（温州电力局 浙江温州 325000）
摘要：介绍了变压器中性点间隙零序保护的动作原理，以及变压器中性点接地方式和零序保护方案，给出了变压器间隙零序保护的逻辑框图，提出了提高变压器间隙零序保护可靠动作的措施。
关键词：间隙零序；中性点；绝缘；接地
一、间隙保护的由来
大电流接地系统中，当一个变电站有两台及以上变压器并列运行时，为了保持零序网络的稳定和降低故障时的零序电流，通常只考虑将一部分变压器的中性点接地，其余变压器的中性点不接地。
当系统发生单相接地故障时，所有中性点接地的变压器由于零序电流（方向）保护动作跳闸，而中性点不接地的变压器还在运行。这时如果故障还没有被切除，则成了一个小电流接地系统带单相接地短路故障运行的情况，变压器中性点的电压将升高到相电压，将严重威胁变压器中性点绝缘，严重的会损坏中性点的绝缘。
为了避免这种情况的发生，在变压器中性点安装一个放电间隙，在变压器中性点电压升高到危及中性点绝缘之前，可靠地将变压器切除，以保证中性点不接地变压器中性点的绝缘安全。
二、间隙保护的作用原理
1.原理接线
当中性点不接地变压器中性点电压升高到一定值时，如果还没有将变压器放电间隙击穿则利用变压器所在母线压变开口三角形绕组两端产生的零序电压3U0的升高跳开变压器各侧断路器；如果放电间隙击穿接地，则放电间隙处将流过一个电流，该电流由于是在相当于中性点接地的线上流过，所以是3I0电流，利用该电流可以构成间隙零序电流保护，同时放电间隙的击穿接地，也保护了变压器中性点的绝缘安全。
利用上述放电间隙击穿后产生的间隙零序电流3I0和接地故障时故障母线TV开口三角形绕组两端产生的零序电压3U0构成“或”逻辑，组成间隙保护。
保护的原理接线图如下：
2.动作方程：
间隙零序电流保护与零序电压保护的动作方程为
3I0≥I0op
3U0≥U0op
式中3I0为流过击穿间隙的电流（二次值）；3U0为TV开口三角形电压；I0op为间隙保护动作电流，一般按照一次值100A整定，时间通常整定为0.5S；U0op为间隙保护动作电压，为防止PT单相断线时保护误动，间隙零序电压值统一整定为180V，时间通常整定为0.5S。当间隙零序电流或TV开口三角形电压大于动作值时，保护动作，经延时跳开变压器各侧断路器。
三、提高动作可靠性的措施
为提高间隙保护的性能，间隙电流整定值很小，为了改善保护动作条件，间隙电流所用CT 的变比不应过大，因此不宜与零序电流保护或零序方向过流保护共用同一组CT。
由于放电间隙在击穿过程中，零序电压和间隙零序电流可能交替出现，为了使零序电压或间隙零序电流能够可靠动作，保护设有延时保持控制字，该控制字设“1” 时，当间隙零序保护的零序电压元件或间隙零序电流元件动作后，保持一段时问，动作后再延时返回。这样就可以解决由于放电间隙在击穿过程中，零序电压和间隙零序电流可能交替出现，导致保护拒动的问题。
四、零序保护配置情况
为保证系统接地点数目的稳定，当接地变压器退出运行时，应将经间隙接地的变压器转为接地运行。由此可见并列运行的分级绝缘的变压器同时存在接地和经间隙接地两种运行方式。为此应配置中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护。
因为不管是间隙零序保护还是零序电流方向保护，都是保护主变中性点的，其功能是一样的，如果投了间隙零序保护和零序方向电流保护，就是重复投了两种功能一样的保护，是完全没有必要的。当变压器中性点直接接地时间隙保护起不到作用，为了防止误动应该退出；而中性点不接地时，零序电流没有通路，零序电流保护不起作用，为了防止误动，应该退出。该两种保护TA独立设置后则不需人为进行投、退操作，自动实现中性点接地时投入零序过流（退出间隙过流），中性点不接地时投入间隙过流（退出零序过流）的要求，安全可靠。
对于中性点未装设放电间隙的变压器，当中、低压侧有较大地区电源时，一个变电站要求保持一台主变中性点接地运行，主变装设零序过流和零序过压保护。中性点接地运行的主变，用零序过流保护来切除接地故障，出口解列地区电源；中性点不接地运行的主变，利用零序过压保护，先解列地区电源（装设了专用解列保护的可不跳小电源），再跳主变各侧断路器。
五、间隙零序电流保护与其他保护的配合
温州电网220kV龙港变220kV母线及110kV母线均并列运行，由南龙4372线、雁港4373线供电，220kV白沙变220kV母线及110kV母线均并列运行，由220kV龙港变串供。当时两站1号主变中性点直接接地运行，2号主变中性点经间隙接地运行。
曾发生南龙4372线、雁港4373线雷击发生A相故障，同时引起龙港白沙二站不接地主变中性点间隙瞬时击穿，在两线切除故障后，线路非全相运行，不大的3U0续流（据了解间隙击穿后当一次电流小于30A时才能熄弧），导致间隙续流，引起龙港变和白沙变间隙零序电流保护在线路重合前动作切除主变。
由此可见，主变220kV侧间隙零序容易在终端变220kV线路发生单相接地故障重合闸时出现动作，因此 220 千伏变压器高压侧间隙零序电流保护动作时间按躲过 220 千伏线路单相重合闸时间整定，一般可取 1.5 秒。220千伏变压器 110千伏侧中性点间隙零序电流保护动作时间按与 110 千伏出线保护灵敏段时间配合整定（级差取 0.3秒）。七、结语
由以上分析知，间隙零序电压保护不需要与其他保护配合，一旦满足保护动作条件，保护应经短延时动作于切除变压器。间隙零序电流则有所不同，当间隙被击穿后，变压器中性点已相当于直接接地，即该保护的作用类似于变压器零序电流保护。而变压器零序电流保护应与线路零序电流保护配合使用，因此间隙零序电流保护也可考虑与其他保护相配合，以免变压器出现不必要的跳闸。
参考文献：
[1]Q/GDW-11-217-2009，浙江电网220kV系统继电保护整定技术规范[S]．
[2]Q／GDW-11—222—2009，浙江电网220kV系统继电保护标准化设计工程应用规范[S]．
[3]崔家佩，孟庆炎．电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[M]．北京：中国电力出版社，1997．
作者简介：
梅宏（1985—），女，浙江温州人，工程师，研究方向：继电保护。
论文作者:梅宏
论文发表刊物:《电力设备》2016年第24期
论文发表时间:2017/1/18
标签：间隙论文; 电流论文; 变压器论文; 动作论文; 电压论文; 母线论文; 故障论文; 《电力设备》2016年第24期论文;