摘要：在我国社会经济飞速发展过程中，各行各业对于电力的需求量也在逐年增加。而以往的超高压变电站主变压器低压侧通常采取的电压等级是35kV以及66kV，且均为中性点不接地系统。然而随着社会的进步，这两种电压等级已经越来越不能满足当前实际需求。所以，近年来有关专家开始尝试将特高压变电站的主变压器低压侧的电压等级提高至110kV，并据此提出和讨论了特高压变电站110kV中性点不接地系统的设计方案，从而为今后电力事业的稳步前进提供强有力的技术支持。
关键词：特高压变电站；110kV；中性点不接地系统；研究
引言：目前，我国超高压变电站主变压器低压侧通常采用的是35kV以及66kV的电压等级，并为中性点不接地系统。而其电压等级以及接地方式与我国35kV以及66kV电力系统均保持一致，并在长期实践中积累了丰富的设计以及运行经验。但是由于特高压变电站的低压无功补偿容量大，如果仍用35kV以及66kV的电压等级，不仅难以满足工程实际需求，甚至于还会造成一定损失。所以，将特高压变电站110kV中性点不接地系统作为研究探讨重点是很有必要的，这也是推动我国社会进步的关键举措之一。
一、使用特高压变电站110kV中性点不接地系统应注意的要点
1、电压互感器的配置以及铁磁谐振问题
电容式电压互感器，简称CVT，需要安装设置在特高压变电站低压侧母线上。与此同时，110kV中性点直接接地系统电压互感器第三绕组额定电压采用的是100V，为中性点不接地系统，所以110kV电容式电压互感器第三绕组额定电压采用的是33.3V。
电容式电压互感器采用的是电容分压原理，其容抗较大，可以最大可能的减小其故障本身对系统的冲击；与此同时，电容式电压互感器对外电力表现为容性，频繁投切的低压无功设备会很容易让流入电容分压器中的电流发生突变，如果安装设置了熔断器就会频繁误动作，进而增加相关人员的维护工作量及难度。所以，特高压变电站低压侧母线上的电容式电压互感器一般不设置熔断器。另外，110kV为中性点不接地系统，使电容式电压互感器很容易在铁磁谐振的作用下出现损坏，所以为保证电容式电压互感器的正常、安全运行，需要针对这一点采取相应的消谐措施予以解决。
第一，预防110kV系统单相接地故障的措施。一般情况下，小电流接地系统发生单相接地时的接地电流较小，并不能产生较为稳定的电弧，而这就造成了熄弧以及重燃的不稳定状态的发生。这种间歇性电弧现象可以瞬间改变系统的运行方式，导致电磁能的强烈震荡和集聚，并在健全相和故障相中产生严重的弧光接地过电压。而特高压变电站110kV系统由于没有出线，从理论上看是不会或者不容易出现单相接地故障的，但是在某种条件下，比如恶劣天气等，这种现象同样可能发生。所以，相关人员应该在恶劣天气条件下，加强特巡，并且在日常巡检以及维修过程中，也需要重点检查绝缘子的污秽程度，每次检修以及维护设备时，都需要对绝缘子进行清理，以免因绝缘子污秽而发生爬电接地现象。
第二，提高电容器组三相合闸同期性。导致110kV系统出现谐振的主要原因是由于110kV并联电容器组的三相不同期合闸引起的。在投入电容器组时，想要实现三相完全同期合闸难度是很大的，总会不可避免的出现三相电路瞬时不对称现象，进而让个别相在合闸时需要承受较高的电压。另外，在三相之间存在互感及电容的耦合作用下，未合闸相可以感应到与已合闸相极性相同的电压，并且可能会在该相合闸时发生反极性合闸的状况，进而产生高幅值过电压。所以，对110kV电容器组的检修，需要将电容器组开关三相的同期性作为关注重点，极尽所能的将其控制在合格区间内，以此来避免电容式电压互感器会因铁磁谐振而出现损坏。
2、单相接地
通过研究表明，中性点不接地系统如果发生单相接地故障，其电气特征通常取决于接地阻抗性质。以往传统有出线的中性点不接地系统常常发生线路接地故障，且接地阻抗多呈现纯电阻性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而特高压变电站110kV侧为无功补偿设备，无出线，并且由于无功补偿设备较多，无功补偿设备单项电阻性接地短路故障，就相当于110kV母线经阻抗（阻容性或阻感性）接地。
110kV为中性点不接地系统，一旦发生单相接地故障，故障电容性电流约数安，并且只会改变三相对地电压，并不会给相间电压的对称性以及大小造成影响。在这种情况下，按照相关程序可允许其继续运行2小时。在发生单相接地故障后，监控后台的两套主变压器保护将分别报出110kV系统接地警报。特高压变电站110kV不同于以往传统的中性点不接地系统，其无出线，可以不安装相应的接地选线装置。而因为110kV第一条母线与第二条母线呈并列运行姿态，所以相关检修人员很难直观的找出究竟是哪条母线出现了接地故障。针对这一情况，可以采取以下两种手段来准确识别接地支路：第一，利用故障分支零序电流超前零序电压特征来判断。以往传统的中性点不接地系统接地选线装置在识别接地支路时，通常会根据故障分支测量的零序电流超前零序电压90°这一电气量特征来确定，而特高压变电站则可以通过人工测相量的方式来进行。但是这种方法在实际使用中也存在一定缺陷，那就是灵敏度不足问题，影响到其准确性；第二，人工拉负荷法。这种方法较为便捷，具体操作步骤如下：其一，依次拉开1101、1102总断路器，如果接地告警依然存在，就可排除110kV1以及110kV2母线接地的可能；第二，通过上述方式接连排除110kV1以及110kV2母线的接地可能后，就可以初步确定接地点可能位于110kV三角形接母线处或者主变压器低压绕组/出线套管处。在有需要时，可以在此期间对无功补偿设备以及站用电源进行切换。如果在2小时内不能找出并排除故障，就要对主变压器实行停电处理。
在110kV中性点不接地系统出现单相接地过程中，非接地相对地电压将会直接上升至正常时相间电压幅值。这对于正常相设备的外绝缘绝对是一个挑战，如不能进行有效处理，不仅会使正常相对地绝缘相继发生击穿事件，同时还会进一步发展成两相接地故障。而一旦出现两相接地故障，就会产生很大的故障电流，地网也会产生较大跨步电压。基于此，作为检修人员，在进入110kV设备区之前，应该做好必要的绝缘措施，比如穿绝缘鞋、戴绝缘手套等，避免检修人员因防护不当而在接触设备外壳或者构架时发生危险。
2、两相接地
以往带有出线的中性点不接地系统的继电保护装置，在面临两相接地故障时，为保证供电的安全可靠，只能尽可能的切除一个故障点。而特高压变电站110kV系统由于无出线，一旦遭遇两相接地故障，其继电保护装置会在第一时间切除单条母线或者整个系统。举例来说，A是一个故障点，如果它发生在主变压器差动保护范围内，这时主变压器差动保护将立即做出反应；而如果A发生在110kV母线上，其差动保护将快速动作；如果A位于两个保护范围中间，则这两个差动保护都会立即做出反应。
二、结语
综上所述，为满足国家经济发展对于电力供应的高要求，很多地区都开始尝试研究使用特高压变电站110kV中性点不接地系统。所以，为了发挥这一系统的积极作用，需要对系统运行时可能发生的故障引起重视，并采取有效措施予以排除，从而为今后特高压工程事业的健康发展提供参考依据。
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论文作者:李鑫,王诗璇2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/3/27
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