文摘：對110千伏分級絕緣干式變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙的配置進(jìn)行了分析，認(rèn)為在低壓側(cè)無就地電源干預(yù)的110千伏變電站中，主變壓器的中性點(diǎn)不應(yīng)設(shè)置條形間隙。根據(jù)零序電抗與正序電抗的實(shí)際比值，對不同類型的中性點(diǎn)避雷器進(jìn)行了校核。關(guān)鍵詞：110千伏分級絕緣干式變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙避雷器信息源：

干式變壓器中性點(diǎn)接地的配置原則是有效接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，系統(tǒng)中性點(diǎn)不允許接地，必須保證其有效性(X0/X1 <3，X0為零序電抗，X1為正序電抗)。由于絕緣等級的要求，不接地分級絕緣干式變壓器的中性點(diǎn)通常與相應(yīng)的避雷器和保護(hù)間隙連接，因此中性點(diǎn)保護(hù)間隙的配置應(yīng)從繼電保護(hù)和過電壓保護(hù)兩方面考慮。近年來，珠海電業(yè)局工業(yè)分局多個(gè)變電站加大了110 kV分級絕緣干式變壓器中性點(diǎn)棒條間隙，在很多雷區(qū)容易出現(xiàn)誤操作。本文將對此進(jìn)行分析。

1并聯(lián)間隙誤動(dòng)作分析安裝并聯(lián)間隙的初衷是為了防止避雷器在內(nèi)部過電壓下爆炸，損壞主變壓器及附近設(shè)備。所以要求間隙的匹配特性：雷電過電壓動(dòng)作時(shí)，避雷器動(dòng)作，間隙不動(dòng)作；施加內(nèi)部過電壓時(shí)，避雷器不動(dòng)作，間隙動(dòng)作。兩者分工明確。間隙應(yīng)滿足動(dòng)作值和非動(dòng)作值閾值，220 kV干式變壓器中性點(diǎn)容易，110 kV干式變壓器中性點(diǎn)難。以前只是根據(jù)功率測試單元提供的間隙大小進(jìn)行組裝，不需要進(jìn)一步測試。但實(shí)驗(yàn)室提供的數(shù)據(jù)是在處理頻率電壓和雷電波的條件下進(jìn)行測試的，與實(shí)際運(yùn)行情況有較大差異。在多雷區(qū)，變電站附近線路單相接地時(shí)，常同時(shí)出現(xiàn)大氣過電壓和內(nèi)部過電壓，疊加后傳遞到有間隙的中性點(diǎn)。此時(shí)過電壓既不是純工頻過電壓，也不是標(biāo)準(zhǔn)雷電波，實(shí)驗(yàn)室獲得的兩個(gè)先立數(shù)據(jù)很難代表所遇到的真實(shí)情況。此外，氣隙受氣象閾值、電極形狀以及自身放電電壓的離散性影響，可靠性較差，至少得到廣東省運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的證實(shí)。這里還需要強(qiáng)調(diào)的是，過去一些干式變壓器的中性點(diǎn)是加了間隙的，不需要安裝棒形間隙，誤認(rèn)為加間隙總是有利的，繼電保護(hù)配置也不會(huì)斷電。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1994-1997年雷電期間，珠海110 kV線路單相接地時(shí)，間隙動(dòng)作11次，誤操作率100%。然而，間隙沒有安全安裝。信息來自：輸配電設(shè)備網(wǎng)2的中性點(diǎn)間隙和繼電保護(hù)。110千伏及以上的電網(wǎng)是一種有效的接地系統(tǒng)?，F(xiàn)在的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)通常采用220 kV變電站向110 kV變電站放射狀供電。110千伏接地系統(tǒng)中性點(diǎn)設(shè)在220千伏變電站的220千伏/110千伏降壓干式變壓器上，是零序電抗的主通道和系統(tǒng)有效性(X0)的主導(dǎo)元件，不允許接地。無論站內(nèi)有多少臺(tái)干線變壓器，至少有一臺(tái)干式變壓器的110 kV中性點(diǎn)應(yīng)接地，X0/X1 <3。DL/T620—1997 《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》第4.1.1條指出：“要避免110 kV和220 kV有效接地系統(tǒng)中局部不接地系統(tǒng)的偶然形成和高工頻過電壓的產(chǎn)生?！痹谶@里，“應(yīng)該避免”是較好道防線。由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備可靠性和技術(shù)水平的提高，多年來沒有系統(tǒng)的土地流失事故報(bào)告。珠海電網(wǎng)形成以來，從未出現(xiàn)過整體和部分故障。然而，這并不能保證110千伏系統(tǒng)永遠(yuǎn)不會(huì)接地。當(dāng)出現(xiàn)以下情況時(shí)，仍存在中性點(diǎn)保護(hù)間隙：a) 220 kV降壓變電站兩臺(tái)以上主變壓器(一般并聯(lián)運(yùn)行)，根據(jù)較不利情況，當(dāng)110 kV中性點(diǎn)接地主變壓器因內(nèi)部故障跳閘時(shí)，一臺(tái)中性點(diǎn)接地干式變壓器將繼續(xù)運(yùn)行，形成失壓接地系統(tǒng)。此時(shí)，應(yīng)立即合上另一個(gè)無接地操作的110千伏中性點(diǎn)接地刀閘，恢復(fù)系統(tǒng)接地，這是現(xiàn)場操作和調(diào)度程序中防止土地?fù)p失的具體措施。但當(dāng)單相接地在110 kV中性點(diǎn)接地刀閘合上之前(一般認(rèn)為是幾分鐘)(幾率極小)相繼發(fā)生時(shí)，另一臺(tái)干式變壓器供電的不接地干線變壓器110 kV中性點(diǎn)保護(hù)間隙擊穿，仍相當(dāng)于接地系統(tǒng)。故障線路的主保護(hù)仍然會(huì)瞬間跳閘，供電端的零序電壓和間隙保護(hù)的零序電流仍然會(huì)起到后備作用。文獻(xiàn)[1]的2.3.9.2條規(guī)定：“當(dāng)中性點(diǎn)是eq #p#分頁標(biāo)題#e#

b)通過110 kV干式變壓器低壓側(cè)與主網(wǎng)相連的本地電源，在110 kV側(cè)因故與主網(wǎng)斷開后，會(huì)形成本地失地系統(tǒng)。此時(shí)干式變壓器已成為供電端升壓干式變壓器，必須合上中性點(diǎn)接地刀閘。程序同上。同時(shí)，當(dāng)110千伏中性點(diǎn)再次接地時(shí)，干式變壓器的中性點(diǎn)保護(hù)間隙會(huì)擊穿，使先立的110千伏系統(tǒng)的中性點(diǎn)不接地。當(dāng)主保護(hù)或開關(guān)拒動(dòng)時(shí)，主變壓器的近后備作出反應(yīng)。文獻(xiàn)[2]4.2.14.2條規(guī)定：“對于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的主網(wǎng)終端變電站，如果干式變壓器中性點(diǎn)不直接接地，負(fù)荷側(cè)接區(qū)域電源，干式變壓器還應(yīng)配有零序電壓和間隙零序電流解耦裝置。三重零序電壓一般設(shè)為10 ~ 15 V(額定電壓300 V)，間隙零序電流一次性設(shè)為40 ~ 1000。”通過保護(hù)間隙較大限度地保持有效接地系統(tǒng)的運(yùn)行。3中性點(diǎn)間隙和過流

電壓保護(hù)3.1 單相接地時(shí)的工頻電壓 單相接地發(fā)生在終端變電所110 kV母線上時(shí)，110 kV干式變壓器感受到的零序電壓較高 ，等值零序電抗也較大。有效接地系統(tǒng)以X0／X1小于3為界，并不是說一定等于3，不同地區(qū)電網(wǎng)及每個(gè)變電所有著不同的X0／X1值，且差異很大，干式變壓器中性點(diǎn)處的過電壓水平自然也不一樣。表1提供了珠海電力工業(yè)局2000年部分110 kV干式變壓器中性點(diǎn)的過電壓值。通用文章及教科書均按1．15 UN（UN為系統(tǒng)的額定電壓，本計(jì)算取UN＝126 kV）和X0/X1＝3取極值，使估算裕度過高，有時(shí)會(huì)將過電壓值推向避雷器所能承受的電壓的邊緣，嚴(yán)格的電壓管理和先進(jìn)的電壓調(diào)整手段都不會(huì)使電壓達(dá)到126 kV。表1按實(shí)際電抗值編制,可以看出珠海地區(qū)110 kV干式變壓器中性點(diǎn)的X0／X1值在0．613 5～2．068 2之間，穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)過電壓在17．07～37．00 kV及25．61～56．79 kV之間，遠(yuǎn)低于干式變壓器中性點(diǎn)絕緣的工頻耐受電壓。

3.2 斷路器非同期動(dòng)作引起的過電壓 1999年，原廣東省電力工業(yè)局下發(fā)的有關(guān)文件指出：“110 kV斷路器為三聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu) ，因操動(dòng)機(jī)構(gòu)故障出現(xiàn)非全相或嚴(yán)重不同期的概率很小，且省內(nèi)尚未發(fā)生過有此危及中性點(diǎn)絕緣的情況”。所以對斷路器非同期動(dòng)作引起的過電壓不作討論。 注：深坑變電站1號干式變壓器在冬季榨糖乾霧電廠投運(yùn)時(shí)保護(hù)間隙投入，非榨糖季節(jié)保護(hù)間隙拆除。

4 結(jié)論 1998年，珠海電力工業(yè)局拆除了終端變電所低壓側(cè)無電源的干式變壓器中性點(diǎn)的保護(hù)間隙，保留及補(bǔ)裝低壓側(cè)有電源的干式變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙，間隙距離為130～140 mm。經(jīng)過1999～2001年運(yùn)行驗(yàn)證，珠海地區(qū)110 kV電網(wǎng)頻發(fā)的保護(hù)間隙誤動(dòng)得到了徹底根治。由于很難遇到系統(tǒng)失地時(shí)緊接著再發(fā)生單相接地故障，因此還沒有正確動(dòng)作的記錄。 信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)

參考文獻(xiàn)

［1］DL 400—1991，繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程［S］．［2］DL／T584—1995，3～10 kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程［S］． #p#分頁標(biāo)題#e#