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摘要：由于大部分220kV变电站所在110kV电网是以一个220kV变电站为电源中心呈辐射状向各负荷变电站供电，为了保持电网零序网络的相对稳定，选择在220kV变电站一台主变220kV侧和110kV侧中性点直接接地，另一台（或两台）主变中性点经间隙接地，110kV电网内其余110kV主变中性点均经间隙接地运行方式，一个供电区域内仅有一个接地点。一旦110kV系统接地点丢失，在这供电区域内发生接地故障，将产生很高的零序电压，较高的零序电压会将系统内主变中性点间隙击穿，或直接由主变中性点间隙零序过压保护动作，引发一连串的主变跳闸，造成电网大面积停电。本文就由于线路外力破坏，主变零序保护二次接线错误导致中性点丢失，引起事故扩大进行了分析，并提出了改进措施
关键词：主变；二次接线；错误；分析
2011年8月5日12时17分10秒546毫秒，某新建220kV变电站1号主变1、2号保护屏间隙过流保护动作，延时2710毫秒后跳开1号主变三侧开关，12时17分15秒256毫秒2#主变间隙过流保护动作，跳开2#主变三侧开关，110kV侧所带两条母线电压为零。从监控中发现，于此相连的5个110kV变电站9台主变间隙保护动作相继跳闸。
一、设备运行方式
1号主变中性点直接接地，110kV侧1019刀闸在合闸位置，2号主变中性点间隙接地，110kV侧1029刀闸在分闸位置，110kV8条出线按正常方式分别运行与Ⅰ#、Ⅱ#母线（见图一）
二、设备检查情况
事故发生后，经检查站内设备，除1号、2号主变110kV侧中性点放电间隙都有明显放电痕迹外，其他设备未发现明显异常，1号主变中性点接地刀闸接触良好，对1号主变中性点接地刀闸接地引下线进行开挖检查和做直流电阻试验，未发现有断开点。调取故障录波发现某条110kV线路A相有41.43A的故障电流，零序过流Ⅱ段、距离Ⅱ段保护启动，但未出口（见图二）。经进一步对1号主变中性点CT做通流试验，发现1号主变的2#保护屏的高、中压侧零序电流与间隙电流回路接反，即主变套管CT接入了间隙电流保护，而主变间隙CT接入了零序电流保护
三、事故分析
本次事故可以分为两个阶段
第一阶段：故障发生阶段
2011年8月5日12时17分8秒，某条110kV线路遭外力破坏，造成A相接地故障，故障零序电流经接地点——故障线路——故障线路开关CT——1号主变中压侧中性点CT——1号主变中压侧中性点1019接地刀闸流入大地，此时故障线路零序保护、接地距离保护及1号主变零序过流保护均会启动。正常情况下，故障线路零序Ⅱ段保护、接地距离Ⅱ段经1S延时，跳开故障线路开关。而主变零序过流Ⅰ段保护时限为2.5S，因此，故障电流切除后，保护故障线路保护和1号主变保护均返回，主变零序保护不动作。
第二阶段：事故扩大阶段
主变零序保护作为线路接地故障的后备保护，当线路接地时，主变中性点CT将感受到的零序电流传输到CBH801A-231装置中的中压侧中性点零序保护，此时中压侧零序保护启动，同时主变零序保护时间继电器开始计时，如果线路保护正确动作，切除故障，那么主变零序保护电流继电器就返回，主变零序保护也就返回。如果线路保护和开关拒动时，主变零序保护电流继电器就一直不返回，当超过2.5S后相继跳开110kV侧母联开关和主变本侧开关，切除故障，实现线路后备保护功能。但由于接错线，主变中性点CT将感受到的零序电流传输到CBH801A-231装置中的中压侧间隙零序保护，主变间隙保护启动，时间继电器开始计时，由于主变间隙保护时限为0.5S，而线路零序保护为1.0S，那么主变间隙保护先于线路零序保护动作，跳开1号主变三侧开关。由于某220kV变电站110kV网络只有一个接地点，即只有1019刀闸在合位，1号主变三侧开关跳开后，整个网络就失去了接地点，但系统还存在很高的零序电压，因此造成2号主变间隙保护动作跳开主变三侧开关，与此同时，所带五个110kV变电站10台主变相继跳闸，造成事故扩大。
四、改进措施
1、在220kV变电站再增加一台主变110kV侧中性点接地
为避免系统发生接地故障时，且110kV系统接地点丢失，将产生很高的零序电压，较高的零序电压会将系统内主变中性点间隙击穿，或直接由主变中性点间隙零序过压保护动作，引发一连串的主变跳闸，造成电网大面积停电。
为了避免因为唯一接地点失去，造成事故扩大，因此可以通过计算，提出在110kV系统再增加一个接地点，即在220kV变电站再增加一台主变110kV侧中性点接地。当一台220kV主变检修时，因时间较短不增加接地点，保持一个地区仅有一个接地点的运行方式。该方法的优点是110kV系统零序电流的分布不发生变化，保护定值不需要作调整（经对220kV主变在增加接地点后主变零序电流保护作了校核，现保护定值均满足要求），缺点是提高了接地短路的短路容量，需要校核主变和110kV线路开关抗短路电流能力。
通过计算，某220kV变电站再增加一台主变110kV侧中性点接地的运行方式，由短路计算结果得出，两台主变中压侧中性点同时接地与一台主变中压侧中性点接地运行方式比较，变压器各侧绕组承受的最大短路电流变化不大，变压器中压侧绕组和开关承受的短路电流有所减小某220kV变电站增加接地点前后通过以上分析，220kV变电站再增加一台主变110kV侧中性点接地的运行方式是可行的，此方案提高了110kV系统接地点运行的安全性，同时现有保护方案不需调整即满足运行要求。
2、在主变新投前运对主变间隙CT一次侧进行升流试验
主变投运前，为保证保护接线正确，间隙CT的大电流试验尤为重要，即在间隙CT两端加入一次电流，在保护装置查看二次的间隙电流是否正确，这个试验即可证明回路的正确性又可核实间隙CT的实际变比。
由于主变中性点套管CT无法在一次侧加电流，只能采用在二次桩头上加二次电流，检查主变中心点套管CT的二次电流回路是否正确。
3、定期检查主变各侧中性点接地刀闸动静触头是否接触紧密，检查接地引下线有无锈蚀及断裂，定期对接地体进行开挖检查，保证零序电流回路完整。
4、施工前，应认真审查设计施工蓝图，正确理解设计意图，保证设计施工蓝图和厂家保护装置原理接线图一致。
五、结束语
变压器零序电流保护与变压器间隙保护构成了反应零序故障分量的变压器零序保护，是变压器后备保护的重要组成部分，同时也是整个电网接地保护不可分割的一部分。因此，我们要保证主变零序保护和间隙保护正确动作，从设计、安装、调试到运行，我们要把握每一道关口，防止系统唯一中性点失去。我们还可以根据系统具体情况，增加接地点，防止系统唯一接地点失去后，保护越级跳闸，保证保护正确动作。
参考文献:
[1]程钢. 关于某地区电网110kV系统增加中性点接地的分析计算. [J] 科学技术与工程,2012,(26):71-72
论文作者:蒲晓明
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/1
标签：间隙论文; 电流论文; 变电站论文; 故障论文; 线路论文; 一台论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第14期论文;