电厂主变压器中性点的保护与运行分析
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电厂主变压器中性点的保护与运行分析
摘要：随着人们对电能的需求量不断的增加，发电厂供电系统的正常运行就显得尤为重要，变压器是发电厂重要的发电设备之一，其对电力系统的稳定运行有着极其重要的作用，在发电厂的故障中，以中性点接地故障较为普遍，所以做好主变压器的中性点保护工作是保证系统正常运行的基础。
文章分析了电厂主变压器中性点及其结构，并对电厂主变压器中性点的保护和运行进行了具体的阐述。
关键词：电厂；中性点；主变压器；保护；运行
前言
在电厂运行当中，变压器做为电厂运行时的核心设备，变压器运行的质量直接关系着电厂的正常生产经营活动的进行。
变压器是电厂设备中成本较高的设备之一，所以在110kv及以上的中性点直接接地的电网中，普遍采用分级绝缘的变压器。
在电网运行过程中，接地短路故障较为常见，其实在实际运行中，有部分变压器的中性点是接地的，也有部分变压器的中性是不接地的，但不管何种接地方式或是不接地方式，当发生接地短路时，都会影响到其他设备的正常运行，所以对于电厂运行中的大型变压器需要进行中性点保护设置，从而有效的保护系统的正常运行。
1 电厂主变压器中性点及结构
主变压器中性点就是在星形连接的三相电路中，中性点即是将a、b、c三相绕组连在一起的那个公共点，其中中性线就是由中性点引
出的导线，在电力系统正常运行的状况下，中性点对地电位为零或接近于零。
主变压器中性点的结构主要包括：
1.1 避雷器作用及原理
当发生雷击和电力系统操作时所产生的过压时，避雷器就有效的发挥了作用，当发生瞬时电压危害时，避雷器就立即动作，限制过电压的发生，截断续流，从而保证设备的绝缘不被破坏，通常情况下都会在带电导线和大地之间接入避雷器，并以并联的形式与被保护的设备连接，当发生异常时迅速动作，当电压值正常时则又会立即恢复原状，保证系统的正常供电。
1.2 放电计数器
为了监测避雷器泄漏电流的需要，通常会在避雷器的下面串联放电计数器，从而达到实现记录避雷器动作次数及报警的需要。
避雷器的放电计数器主要由非线性电阻、电磁计数器、毫安表、继电器和一些电子元器件组成。
当电网正常运行时，放电计数器中的毫安表会针对避雷器的泄漏电流进行测量，当雷击或是过电压发生时，因此产生的强大电流会流过避雷器和放电计数器时，这部分电流可通过泄漏电流回路测得，同时转移到电磁计数器回路，毫安表受到保护，这时通过电压的电流量将由电磁计数器来进行记录其动作次数和报警。
1.3 中性点隔离开关
通过对中性点隔离开关的控制，可以有效的控制中性点是否接
地，中性点隔离开关可以进行手动或是电动的分、合闸，也可实现远程控制分、合闸。
2 电厂主变压器的中性点的保护
2.1 中性点的保护原理
一方面，按一般运行要求，在多台变压器并列运行系统中，应采用一台变压器中性点直接接地，其它变压器中性点不接地的运行方式。
因为在发生单相接地故障时，故障零序电流通过变压器中性线形成回路，在中性线上装设的零序电流互感器检测到零序电流构成接地保护。
如果有多台变压器中性点接地，那么接地点的短路电流就会分流到多台变压器上，造成保护灵敏度降低。
为保证零序电流保护的灵敏度，所以不采用多台变压器中性点接地运行方式。
另一方面，零序电流保护、间隙零序保护、避雷器保护，三者的作用都是保护变压器中性点绝缘，防止过电压。
它们的关系是：当中性点刀闸接地时，间隙保护与避雷器均不起作用；当中性点刀闸断开时，放电间隙与避雷器有一个互相配合关系，也就是当中性点电压逐渐升高到一定电压值时放电间隙先击穿，把电压引向大地，间隙被击穿时由间隙零序过电流保护动作短延时跳开主变两侧开关，间隙未被击穿时由间隙零序电压保护动作切除变压器。
如此时电压降低，则避雷器就无需动作，如电压继续升高，则避雷器就要动作。
此处放电间隙的另一个作用就是防止避雷器的频繁动作，以延长避雷器的使用寿命。
2.2 主变压器的中性点的保护实现
2.2.1 避雷器的选择
如果中性点不安装避雷器，那么很难避免大气过电压的发生，通常为了更好的配合绝缘的效果，在中性点多采用专用金属氧化物避雷器，但在安装时需要满足一定条件：其一为变压器的中性点耐冲击电压要高于冲击放电电压，其二电网单相接地而引起的中性点电位升高稳态值应该小于其灭弧电压。
只有如此，才能保证避雷器正确的发挥其保护的作用。
2.2.2 间隙的选择
变压器的中性点保护当中还应采用放电间隙保护，虽然放电间隙保护的方式的形式较多，但通常在变压器中性点保护中还是以采取棒形的间隙方式为主，此棒形放电间隙通常安装于变压器中性点与地线之间，从而起到有效的保证作用。
2.2.3 整定设计
一是间隙零序电流整定，根据间隙放电电流经验数据，因正常情况下放电间隙回路无电流，一般取一次值为100a时动作；二是零序过压保护的动作整定，发生单相接地故障，而且系统有中性点直接接地时，零序过压元件不应动作。
3 电厂主变压器的中性点的运行
3.1 中性点不接地运行方式
这种供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，它的特点如下：
第一、由于设备的外壳与零线相接，所以当外壳带电时，漏电电
流会在零线保护系统中中上升为短路电流，这个电流会熔断熔断器的熔丝，并使断路器的脱扣器立即动作而跳闸，从而切断故障设备，实现断电，安全性较好。
第二、由于变压器中性点不接地系统电气设备的外壳直接与零线相接，所以不用装设其他设备，有效的节省了材料，也不用浪费较多的工时，能快速的实现连接，所以这种方式在实际运行中应用的较为广泛，要优于其他的运行方式。
3.2 中性点经消弧线圈接地运行方式
中性点经消弧线圈接地运行供电系统是把工作零线n和专用保护线pe严格分开的供电系统，电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线pe上，安全可靠。
适用于工业与民用建筑等低压供电系统。
3.3 中性点直接接地运行方式
中性点直接接地运行方式是指将电气设备的金属外壳直接接地
的保护系统，称为保护接地系统，也称tt系统。
第一个符号t表示电力系统中性点直接接地；第二个符号t表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。
4 结束语
随着经济的快速发展，电厂安全稳定的供应电能具有非常重要的意义，对我国国民经济的快速发展起到积极的推动作用，所以作为电厂核心设备的主变压器的安全运行也是至关重要的，为了确保主
变压器的稳定运行，做好中性点保护工作可以有效的保证过电压所导致的破坏绝缘问题，同时也是实现绝缘配合、继电保护和运行方式三者有效配合使主变压器稳定安全运行的基础。
参考文献
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