110kV_220kV系统非全相运行空载变压器中性点过电压计算_李博江

第35卷第3期电网技术V ol. 35 No. 3 2011年3月Power System Technology Mar. 2011 文章编号：1000-3673（2011）03-0152-07 中图分类号：TM 77；TM 86 文献标志码：A 学科代码：470·4054110kV变压器中性点过电压的计算及其保护策略于化鹏1，陈水明1，余宏桥1，杨鹏程1，印华2，吴高林2（1．电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系)，北京市海淀区 100084；2．重庆电力科学试验研究院，重庆市渝北区 401123）Calculation of Overvoltage on Neutral Point of 110kV Power Transformers andCorresponding Protection StrategyYU Huapeng1, CHEN Shuiming1, YU Hongqiao1, YANG Pengcheng1, YIN Hua2, WU Gaolin2(1. State Key Lab of Control and Simulation of Power Systems and Generation Equipments(Dept. of Electrical Engineering, Tsinghua University), Haidian District, Beijing 100084, China;2. Chongqing Electric Power Research Institute, Yubei District, Chongqing 401123, China)ABSTRACT: To limit short-circuit current and meet the requirement of setting of relay protection equipments, the partial neutral grounding of power transformers is adopted in 110 kV power systems in China, and this kind of grounding mode will result in overvoltage on the ungrounded neutral of power transformer. The overvoltage on ungrounded neutral of power transformer of an 110kV system in Chongqing power grid is calculated by PSCAD/EMTDC software. Calculation result shows that the maximum power frequency transient overvoltage on the ungrounded neutral of power transformer will be 125.8kV; the voltage on the neutral of power transformer will came up to phase voltage while single-phase earth fault occurs in ungrounded system; under the condition of open-phase operation the ferro-resonance overvoltage with peak value of 261.2kV may result in the neutral of no-load power transformer and such a peak value seriously threatens the security of power equipments and the insulation of transformer neutral; lightning overvoltage can damage the insulation of transformer neutral, so it should be limited as well. Finally, a protection configuration scheme that is suitable to the neutral of 110kV power transformer is given, and it is pointed out that when air-gap and arrestor are parallelly adopted, the restriction of arrestor on power frequency transient overvoltage on the neutral of power transformer should be taken into account.KEY WORDS: neutral; power transformer; arrester; air-gap; power frequency overvoltage; lightning overvoltage摘要：为了限制短路电流和满足继电保护整定的需要，110kV系统采用的是部分变压器中性点接地方式，这种接地方式会使不接地变压器的中性点产生过电压。

文章编号:1007-290X(2000)03-0042-04广东省变压器110kV及220kV中性点保护故障分析李谦,彭向阳,钟定珠(广东省电力试验研究所,广东广州510600)摘　要:对广东电网变压器110kV,220kV中性点保护方式和运行情况进行了较全面的调查,统计出20余起变压器中性点保护运行的异常事例,对这些事例进行了分类和分析,指出所存在的问题并提出了相应的解决措施。

关键词:变压器;中性点保护;运行;分析中图分类号:TM403.5 文献标识码:BFault analysis of transformer110kV and220kV neutral protection in Guangdong ProvinceLI Qian,PENG X iang-yang,ZH ONG Ding-zhu(Guangdong Power Test&R ese arch I nstitute,Guangzhou510600,China)A bstract:An over all investigation was conducted on modes and pe rf or mance of tr ansfor mer110kV and220kV ne utr al pr o-te ction in Guangdong power gr id.More than20failures of the said pr otection ar e classif ied and a nalyzed to indica te e xisting pr oblems.Corr esponding solutions ar e presented as well.Key words:tr ansf or mer;ne utr al pr otection;oper a tion;analysis 为了更好地解决分级绝缘变压器中性点过电压保护问题,结合新颁行业标准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,对广东省变压器110kV,220kV中性点保护方式和运行情况进行了较全面的调查,统计了近3年来20余起变压器中性点保护运行异常事例。

变压器110kV/220kV中性点成套装置采购标准技术规范使用说明1. 本物资采购标准技术规范分为通用部分、专用部分。

2. 项目单位根据需求选择所需设备的技术规范。

技术规范通用部分条款、专用部分标准技术参数表和使用条件表固化的参数原则上不能更改。

3. 项目单位应按实际要求填写“项目需求部分”。

如确实需要改动以下部分，项目单位应填写专用部分“项目单位技术差异表”，并加盖该网、省公司物资部（招投标管理中心）公章，与辅助说明文件随招标计划一起提交至招标文件审查会：1）改动通用部分条款及专用部分固化的参数；2）项目单位要求值超出标准技术参数值范围；3）根据实际使用条件，需要变更污秽等级、海拔高度、耐受地震能力、压力释放能力、环境温度等要求。

经招标文件审查会同意后，对专用部分的修改形成“项目单位技术差异表”，放入专用部分表7中，随招标文件同时发出并视为有效，否则将视为无差异。

4. 对扩建工程，项目单位应在专用部分提出与原工程相适应的一次、二次及土建的接口要求。

5. 技术规范范本的页面、标题等均为统一格式，不得随意更改。

6. 投标人逐项响应技术规范专用部分中“1标准技术参数”、“2项目需求部分”和“3投标人响应部分”三部分相应内容。

填写投标人响应部分，应严格按本技术规范专用部分的“招标人要求值”一栏填写相应的投标人响应部分的表格。

投标人还应对项目需求部分的“项目单位技术差异表”中给出的参数进行响应。

“项目单位技术差异表”与“标准技术参数表”和“使用条件表”中参数不同时，以差异表给出的参数为准。

投标人填写技术参数和性能要求响应表时，如有偏差除填写“投标人技术偏差表”外，必要时应提供证明参数优于招标人要求的相关试验报告。

7. 中性点成套装置中带避雷器时无支柱绝缘子。

目次变压器110kV/220kV中性点成套装置采购标准技术规范使用说明 (3)1总则 (5)1.1一般规定 (5)1.2投标人应提供的资格文件 (5)1.3适用范围 (5)1.4对设计图样、试验报告和说明书的要求 (5)1.5标准和规范 (6)1.6必须提交的技术数据和信息 (7)1.7备品备件 (7)1.8专用工具与仪器仪表 (8)1.9安装、调试、性能试验、试运行和验收 (8)2结构及其他要求 (8)2.1隔离开关 (8)2.2零序电流互感器 (9)2.3支柱绝缘子（若有） (10)2.4放电间隙 (10)2.5避雷器绝缘性能（若有） (10)2.6钢支架 (11)2.7铭牌 (11)2.8镀锌件 (11)3试验 (11)3.1型式试验 (11)3.2出厂试验 (12)3.3现场交接试验 (12)4技术服务、工厂检验 (12)4.1技术服务 (12)4.2工厂检验 (13)5一、二次及土建接口要求 (13)5.1电气一次接口 (13)5.2电气二次接口 (13)5.3土建接口 (13)1总则1.1一般规定1.1.1投标人应具备招标公告所要求的资质，具体资质要求详见招标文件的商务部分。

110kV变压器中性点过电压计算及其保护策略摘要：110kV系统通过改变变压器中性点的接地形式，从而实现调控短路电流量，同时使得继电保护能够整定，而且不接地变压器的中性点通过这种接地形式也能够产生过电压。

本文针对110kV变压器中性点过电压的计算进行分析，结合分析内容提出相对应的保护策略。

关键词：110kV变压器；过电压；保护策略1.引言由于电力系统常规运行中三相对称的缘故，电力变压器不会产生过电压。

若出现意外情况，比如单相接地短路、非全相运行或者是雷电等，则变压器中性点会产生一定的过电压，甚至会和相电压一般；若是出现简谐振动，变压器中性点则会产生更大的过电压。

再者由于110kV变压器中性点大部分都是分级绝缘，因此保护变压器中性点是非常重要的。

通过运行实践以及相关资料显示，在雷电冲击、非全相电力运行以及系统单相接地短路事故中，变压器中性点产生的过电压会在极大程度上影响变压器中性点的绝缘。

2.110kV变压器系统的软件仿真2.1设计110kV变压器系统的仿真模型为了更清晰的计算变压器中性点在不同事故中所产生的具体过电压值，本文通过ATP-EMTP软件构建110kV变压器的模型进行仿真分析。

2个110kV变压器通过YYd的方法连接，设定相同的参数、最大容量，避雷器接在变压器的中性点。

以变压器110kV侧母线作为起点，在110kV侧输电线路上共计设有6个点，点与点之间的距离为20m。

（如图1）2.2 110kV变压器系统模型的仿真结果本次的仿真结果是110kV输电线路上出现单相短路故障，和母线的距离越近，其中性点所产生的过电压值就会越大；换言之，接地点的过电压值越小，那么就越远离母线，其根本原因是由于正序电阻的不断降低所造成的。

此外，110kV母线侧出现了接地的情况，而2个变压器系统的高压侧电源没有出现接地的情况，中性点的最大电压值高达97kV，几乎接近了110kV输电线路中所产生的相电压，其产生原因是电力系统实际上等效于一个无穷大系统。

一、被试品对象及试验要求1．220kV电力变压器中性点的交流耐压，电容量≤0.015μf，试验频率为45-65Hz，试验电压160kV。

2．26kV/35kV,300mm2电缆1000m，电容量≤0.19μF，试验频率为30-300Hz,试验电压52kV。

3．110kV线路绝缘子，开关,GIS，基本上属于无电容量试品，试验频率为30-300HZ，最高试验电压265kV。

4. 8.7kV/10kV，300mm2电缆3000m，电容量≤1.12μF，试验频率为30-300Hz,试验电压22kV。

5．110kV电力变压器中性点的交流耐压，电容量≤0.015μf，试验频率为45-65Hz，试验电压95kV。

6. 64kV/110kV，300mm2电缆150m，电容量≤0.022μF，试验频率为30-300Hz,试验电压128kV。

二、工作环境1.环境温度：－150C–40 0C;2.相对湿度：≤90%RH;3.海拔高度: ≤1500米；三、装置主要技术参数及功能1.额定容量：270kVA；2.输入电源：单相380V电压，频率为50Hz；3.额定电压：45kV；90kV；180kV；270kV4.额定电流：6A； 3A；1.5A； 1.0A；5.工作频率：30-300Hz；6.波形畸变率：输出电压波形畸变率≤1%；7.工作时间：额定负载下允许连续60min；过压1.1倍1分钟；8.温升：额定负载下连续运行60min后温升≤65K；9.品质因素：装置自身Q≥30(f=45Hz)；10.保护功能：对被试品具有过流、过压及试品闪络保护(详见变频电源部分)；11.测量精度：系统有效值1.5级；四、设备遵循标准GB10229-88 《电抗器》GB1094 《电力变压器》GB50150-2006 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》DL/T 596-1996 《电力设备预防性试验规程》GB1094.1-GB1094.6-96 《外壳防护等级》GB2900 《电工名词术语》GB/T16927.1~2-1997 《高电压试验技术》五、装置容量确定26kV/35KV,300mm2电缆1000m，电容量≤0.19μF，试验频率为30-300Hz,试验电压52kV。

接带分布式电源的110kV变压器中性点过电压分析发表时间：2020-12-11T14:56:00.173Z 来源：《中国电业》2020年22期作者：黄鑫[导读] 110kV及以上系统为有效接地系统，部分220kV变压器高中压侧中性点接地，110kV变压黄鑫国网江西省电力有限公司南昌供电分公司南昌 330069摘要：110kV及以上系统为有效接地系统，部分220kV变压器高中压侧中性点接地，110kV变压器中性点一般不接地。

在考虑雷电冲击、单相接地以及开关非全相动作等情况下，通过对接带分布式电源的110kV变压器中性点的过电压分析，提出了其中性点接地方式选择意见。

关键词：分布式电源；110kV变压器；中性点；过电压Analysis of Neutral Point Overvoltage of 110kV Transformer with Distributed Generation Xin Huang(State Grid Nanchang Power Supply Company，Nanchang 330069，China) Abstract:110kV and above electric power systems are effective grounding operation, Part of neutral points of 220kV Transformer at high and medium voltage side are grounded, which of 110kV transformer are generally not grounded.Consideration of lightning impulse,single phase grounding and breaker incomplete phase malfunction, according to the analysis of Neutral Point Overvoltage Protection of 110 kV Transformer with Distributed Generation,the suggestion of mode of grounding is proposed. Key words: distributed generation;neutral point overvoltage;lightning impulse;single phase grounding;incomplete phase 中图分类号：文献标识码：文章编号：1 引言为保持系统零序网络稳定、限制接地短路电流以及降低零序保护的配合难度，110kV变压器中性点一般采用间隙接地，单个变电站中220kV主变采取至少一台高中压侧中性点接地。

220kV变压器中性点过电压保护探讨刘强【摘要】简要介绍了变压器中性点过电压的各种情况,对各种保护方式的原理及存在的问题做了简要分析,结合钛业公司海绵钛厂220kV变电站,探讨了间隙与避雷器的伏秒特性配合问题.【期刊名称】《四川冶金》【年(卷),期】2014(036)001【总页数】4页(P78-81)【关键词】变压器中性点;过电压保护;220kV变电站;间隙;避雷器【作者】刘强【作者单位】攀钢集团钛业有限责任公司,四川攀枝花 617000【正文语种】中文【中图分类】TU2731 引言我国110kV、220kV电力系统属于有效接地系统，其中一部分变压器的中性点系直接接地，同时为了限制单相接地电流，防止对变电站通讯干扰以及满足继电保护的需要，一部分变压器中性点是不接地的。

这种系统中的变压器分为两种情况，其一是中性点全绝缘，此时中性点一般不加保护，其二是中性点分级绝缘，具体地说，110kV变压器的中性点有34kV、44kV和60kV三种绝缘级别，220kV变压器的中性点则是10kV级别。

按规范GBl094－7l和JB501－64对变压器的设计制造做出了明确的规定，变压器中特点一般都制成分级绝缘或半绝缘。

在我国现行运行的变压器中性点通常都采用分级绝缘。

分级绝缘的变压器中性点耐受过电压的能力有限，在雷击、单相接地故障等会造成中性点过电压，对中性点的绝缘构成威胁，因此必须对其引入保护设备防止故障产生，否则中性点绝缘破坏会给整个系统造成严重的后果。

长期以来，虽然变压器中性点保护装置日趋完善，中性点出现故障的概率日趋减少，然而中性点过电压保护在整个电网运行中是不可忽略的重要组成部分，电网在运行中可能发生单相接地且中性点失地故障以及因开关同期性不好引起非全相运行等情况，产生幅值较高的过电压，严重威胁变压器中性点的绝缘安全，故变压器中性点的保护显得十分重要。

2 变压器中性点的过电压过压保护即为当被保护线路的电源电压高于一定数值时，保护器切断该线路；当电源电压恢复到正常范围时，保护器自动接通。

附件2“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；逻辑简图如图1所示：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。