110千伏分级绝缘干式变压器中性点保护间隙配置
摘要：对110kV分级绝缘干式变压器中性点保护间隙的配置进行了分析，认为一般110kV变电站在低压侧无就地供电干预的情况下，主变压器中性点不应设置条形间隙。根据实际的X0/X1值，检查运行中不同类型的中性点避雷器。引言干式变压器中性点接地的配置原则是：有效接地系统发生单相接地故障时，系统中性点不允许接地，必须保证其有效性(x0/x13)。由于绝缘等级的要求，不接地分级绝缘干式变压器的中性点通常与相应的避雷器和保护间隙相连，因此应从继电保护和过电压保护的角度考虑中性点的保护间隙。安装并联间隙的初衷是为了防止避雷器在内部过电压下爆炸，损坏主变压器和附近设备。所以要求间隙的匹配特性：雷电过电压动作时，避雷器动作，间隙不动作；内部过电压动作时，避雷器不动作，间隙动作，两者分工明确。间隙应满足动作值和非动作值阈值，220kV干式变压器中性点容易，110kV干式变压器中性点难。过去，根据功率测试单元提供的间隙尺寸进行组装不需要任何进一步的测试。实验室提供的数据分别通过处理频率和雷电波进行测试，与实际运行情况相差较大。在很多雷区，线路附近的变电站发生单相接地时，常同时出现大气过电压和内部过电压，叠加后带间隙传递到中性点，既不是纯工频，也不是标准雷电波。实验室获得的两个先立数据很难代表遇到的真实情况。另外，气隙受气象阈值、电极形状以及自身放电电压的离散性影响，至少广东省的运行经验证明了这一点。这里还需要强调的是，水电生字(78)184号(附件)发布后，认为加个杠杠空档总是有好处的想法是错误的。此外，由于继电保护配置不当，各种因素累积，间隙误动作导致主变压器跳闸，10kV母线停电事故。可以统计，珠海市110千伏线路在4年雷电期间单相接地时，间隙总共动作11次，误动作率占100%，但间隙未安全安装。1中性点间隙和继电保护110千伏及以上电网是一种有效的接地系统，目前的电网结构通常是从220千伏变电站向110千伏变电站放射状供电。110千伏接地中性点设在220千伏变电站的220/110千伏降压干式变压器上，是零序电抗的主通道，是保证系统有效性的主导元件(X0)，不允许接地。无论站内有多少台主变压器，至少要有一台干式变压器，其110千伏中性点必须接地，并满足X0/XL 3。《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》 (DL/T620-1997)第4.1.1条规定：“必须避免110千伏和220千伏有效接地系统中局部不接地系统的意外形成和更高工频过电压的产生。”“应该避免”是较好道防线。随着电网结构、设备可用性和技术水平的提高，多年来一直没有系统的土地损失事故报告。自珠海电网出现以来，从未出现过整体和部分故障。但是，110kV系统不可能永远投保。当出现以下情况时，需要有中性点保护间隙支持。1.1对于两台以上主变压器(一般并联运行)的220kV降压变电站，考虑到较不利的情况，110kV中性点接地运行的主变压器内部故障跳闸后，一台中性点接地的干式变压器将继续运行，形成失地系统。此时，值班人员(或遥控器)应立即合上另一把110千伏中性点接地刀 #p#分页标题#e#
故障线路的主保护仍会瞬间跳闸，电源端3U0，间隙保护3I0。还有一个备份角色。《规程》[1]2.3.9.2条规定：“在中性点安装放电间隙时，应按2.3.8条的规定安装零序电流保护，并增加反映零序电压和间隙放电电流的零序电流和电压保护。当电网单相接地，失去接地中性点时，零序电流电压保护动作，约0.3-0.5 s后断开干式变压器各侧断路器”，保证原继电保护配置按有效接地系统正常程序运行。1.2通过110千伏干式变压器低压侧接入主网的本地电源，在110千伏侧因某种原因与主网断开后，将形成本地失地系统。此时，干式变压器已经成为供电端的升压变压器，因此闭合中性点接地刀闸是一项刻不容缓的措施。程序同上。同时，当110千伏再次发生单相接地时，干式变压器的中性点保护间隙会击穿，使先立的110千伏系统的中性点不接地。当主保护或开关拒动时，主变压器会在备用变压器附近作出反应。第《规程》 [2]4.2.14.2条规定：“对于中性点直接接地系统的主网终端变电站，如果干式变压器中性点不直接接地，负载侧设有区域电源，干式变压器还应配备零序电压和间隙零序电流解耦装置。三重零序电压3U0一般设为10-L5V(额定电压300V)，间隙零序电流一次性设为40。”*保护间隙较大化有效接地系统的运行。2中性点间隙和过电压保护2.1单相接地时工频电压升高当终端变电站110千伏母线发生单相接地时，110千伏干式变压器感受到的零序电压较高，等效零序电抗也较大。有效接地系统以小于3的x0/XL为界，不一定等于3。不同地区不同电网和变电站的x0/XL值不同，差别很大。干式变压器中性点的过电压水平自然不同，附表提供了2000年珠海电业局部分110千伏中性点的过电压值。一般文章和教材概化为1.15Un(本次计算仍取Un=126kV)，x0/XL=3，故
估算裕度过高，有时会将过电压值推向避雷器能承受的边缘，严格的电压管理和先进的电压调整手段也不会使电压达到126kV。附表按实际电抗值编制，可以看出珠海地区110kV的X0／Xl值在0.6135和2.0682之间，稳态和暂态过电压在17.07kV到37.00kV及25.61到56.79kV之间，远低于干式变压器中性点绝缘的工频耐受电压。2.2断路器非同期动作引起的过电压99年12月7日广东省电力工业局下发的《关于试行干式变压器220kV和110kV中性点过电压保护选择推荐意见的通知》（粤电生(1999]229号）中指出：“110kV断路器为三联动机构，因操动机构故障出现非全相或严重不同期的概率很小，且省内尚未发生过有此危及中性点绝缘的情况”，所以不再考虑这种稀有故障符合当今设备运行情况。 3结论拆除低压侧无电源的终端变电所干式变压器中性点的保护间隙，保留及补装低压侧有电源的干式变压器中性点保护间隙，间隙距离为130～140毫米。经过l999、2000年运行验证，珠海地区110kV电网频发的保护间隙误动得到了彻底根治。由于很难遇到系统失地时紧接着再发生单相接地故障，因此还没有正确动作的记录。参考文献（1）《继电保护和安全自动装置技术规程》（DL400－91）（2）《3－10kV电网继电保护装置运行整定规程》（DL/T584－95） 附表珠海电力工业局2000年110kV中性点过电压保护装置性能校验序号站名X0X1X0/X1中性点绝缘水平避雷器形式中性点稳态过电压（kV）中性点暂态过电压（kV）棒间隙（mm）1珠海＃1、2B0.05360.039921.3427LI325AC140Y1W－73/20029.2229.22水平140珠海＃3BLI250AC952凤凰0.084180.071621.1754LI325AC140Y1W－73/20026.9326.93水平1403南屏0.050880.045691.1137LI325AC140Y1W－73/20026.0226.02水平1404大港0.043320.070610.6135LI250AC95Y1W－73/20017.0717.07水平1405官塘0.16430.098321.6714LI250AC95Y1W－60/14433.1233.12无6柠溪0.151330.094771.5969LI250AC95Y1W－60/14432.3032.30无7新涌0.06950.045221.5369LI325AC140Y1W－73/20031.6131.61无8北山0.10610.064091.6556LI250AC95Y1W－73/20032.9532.95无9三灶0.130650.10891.1997LI250AC95Y1W－60/14427.2827.28无10红旗0.142570.106561.33795LI325AC140Y10W－60/14429.1629.16无11港北＃2B0.129730.09941.3052LI200AC85Y1W－56/16228.7328.73无港北＃3BLI325AC140Y1W－73/20028.7328.73无12机场0.169620.126771.3380LI250AC95Y1W－73/20029.1629.16无13吉大＃1、2B0.10220.055221.8510LI250AC95Y1W－73/20034.9734.97无吉大＃3BLI325AC140Y1W－73/200无14兰埔＃1、2B0.072510.045321.5999LI250AC95PSB－72/18632.3332.33无兰埔＃3BY1W－60/144无15平沙0.14210.098881.4373LI325AC95Y1W－60/14430.4230.42水平13016香洲0.12770.087111.466LI325AC95Y1W－60/14430.7730.77无17唐家0.22790.119531.9068LI250AC95Y1W－73/20035.5135.51无18石山0.170000.085391.9911LI250AC95Y1W－60/14436.2936.29无19明珠0.059200.041521.4257LI250AC95Y1W－73/20030.2830.28无20九州0.123090.056722.1701LI250AC95Y1W－73/20037.8656.79无21翠香0.142910.089511.05966LI325AC140Y1W－73/20032.3048.45无22新堂0.302370.146202.0682LI250AC95Y1W－73/20037.0055.50无23五山0.292060.142802.0452LI250AC95Y1W－60/14436.8255.23无24深坑＃1B0.220301.118791.8546LI200AC85Y10W－56/16235.0052.50水平130深坑＃2BLI250AC95Y1W－60/144无25鹤洲0.275360.14091.9543LI250AC95Y1W－60/14435.9253.93无26白蕉＃1B0.176090.107801.6335LI250AC95Y1W－60/14432.7149.07水平130白蕉＃2BLI325AC140Y1W－73/20032.7149.07水平13027井岸＃1B0.178840.121341.4739LI250AC95Y1W－60/14430.8746.31水平130井岸＃2BLI250AC95Y1W－73/200水平13028黄杨0.238430.141251.6880LI325AC140Y1W－60/14433.3049.95无29六乡0.33380.172921.9304LI250AC95Y1W－60/14435.7353.60无30夏湾0.09780.049121.9910LI325AC95Y1W－73/20036.2954.44无*冬季榨糖干雾电厂投运时保护间隙投入，非榨糖季节，保护间隙拆除。 来源：中电力资料网#p#分页标题#e#
