110kv和220kv变压中性点过电压保护方式的选择110kv和220kv变压器中性点过电压保护方式的选择110kv和220kv变压器中性点过电压保护方式的选择110kv和220kv变压器中性点过电压保护方式的选择.doc

110kV和220kV变压器中性点过电压保护方式的选择 Selection of over-voltage protective schemes on 110kV and 220kV transformer neutral 陆国俊 (广东省广电集团公司广州分公司，广州，510600) 　 摘? 要? 对110kV和220kV变压器中性点过电压产生原因进行分析，提出过电压保护配置的原则，并在间隙动作试验数据的基础上，对各种保护方式进行分析对比，提出选择意见。 Abstract? Analyzed the over-voltage creation on 110kV and 220kV transformer neutrals，offer the principal of over-voltage protection, Based on the gap discharge test data，compared with diversified protective schemes，selection opinion are given. 关键词? 变压器? 中性点保护方式? 选择 Key words ?transformer? over-voltage protective schemes selection 　 0? 引? 言 由于系统运行需要，110-220kV有效接地系统的变压器中性点大部分采用不接地运行方式，变压器一般采用分级绝缘结构，绝缘水平相对薄弱，所以不接地运行的变压器中性点需要考虑对雷电过电压、操作过电压和暂时过电压的保护。 　 1? 变压器中性点过电压的产生 1.1 雷电波的影响 ??? 雷电波对变压器中性点的影响可以变压器绕组的波过程进行分析，变压器绕组的等值电路可用图l表示，其中C0表示绕组单位长度的对地等值电容，K0表示绕组单位长度的匝间互电容，L0绕组单位长度的等值电感。 1.1.1 波过程的起始电压分布 ??? ?在波过程起始状态中，可以忽略电感和线路波阻的影响。电压分布可以表示为： ??? u＝2U0chα(1－x)／chαl ? 其中U0为侵入波电压，α＝√CO/KO，1为绕组长度，x为距绕组首端距离，U0为侵入波电压。此时中性点起始电压为零(x=1)。 图l? 变压器绕组等值电路图 1.1.2 波过程的稳态电压分布 ??? ?当变压器绕组采用Y型接线时，三相绕组互相影响。当一相线路来波时，进行波到达不接地的中性点后经其他两相绕组向送电线路传出，等值电路见图2。 其中Uw为中性点稳态电压，Z为波阻。 Uw＝U0/3 图2? 单相进波时的等值电路 ??? 当两相线路来波时，进行波到达不接地的中性点后经其余一相绕组向送电线路传出，相当于两个单相进波的叠加。 Uw＝2U0/3 ??? 当三相来波时，中性点电压为绕组末端开路时的反射电压。 Uw=U0 1.1.3 中性点雷电过电压最大值 ??? LC回路振荡引起的过电压＝2倍稳态值一起始值；可以得出在变压器在采用Y接线形式时的中性点过电压最大值见表1。 表1? 变压器采用Y接线时中性点过电压最大值 雷电波进入方式 一相进波 两相进波 三相进波 过电压最大值 2/3U0 4/3U0 2U0 　 1.2 暂时过电压的影响 1.2.1开断无载变压器 ??? 高压开关开断无载变压器时，对变压器励磁电流产生了截流，由于变压器励磁电感与变压器及其引线对地电容之间的能量转换，变压器会出现操作过电压。 1.2.2 电力系统发生单相接地 ??? 当电力系统发生单相接地故障后，变压器中性点的稳态电压为 U0＝k/(k+2)Uxg 其中Uxg为相电压，k＝X0/X1， ??? 对有效接地系统，k≤3，将k=3代入上式，U0max＝0.6Uxg相应的最大暂态电压为1.2Uxg。 ??? 对中性点不接地系统，－∞k－40，U0max＝Uxg，相应的最大暂态电压为2 Uxg。 1.2.3 系统非全相运行的情况 ??? 因导线断线、断路器非全相动作或严重不同期操作等原因造成系统发生非全相运行时，变压器中性点会出现过电压，较严重的情况是系统只有单相运行，此时变压器中性点暂时过电压为Uxg。 2? 主变中性点过电压保护配置原则 ??? 根据以上分析，结合《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(DL／T620-1997)有关规定，提出以下保护配置意见： (1) 对110kV及220kV有效接地系统中可能偶然形成局部不接地系统(如接地变压器误跳开关等原因引起)、低压侧有电源的变压器不接地中性点应装设间隙保护。 (2) 经验算如断路器因操作机构故障出现非全相和严重不同期时产生的铁磁谐振过电压可能危及中性点为标准分级绝缘、运行时中性点不接地的110kV及220kV变压器的中性点绝缘，宜