2 台变压器中1 台220 kV 侧中性点接地,110 kV 侧中性点不接地;另1 台则是220kV 侧中性点不接地,110 kV 侧中性点接地。
(3) 110 kV 侧2 台接地:2 台变压器中220 kV侧中性点只1 台接地,110 kV 侧则2 台中性点均直接接地运行。
2 不同接地方式分析3. 1 两侧均接地信息来源:对有2 台及以上变压器的变电站,同一变压器两侧均接地是较为通行的做法。
在接地变压器因故停运,则将另1 台变压器两侧中性点直接接地。
这种接法比较容易维持变电站零序阻抗不变。
如果轮换的2 台变压器容量相近,则对220 kV 侧及110kV 侧的零序阻抗基本影响不大。
110kV变压器中性点接地方式与零序保护配置(2008/01/28 21:18)摘要：在分析变压器零序保护配置的基础上，对110kV变压器中性点过电压问题、接地方式的控制以及目前厦门电网110kV变压器零序保护设计存在的安全隐患等进行了初步探讨，提出拆除部分中性点棒间隙，改善变压器零序保护配合的措施。
关键词：变压器；中性点；零序保护中图分类号：TM772文献标识码：B文章编号：1006-6047(1999)06-0064-031变压器零序保护配置厦门电网目前全部选用分级绝缘变压器，在多台变压器并列运行的变电站，主变中性点一般采用部分接地的运行方式。
对于中性点不接地的变压器，其外部故障的后备保护，过去采用零序互跳保护或中性点间隙保护两种方法。
1.1零序互跳保护变压器中性点零序过电流动作时先跳开中性点不接地变压器的保护方式，称为零序互跳。
如图1，2台主变并列运行，1号主变中性点接地，当K2点发生接地故障时，1号主变中性点零序过流保护动作，第一时限跳2号主变高低压侧开关，K2故障点被隔离，1号主变恢复正常运行。
如果故障点在K1处，当第一时限跳开2号主变后，零序过流保护第二时限跳本变压器，切除故障。
零序互跳保护显而易见的缺点是：①有选择性切除故障的概率只有50%；②母线故障时没有选择性，会扩大停电范围；③零序过流保护时间整定必须和主变相间保护配合，对保护整定配合不利；④必须在2台变压器同时停运时才能进行互跳试验，条件苛刻，二次接线容易错误。
来源:图2内桥接线变电站示意图为了节省投资、占地，节约110kV线路空中走廊等原因，新建设的110kV变电站较多采用线路-变压器组接线，而且1条线路可“T”接2台甚至3台变压器，变压器零序保护仅有中性点零序过电流保护，没有配置中性点间隙电流保护以及110kVTV开三角零序电压保护(主变110kV侧只有单相线路TV)。
由于零序保护配置不够完整，在多台“T”接的线路-变压器组接线中，各变压器中性点仍全部接地运行。
变压器中性点接地方式有三种：1）不接地；2）直接接地；3）经电抗器接地。
再分细些，则直接接地可分为部份接地和全部接地两种；而经电抗器接地可分为经消弧线圈接地和经小电抗接地两种。
变压器中性点接地方式不同，在其中性点上出现的过电压幅值也不同，所以过电压保护方案也不同。
在多台变压器并列运行的变电站，主变中性点一般采用部分接地的运行方式。
对于中性点不接地的变压器，其外部故障的后备保护，过去采用零序互跳保护或中性点间隙保护两种方法。
1.110KV变压器中性点部分接地方式的缺点
1.1间隙距离难选
对间隙的要求为发生“失地”情况时应动作，“有地”情况时发生单相接地故障不应动作。
控制动作的手段就是间隙距离的调整。
通常裸露在大气中的棒间隙放电电压分散性很大，而且还要考虑空气间隙放电与固体沿面放电的关系。
1.2继电保护难选
中性点部分接地电网均设有防止出弧立不接地状态的继电保护。
具体为零序过压和间隙过流。
“失地”保护不可靠，经常有误动情况出现，一是电网发生接地故障时，与故障线路无关的其他主变间隙过流动作跳闸；二是供电线路故障时，受电端主零序过压在电源侧开关跳闸前动作跳闸。
1.3避雷器难选
为了兼顾防雷和内过电压，通常中性点的保护方式为避雷器与间隙并列运行。
对避雷器的要求为在雷电过电压下应动作，在工频或内部过电压下不应动作。
对有间隙的传统的避雷器FZ或FCZ型而言，即灭弧电压要高，冲击放电电压要低，这在目前国内生产的标准系列产品中是找不到的。
2.110KV变压器中性点经小电抗接地方式的优点
2.1接地方式统一，继保装置简化
不存在部分中性点不接地的变压器，自然不会出现弧立的不接地电网，因此防“失地”的继保装置可以省略。
众所周知继保装置越简单，可靠性越高。
2.2中性点部分接地方式的优点全部保留
中性点部分接地方式的优点是：（1）可采用简单可靠的零序继电保护；（2）断路器遮断容量不受单相短路电流的限制；（3）单相接地对通讯线路的干扰也较小。
当变压器中性点经小电抗接地时，只要小电抗阻值选择适当，就可以起到变压器中性点部分接地作用。
2.3绝缘水平要求降低，保护方案易选
110kV变压器中性点经小电抗接地后，中性点绝缘水平可采用20kV级。
即工频1min耐压55kV，全波冲击耐压125kV。
绝缘水平要求下降是以不会出现高幅值过电压为基础的，这意味着原变压器中性点经小电抗接地后可省去原有的避雷器和棒间隙等设备，而且保护是可靠的。
3.对110KV变压器中性点小电抗的技术要求
3.1热稳定
一般主要变压器热稳定时间为2s，因此要求小电流在流过最大单相短路电流时，其热稳定时间也为2s。
其长期工作电流约为最大零序电流的0.12倍。
3.2绝缘水平
一般应与变压器中性点绝缘水平相同。
110kV变压器中性点绝缘水平为35kV级时，小电抗绝缘水平也为35kV级，由于有充足的裕度，可省去避雷器。
3.3阻抗及阻抗特性
阻抗值为变压器零序电抗的1/3。
变压器零序电抗一般计算方法很复杂，需作试验确定。
对三相双绕组的变压器，与实测数据相比，误差小于1.5%，对三相三线绕组变压器，与实测数据相比，误差小于6.2%。
在最大和最小运行方式下，在流过小电抗的最大单相短路电流范围内保持阻抗为线性。
4.110KV变压器零序保护配置
对于中性点不接地的变压器，其外部故障的后备保护，过去采用零序互跳保护或中性点间隙保护两种方法。
4.1零序互跳保护
变压器中性点零序过电流动作时先跳开中性点不接地变
浅谈110kV变压器中性点
接地方式与零序保护配置
赵志学
（根河市供电局内蒙古根河022350）
【摘要】本文介绍了110KV变压器中性点部分接地方式的缺点和经小电抗接地方式的优点，阐述了对110KV变压器中性点小电抗的技术要求，分析了110KV变压器零序保护配置，探讨了110kV变压器零序保护存在的问题，提出改善变压器零序保护配合的措施。
【关键词】110KV变压器；中性点；接地方式；零序保护
◇电子科技◇
145
●
科
（上接第155页）泄殖腔外露，诱发啄羽、啄肛等。
3.10针对性治疗：用硫酸亚铁和维生素B2治疗啄羽有
显著效果。
体重500克以上的鸡，每只每次服硫酸亚铁片0.9克、维生素B2，2.5毫克，每天2～3次，连服3～4天。
在鸡的日粮中加入1%硫酸钠或1%～2%石膏粉（市售的天然石膏），直
至啄癖消失。
或者给患鸡每只每天内服石膏0.5～3.0克，连服数日，也能够缓解这个问题。
●
科
压器的保护方式，称为零序互跳。
零序互跳保护显而易见的缺点是：①有选择性切除故障的概率只有50%；②母线故障时没有选择性，会扩大停电范围；③零序过流保护时间整定必须和主变相间保护配合，对保护整定配合不利；④必须在2台变压器同时停运时才能进行互跳试验，条件苛刻，二次接线容易错误。
4.2变压器中性点间隙保护
间隙保护采用的方法是在变压器中性点加装放电间隙及间隙电流互感器，并与母线TV 开口三角零序过电压保护共同组成。
采用间隙保护明显的优点是：①作为变压器本体的设备保护，无需和其他保护配合，整定简单；②动作过程具有选择性，只隔离故障部分，不会扩大停电范围。
5.110KV 变压器中性点全部接地运行对系统的
影响
变压器中性点全部接地运行对系统具有一定的负面影响。
5.1在变压器投入运行或线路重合闸过程中，有时会使在
同一线路上运行的中性点接地变压器产生由励磁涌流引起的，幅值较大而且衰减较慢，并带有较大直流分量的零序电流。
较容易造成送电不成功或重合闸不成功。
5.2变压器中性点全部接地，使系统零序阻抗大幅度降
低，由此造成不对称接地故障短路电流明显增大。
有效接地系统中应尽量采用部分变压器中性点接地方式，以限制单相接地短路电流，降低对通信系统的干扰。
5.3在部分线路或变压器检修、停运以及系统运行方式变
化时，零序网络及零序阻抗值发生较大的变化，各支路零序电流大小及分布也会产生较大的变化。
从保护整定配合出发，则要求保持变电站零序阻抗基本不变。
6.110kV 变压器零序保护存在的问题
6.1目前已经投运的110kV 变电站，大多数只装设中性
点棒间隙而没有相应的保护，这种配置有弊无利，当电网零序电压升高到接近额定相电压时，所有中性点不接地的变压器均同时感受到零序过电压。
对于低压侧无电源的终端变压器，如果没有配置完整的间隙电流保护及零序过电压保护，应解除中性点棒间隙或人为增大间隙距离，避免间隙抢先放电。
6.2对于内桥接线的变电站，中性点接地变压器零序电流
第一时限跳900和100母分不是最佳的方案。
在目前没有零序过电压保护的情况下，若因10kV 转电等原因存在临时低
压电源，则不接地变压器就存在过电压的危险。
因此，在110
kV 侧已装设三相电压互感器的前提下，增加零序过电压保护
是简便易行的安全措施。
6.3对于保护变压器中性点绝缘而言，零序过电压保护比
间隙电流保护更重要，零序过电压保护通常和间隙电流保护一起共同构成变压器中性点绝缘保护。
所以仅设置间隙电流保护而没有零序过电压保护是不够完善的，特别是当间歇性击穿时，放电电流无法持续，间隙电流保护将不起作用。
7.110KV 变压器中性点接地方式控制以及零序
保护改进措施
7.1已经投入运行的大部分110kV 终端变电站，由于目
前尚未配置母线TV 开三角零序电压保护以及中性点间隙电流保护，为避免中性点间隙抢先放电，应将原先装设的中性点棒间隙拆除或人为增大间隙距离。
7.2今后设计的110kV 变电站，高压侧宜考虑采用三相
电压互感器，设置零序过电压保护和变压器中性点间隙电流保护。
这种配置可以提供灵活的运行方式，适应将来电网结构的变化。
7.3对于内桥接线变电站，主变中性点零序电流保护第一
时限应切除另一台不接地变压器，避免扩大停电范围或者可能出现的工频过电压。
7.4确保110kV 系统为有效接地系统。
防止误操作是最
根本的办法，保证电源端变压器110kV 侧中性点有效接地。
7.5带电源变压器失去接地中性点后可能成为非有效接
地系统，因此，对于电源端变压器或者将来可能带电源的变压器，在设计阶段就应考虑配置完整的中性点间隙保护，包括中性点零序过电流保护，中性点间隙电流保护以及母线开三角零序电压保护。
7.6在110kV 馈出线路上，不论并接几台变压器，在电源
侧中性点接地的情况下，各终端变压器中性点可以不接地运行。
在实际运行中，首先选择低压侧临时带电源的变压器，其次考虑高压侧没有断路器的变压器，最后选择离电源端距离最短的变压器中性点接地即可。
【参考文献】
［1］孙万忠.高压变压器中性点接地方式［J ］.四川电力技术，1998.［2］李昌国.变压器中性点零序保护的选择性问题［J ］.四川电力技术，
1997.
◇电子科技◇
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