摘要：在发电公司中，变压器是重要的机器，其可靠性直接关系到发电厂供电系统运行的稳定性，220kV变电站中,为限制单相短路电流,防止对变电站通讯干扰以及对继电保护整定配置的要求,变电站中部分变压器采用中性点不接地运行方式。在这种运行方式下,由于雷击、单相接地短路故障等会造成中性点过电压,对中性点的绝缘构成威胁,因此必须对其引入保护设备防止故障产生。长期以来,由于变压器中性点保护装置日趋完善,中性点出现故障的概率日趋减少,然而中性点过电压保护在整个电网运行中是不可忽略的重要组成部分,如果重视不够,就可能给整个电网带来严重事故。按规范GB1094-71和JB501-64对变压器的
关键词：220千伏；变压器过电压；中性点保护
1220千伏主变压器的中性点概述
主变压器中性点是三相绕组连接在一起的一个点，在变压器正常运行过程中中性点对地电位为零。为了避免变压器运行过程中过电压对其绝缘带来破坏，需要对中性点进行接地处理，这样不仅可以防止操作过程中过电压对绝缘带来不利影响，而且能够保证中性点保持良好的绝缘效果。对于一些一些大电流接地系统中，也存在部分变压器中性点不接地的情况，以此来起到对单相接地短路电流限制的重要作用。但在通常情况下，在对变压器中性点接地数据和位置进行设计时，都会以变压器绝缘安全、降低短路电流及继电保护可靠动作等要求作为设计的主要依据。特别是对空载变压器切合时，当电变压器中性点直接接地，即使运行中断路器出现三相不同动作或是非对称开端等现象，也能够有效的避免过电压导致的电路事故发生。因此通过正确对变压器中性点接地倒闸操作，可以有效的防范切合空载变压器操作过电压而导致的危害。
2中性点过电压情况
2.1中性点过电压种类及保护方式
变压器中性点过电压能够分为三种方法：雷电过电压、单相接地故障所引起的过电压以及断路器非全相分合闸所引起的过电压。变压器中性点维护首先有间隙、避雷器以及避雷器并联放电空隙三种方法。其中使用最为广泛的就是避雷器并联保护空隙的维护方法。采用该维护方法时，避雷器首先用来接受雷电和暂态过电压，空隙首先用来接受工频和操作过电压，但空隙分散性较大且间隔较难控制。
2.2避雷器与保护间隙的配合原则
根据DL/T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中对中性点保护间隙的描述，可将避雷器和放电间隙需要满足的条件归纳如下：1）当变压器中性点电压达到或超过其工频耐受电压时，放电间隙应能可靠动作，从而在工频过电压时，起到保护变压器中性点绝缘的作用。2）保护间隙的放电电压应大于因网－相接地而引起的中性点电位升高的暂态值，以免继电保护不能正确动作。3）雷电过电压时，尽量由避雷器保护变压器，棒－棒间隙不应动作，防止棒－棒间隙频繁击穿。这就要求避雷器要比棒－棒间隙灵敏得多。4）避雷器的残压、冲击放电电压要低于中性点冲击绝缘水平。5）避雷器的灭弧电压要大于因系统单相接地等引起的中性点电位升高的稳定值，以避免避雷器因不能灭弧而引起爆炸。6）避雷器工频放电电压的幅值要高于中性点电位升高的暂态最大值，以避免保护不能按要求动作。
1.3配合中的问题
间隙距离范围根据上述条件可以缩小到一定范围，一般取110～140mm。但由于间隙常年暴露在大气中，温度、雨水和湿度等环境因素对其影响很大，因此其放电分散性也较大。根据各个地区电网的运行经验，中性点上的保护间隙误动作率较高。据了解，近几年我国各地110kV、220kV电网的变压器中性点保护出现异常的情况时有发生，造成线路、主变压器误动作，避雷器爆炸等，影响电网的安全稳定性。
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3220千伏变压器过电压中性点保护方式的改进
3.1中性点不接地运行方式
采用中性点不接地运行方式时，供电系统中所采用的保护系统通常需要将电气设备金属外壳与工作零线进行连接，一旦设备外壳出现带电情况，则保护系统会及时将漏电电流转变为短路电流，从而使熔断器熔丝及时熔断，低压断路器也会动作，从而在第一时间内对故障设备进行断电，有效的保障了设备的安全性。采用中性点不接地运行方式时，不仅能够节省材料，同时还能够有效的实现工时的减少，相较于其他运行方式具有较多的优势，因此在当前应用也十分广泛。
3.2科学设置接地引下线
在正确定位的基础上，设置接地引下线，接地引下线应当沿着电杆进行敷设，并逐步进行，保证敷设的可靠性。在接地引下线敷设过程中，要对接地引下线的长度进行有效控制，避免过多迂回，从而对冲击电抗进行良好控制，确保接地引下线的各个部件可以同杆塔稳固连接。科学设置接地引下线，也可以在一定程度上增加接地引下线的承受外力冲击的能力，保证220千伏变压器接地引下线在大风天气等恶劣环境当中，保持稳固的接地状态，为220千伏网以及电气设备的安全运行提供保障。
3.3中性点经消弧线圈接地运行方式
在这种运行方式时，供电系统中需要严格区分工作零线与专用保护线，而且在正常运行过程中，系统专用保护线上并没有电流通过，工作零线上会存在不平衡电流。这也使专用保护线对地不会有电压，所以可以将专用保护线与电气设备金属外壳接零保护有效连接在一起，能够有效的保证系统运行的安全性和可靠性。同时这种运行方式下，工作零线使用具有较强的局限性，只能用来做为单相照明负载回路使用，同时专用保护线不能断线、不能进入漏电保护，漏电保护器安装在干线上，同时专用保护有重复接地，但不会经过漏电保护器，因此采这这种运行方式时，漏电保护器通常会安装在供电干线上。在当前工作民用建筑等一些低压供电系统中，中性点经消弧线圈接地运行方式会经常用到，有效的保证了供电系统运行的可靠性。
3.4多点重复接地
为了避免变压器中性点断线，可以采用多点重复接地的接地方法。在锁定变压器中性线的基础上，从中寻找合适的位点，进行多点重复接地，即使某一点出现断线，其他接地点仍然可以保证220千伏变压器正常接地，从而保证线路稳定运行。在当地电阻上升或者某个接地线断开的情况下，其他相线仍然可以正常处于接地状态，保证大地电位始终处于0电位值，有力地保证了变压器的运行安全和配网中相关电气设备的安全，并有力保证了变压器周围人员的安全。
3.5中性点直接接地运行方式
通过将电气设备外壳直接接地来作为保护接地系统，在该系统中负载的所有接地都为保护接地，因此即使设备外壳带电，也不会发生触电事故。但这其中如果低压断路器不能自动跳闸时，则会导致漏电设备外壳电压会超过安全电压，从而存在一定的危险性。同时在这种运行方式下，即使有熔断器，但在漏电电流较小的情况下也不一定能够熔断，因此需要设置漏电保护器。
结语
220千伏运行过程中变压器具有不可或缺性，为了保证变压器运行的安全性和可靠性，则需要做好变压器中性点保护和运行工作，有效的保护好变压器的绝缘。因此在实践工作中，在设计主变压器中性点保护过程中，需要能够有效的满足绝缘配合、继电保护和运行方式等诸多要求，确保电厂机组能够安全、可靠的运行。
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论文作者:施杰,张小刚,石红杰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/13
标签：过电压论文; 变压器论文; 避雷器论文; 方式论文; 间隙论文; 电流论文; 单相论文; 《电力设备》2017年第24期论文;