(国网聊城供电公司)
摘要:本文首先分析了变压器中性点接地方式的优点,然后分析了其缺点,最后分析了变压器中性点接地方式的电压和中性点保护方式。
关键词:110kV;变压器;保护装置
我国经济发展严重依赖电力系统的保障。变压器作为影响电力系统运行的稳定与效率的重要组成部分,关乎经济运行的基础保障到位与否,一旦某个环节出现故障,将带来巨大的损失。
变压器中性点接地方式可以分为中性点无效接地和中性点有效接地。中性点接地方式对电网的继电保护、过电压水平、绝缘水平、人身设备安全等有重要影响,所以接地方式的选择要经过多方面因素的综合评估才能确定,其中包含电网投入资本、稳定运行的可靠性、应用的经济性等多方面考量。深入研究中性点的接地方式和零序保护装置至关重要。
一、110kV变压器中性点接地方式分析
(一)110KV变压器中性点接地方式的优点
1、装置简易中性点接地方式可以省略“失地”继保装置。由于其接地方式的统一,可以很好地简化继保装置,避免了孤立的不接地电网形式,对于提高电网的稳定可靠有很大的帮助。
2、方案操作性高110kV变压器中性点接地对绝缘要求较低,其绝缘水平可下降到20kV等级,也不会出现高幅值过电压,其全波冲击耐压可提升到125kV,工频耐压每分钟可达到55kV。意味着可省略避雷和棒间隙等装置,对提升电网的安全稳定有很大效果。
3、实用性强中性点接地方式的实用性很强,其保护装置简单可靠,能够起到很好的继电保护作用。此外,只需选择合适的小电抗值,经过小电抗接地,就能使变压器达到接地作用,而且,断路器的作用不受单相短路电流的限制。
(二)110KV变压器中性点接地方式的不足
1、继电保护选择困难中性点接地的“失地”保护实际使用的稳定可靠性不高,易出现误动操作,且电网要设置防止孤立的不接地保护状况,一旦电路系统出现故障,就会出现零序过电压或间隙电流,导致与故障无关的装置出现跳闸,或是应该跳闸的装置保护没有及时响应,增加了装置的运行复杂性。
2、间隙距离选择困难间隙距离的调整会影响到中性点接地与非接地方式的装置动作情况。选择间隙距离时要保证在“有地”时单相接地故障不动作,而“失地”时应该动作。但由于棒间隙直接布设在大气环境中,放电电压的分散性大,不利于间隙的准确调整。此外,沿固体放电与空气放电的情形也要考虑入内,以保证间隙距离的精确到位,实际操作中往往很难兼顾到此类要求。
3、避雷器选择困难变压器的中性点接地时,还需引入避雷装置。避雷装置要和间隙保持同步运行的关系。同时防雷工作和过电压必须兼顾到,即避雷装置在过电压状况下要动作,而装置内部过电压时不应该动作。此类技术对避雷器和间隙的选择都有一定的规范和要求,但目前而言,我国的相关标准没有建立,导致产品标准化也没有规范起来,种类并不齐全,难以满足多方面的需求。
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二、变压器中性点过电压及保护
(一)变压器中性点过电压
1、工频过电压系统中在操作或接地故障时发生的频率等于工频(50Hz)或接近工频的高于系统最高工作电压的过电压。产生工频过电压的主要原因是:空载长线路的电容效应,不对称短路时正常相上的电压升高,系统突然甩负荷使发电机加速旋转等。
2、谐振过电压电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路,在一定的能源作用下,会产生串联谐振现象,导致系统某些元件出现严重的过电压。谐振过电压分为以下几种:线性谐振过电压、铁磁谐振过电压和参数谐振过电压。
3、操作过电压产生操作过电压的原因,是由于电力系统的许多设备都是储能元件,在断路器或隔离开关开断的过程中,储存在电感中的磁能和储存在电容中的静电场能量(电能)发生了转换、过渡的振荡过程,由振荡而引起过电压。特点是持续的时间通常比雷电过电压长,而又比暂态过电压短。一般在数百微秒到100ms之间。
(二)变压器中性点保护方式变压器中性点保护可采用间隙、避雷器及避雷器并联间隙三种方式。采用避雷器并联间隙的方式在电力系统中较为常见。避雷器并联间隙的保护分工是工频、谐振和操作过电压由间隙承担,雷电过电压由避雷器承担,同时,又用间隙来限制避雷器上可能出现的过高幅值的工频过电压和过高的残压,避免发生危险。
(三)不接地零序为限制分级绝缘变压器中性点不接地运行时可能出现的中性点过电压,在变压器中性点应装设放电间隙。此时应装设用于中性点直接接地和经放电间隙接地的两套零序过电流保护。此外,还应增设零序过电压保护。用于经间隙接地的变压器,装设反应间隙放电的零序电流保护和零序过电压保护。当变压器所接的电力网失去接地中性点,又发生单相接地故障时,此电流电压保护动作,经0.3~0.5s时限动作断开变压器各侧断路器。
参考文献
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论文作者:胡妹,鲍乐
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/30
标签:过电压论文; 间隙论文; 变压器论文; 方式论文; 装置论文; 谐振论文; 避雷器论文; 《电力设备》2017年第24期论文;