變壓器中性點(diǎn)的保護(hù)

電力變壓器是電力系統(tǒng)最重要設(shè)備之一，它的可靠運(yùn)行是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。變壓器的中性點(diǎn)直接接地，有的變壓器中性點(diǎn)經(jīng)間隙接地，變壓器中性點(diǎn)的保護(hù)主要是反映接地故障，有以下兩種情況：

      情況1：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障，中性點(diǎn)接地的變壓器應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，可由兩段組成，每段各帶兩個(gè)時(shí)限，短時(shí)限動(dòng)作于斷開(kāi)母聯(lián)或分段斷路器，縮小故障影響范圍，長(zhǎng)時(shí)限動(dòng)作于斷開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。

      情況2：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障，中性點(diǎn)接地的變壓器跳開(kāi)后，電網(wǎng)零序電壓升高或諧振過(guò)電壓等都會(huì)危及中性點(diǎn)不接地的變壓器中性點(diǎn)絕緣。因此，中性點(diǎn)不接地的變壓器應(yīng)裝設(shè)零序電壓保護(hù)或間隙零序電流保護(hù)。

（一）分級(jí)絕緣變壓器

       大型電力變壓器是電力生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，由于其成本較高，故在110 kV及以上的中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，多采用分級(jí)絕緣的變壓器。

在實(shí)際運(yùn)行中，部分變壓器的中性點(diǎn)是直接接地的。但還有部分變壓器的中性點(diǎn)不接地運(yùn)行。所謂分級(jí)絕緣，就是變壓器的線圈靠近中性點(diǎn)部分的主絕緣，其絕緣水平比線圈端部的絕緣水平低。

分級(jí)絕緣變壓器運(yùn)行中應(yīng)注意的問(wèn)題：

1、分級(jí)絕緣變壓器中性點(diǎn)一定要加裝避雷器和防止過(guò)電壓間隙；

2、如果條件允許，運(yùn)行方式允許，分級(jí)絕緣變壓器一定要中性點(diǎn)接地運(yùn)行；

3、分級(jí)絕緣變壓器中性點(diǎn)如果不接地運(yùn)行，中性點(diǎn)過(guò)電壓保護(hù)一定要可靠投入。

（二）變壓器中性點(diǎn)配置關(guān)鍵原則

1、在雙母線運(yùn)行時(shí)，應(yīng)考慮當(dāng)母聯(lián)開(kāi)關(guān)跳閘后，保證被分開(kāi)的兩個(gè)系統(tǒng)至少應(yīng)有一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地；

2、變壓器中、低壓側(cè)有電源時(shí)，則變壓器中性點(diǎn)必須直接接地，以防止高壓側(cè)斷路器跳閘，變壓器成為中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)；

3、發(fā)電機(jī)—變壓器—線路組的主變壓器中性點(diǎn)應(yīng)保持接地運(yùn)行。

（三）變壓器中性點(diǎn)過(guò)電壓的三種形式

1、大氣過(guò)電壓

2、單相接地故障引起的過(guò)電壓

3、斷路器非全相分合閘引起的過(guò)電壓（主要表現(xiàn)為電網(wǎng)中斷路器的非同期重合閘、非全相動(dòng)作、導(dǎo)線斷線等）

（四）變壓器中性點(diǎn)間隙保護(hù)的三種方式

可采用間隙、避雷器及避雷器聯(lián)合放電間隙3種方式。

       變壓器多采用避雷器聯(lián)合放電間隙的保護(hù)方式。

        放電間隙采用棒—棒間隙，避雷器多配置為氧化鋅避雷器。

        避雷器并聯(lián)間隙的保護(hù)分工是工頻、操作過(guò)電壓由間隙承擔(dān)，雷電、暫態(tài)過(guò)電壓由避雷器承擔(dān)，同時(shí)，又用間隙來(lái)限制避雷器上可能出現(xiàn)的過(guò)高幅值的工頻過(guò)電壓和過(guò)高的殘壓。這種方式既對(duì)變壓器中性點(diǎn)進(jìn)行保護(hù)，又起到互為保護(hù)的作用。

（五）變壓器中性點(diǎn)間隙過(guò)流保護(hù)

       為防止過(guò)電壓損壞變壓器中性點(diǎn)絕緣，對(duì)主變壓器中性點(diǎn)目前普遍采取裝設(shè)放電間隙的措施，并利用中性點(diǎn)套管電流互感器或在放電間隙回路裝設(shè)獨(dú)立的電流互感器，構(gòu)成變壓器中性點(diǎn)放電間隙零序過(guò)電流保護(hù)(簡(jiǎn)稱“間隙過(guò)流”保護(hù))

變壓器中性點(diǎn)間隙保護(hù)原理如下圖所示。

  變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)放電間隙保護(hù)何時(shí)投入，何時(shí)退出，為什么？

       應(yīng)在中性點(diǎn)接地刀閘合上前退出，在中性點(diǎn)接地刀閘拉開(kāi)后投入。（即放電間隙保護(hù)與中性點(diǎn)不能同時(shí)在投入狀態(tài)）

因?yàn)椋悍烹婇g隙保護(hù)是由零序電壓和零序電流并聯(lián)組成,且電流定值比較靈敏，時(shí)間較短,沒(méi)有與其他保護(hù)配合的關(guān)系。在直接接地狀態(tài)時(shí)，如遇到外部故障，在中性點(diǎn)CT中就有零序電流流過(guò)，將造成間隙過(guò)流保護(hù)誤動(dòng)。

       在經(jīng)間隙接地狀態(tài)時(shí)，在發(fā)生接地故障時(shí)，在其他接地變跳開(kāi)后，中性點(diǎn)零序電壓將升高，使間隙零序電壓保護(hù)動(dòng)作。間隙擊穿后，零序電流動(dòng)作，保護(hù)不接地變壓器的安全。

變壓器中性點(diǎn)間隙過(guò)流保護(hù)的三種接線方式：

（1）共用電流互感器接線圖

   2個(gè)電流繼電器動(dòng)作值不同,且2種接地電流的性質(zhì)不同。零序過(guò)流主要是工頻量。

      間隙過(guò)流具有間隙、分段發(fā)展的性質(zhì)，間歇時(shí)間和電流幅值均為隨機(jī)性，且含有大量諧波分量

（2）電流互感器相互獨(dú)立接線圖

將2套保護(hù)的電流互感器相互獨(dú)立，即交流回路分開(kāi)，分別接在各自的正確位置處。此方案較為合理，但費(fèi)用高。

（3）綜合接線示意圖

變壓器出廠時(shí)裝設(shè)了主變壓器中性點(diǎn)CT，為降低費(fèi)用，零序過(guò)流采用主變壓器自帶中性點(diǎn)CT，間隙過(guò)流采用單獨(dú)CT的綜合接線。

（六）變壓器零序電壓保護(hù)

中性點(diǎn)放電間隙是一種較為粗糙的設(shè)備，因其放電電壓受氣象條件、調(diào)整精度以及連續(xù)放電次數(shù)的影響可能出現(xiàn)該動(dòng)作而不能動(dòng)作的情況。為此，還應(yīng)裝設(shè)零序電壓保護(hù)，作為放電間隙拒動(dòng)時(shí)的后備保護(hù)。

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