第一篇：變壓器停送電操作時(shí),變壓器中性點(diǎn)接地刀閘投退分析

變壓器停送電操作時(shí)變壓器中性點(diǎn)接地刀閘投退分析

摘要: 我國(guó)110 kV及以上電壓等級(jí)的電力變壓器一般采取中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式，此時(shí)變壓器中性點(diǎn)附近的繞組對(duì)地電壓比較低，不易發(fā)生絕緣故障，達(dá)到了節(jié)約制造成本的目的。這樣，一旦中性點(diǎn)產(chǎn)生過(guò)電壓，就直接威脅變壓器中性點(diǎn)的絕緣。為防止此類事件的發(fā)生，在變壓器停、送電操作時(shí)，都要推上變壓器中性點(diǎn)接地刀閘，防止操作時(shí)斷路器三相不同期分、合閘產(chǎn)生過(guò)電壓而損壞變壓器。關(guān)鍵詞：變壓器

中性點(diǎn)

過(guò)電壓

接地刀閘 1.變壓器中性點(diǎn)絕緣水平

我國(guó)變壓器中性點(diǎn)絕緣分為兩種：一種為全絕緣，另一種為半絕緣。

全絕緣：變壓器首端與尾端絕緣水平一樣的稱為全絕緣，多用在110 kV以下電壓等級(jí)的電力變壓器。

半絕緣：半絕緣變壓器中性點(diǎn)的絕緣水平比繞組首端要低，通常只有首端的一半，這些變壓器一般采取中性點(diǎn)有效接地的運(yùn)行方式，此時(shí)變壓器中性點(diǎn)附近的繞組對(duì)地電壓比較低，不易發(fā)生絕緣故障，因此變壓器中性點(diǎn)的絕緣水平大都設(shè)計(jì)得比端部絕緣低，多用在110 kV及以上電壓等級(jí)的變壓器。2．三繞組變壓器工作原理

三相變壓器的每個(gè)鐵心柱上，都套著三個(gè)同心式繞組，分別為高、中、低壓繞組。高壓繞組總是排列在最外層，低壓繞組和中壓繞組則可以有不同的排列位置，低壓繞組在中間，宜作升壓變壓器使用；中壓繞組繞組在中間，宜作降壓變壓器使用。它的工作原理如圖1所示。

圖1 三繞組變壓器工作原理 3．過(guò)電壓對(duì)變壓器中性點(diǎn)絕緣的影響：（以切空載變壓器為例）

變壓器過(guò)電壓有大氣過(guò)電壓和操作過(guò)電壓兩類。操作過(guò)電壓一般為額定電壓的2—4.5倍，而大氣過(guò)電壓可達(dá)到額定電壓的8—12倍。變壓器設(shè)計(jì)的絕緣強(qiáng)度一般考慮能承受2.5倍的過(guò)電壓，中性點(diǎn)的電壓則更低。不論哪一種過(guò)電壓，都會(huì)導(dǎo)致變壓器鐵芯嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁電流增大，使鐵芯嚴(yán)重發(fā)熱，燒毀變壓器絕緣，特別是中性點(diǎn)絕緣。

電網(wǎng)中用斷路器切空變是一種常規(guī)的操作方式。在這種操作過(guò)電壓中，有可能產(chǎn)生很高的過(guò)電壓。當(dāng)變壓器瞬時(shí)切開(kāi)的，磁能就轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，在轉(zhuǎn)變的過(guò)程中就在變壓器上引起過(guò)電壓。由于操作過(guò)電壓的能量來(lái)源于電網(wǎng)本身，所以它的幅值和電網(wǎng)的工頻電壓基本上成正比，操作過(guò)電壓的幅值與電網(wǎng)該處工頻相電壓過(guò)電壓的幅值之比，稱為操作過(guò)電壓倍數(shù)K。4．變壓器停送電操作時(shí)，推上變壓器中性點(diǎn)接地刀閘的必要性

切除空載變壓器會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓：正常運(yùn)行時(shí)，空載變壓器表現(xiàn)為一個(gè)勵(lì)磁電感。因此，切除空載變壓器就是切除一個(gè)電感性負(fù)荷。經(jīng)驗(yàn)表明，用斷路器切斷大于100A以上交流電流時(shí)，磁場(chǎng)能量為零，在切除過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓。但切除空載變壓器時(shí)，所切除的是變壓器的空載電流，其值僅為額定電流的0.5%—4%，一般只有幾安到幾十安。斷路器的滅弧能力顯得異常強(qiáng)大，從而使空載電流未到零之前就因強(qiáng)制息弧而切斷，也就是發(fā)生空載電流的突然“截?cái)唷薄＝亓骱?，等值電感中?chǔ)藏的磁場(chǎng)能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)榈戎惦娙莸碾妶?chǎng)能量，從而產(chǎn)生了切空載變壓器過(guò)電壓。如圖2所示

圖2 切空載變壓器過(guò)電壓

圖3切空載變壓器電路

根據(jù)上圖分析可知：對(duì)于一側(cè)有電源的受電變壓器，當(dāng)其開(kāi)關(guān)非全相拉、合時(shí)，若其中性點(diǎn)不接地有以下危險(xiǎn)：（1）變壓器電源側(cè)中性點(diǎn)對(duì)地電壓最大可達(dá)相電壓，這可能損壞變壓器絕緣；（2）變壓器的高、低壓線圈之間有電容，這種電容會(huì)造成高壓對(duì)低壓的“傳遞過(guò)電壓”；（3）當(dāng)變壓器高低壓線圈之間電容耦合，低壓側(cè)會(huì)有電壓達(dá)到諧振條件時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)諧振過(guò)電壓，損壞絕緣。對(duì)于低壓側(cè)有電源的送電變壓器：

（1）由于低壓側(cè)有電源，在并入系統(tǒng)前，變壓器高壓側(cè)發(fā)生單相接地，若中性點(diǎn)未接地，則其中性點(diǎn)對(duì)地電壓將是相電壓，這可能損壞變壓器絕緣；

（2）非全相并入系統(tǒng)時(shí)，在一相與系統(tǒng)相聯(lián)時(shí)，由于發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)的頻率不同，變壓器中性點(diǎn)又未接地，該變壓器中性點(diǎn)對(duì)地電壓最高將是二倍相電壓，未合相的電壓最高可達(dá)2.73倍相電壓，將造成絕緣損壞事故。所以，在投、切空載變壓器時(shí)，必須合上變壓器中性點(diǎn)地刀閘，只有這樣，才能保證變壓器中性點(diǎn)絕緣不被破壞。

對(duì)于220KV變壓器從中壓側(cè)向系統(tǒng)送電時(shí)，必須同時(shí)合上變壓器中、高壓側(cè)中性點(diǎn)接地刀閘。因?yàn)?，變壓器的變比K=U1/U2=220/110=2，當(dāng)合中壓側(cè)開(kāi)關(guān)時(shí)，產(chǎn)生的過(guò)電壓是其額定相電壓的2.5倍時(shí)，則高壓側(cè)就變?yōu)?倍的相電壓，這是變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)無(wú)法承受的，所以，也必須推上變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)地刀閘，只有這樣，才能保證變壓器中性點(diǎn)絕緣不被破壞。

5.中性點(diǎn)對(duì)繼電保護(hù)的影響

110kv及以上系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中低壓側(cè)有電源的變壓器，中性點(diǎn)可能直接接地運(yùn)行，也可能不接地運(yùn)行。對(duì)這類變壓器，應(yīng)當(dāng)裝設(shè)反應(yīng)單相按地的零序電流保護(hù)，用以在中性點(diǎn)接地運(yùn)行時(shí)切除故障；還應(yīng)當(dāng)裝設(shè)專門的零序電流電壓保護(hù)，用以在中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)切除故障。保護(hù)方式對(duì)不同類型的變壓器又有所不同，下面分別予以說(shuō)明。5.1全絕緣的變壓器 當(dāng)變壓器低壓側(cè)有電源且中性點(diǎn)可能不接地運(yùn)行時(shí)，還應(yīng)增設(shè)零序過(guò)電壓保護(hù)。根據(jù)《電力設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SDJ 7－79，對(duì)于直接接地系統(tǒng)的全絕緣變壓器，內(nèi)過(guò)電壓計(jì)算一般為3Uxg(Uxg---最高運(yùn)行相電壓）。當(dāng)電力網(wǎng)中失去接地中性點(diǎn)并且發(fā)生弧光接地時(shí)，過(guò)電壓值可達(dá)到3.0Uxg，因此不會(huì)損害變壓器中性點(diǎn)絕緣；但在個(gè)別情況下，弧光接地過(guò)電壓值可達(dá)到3.5Uxg，仍有損壞變壓器的危險(xiǎn)。由于一分鐘工頻耐壓大于等于3．0Uxg，所以在3．5Uxg電壓下仍允許一定時(shí)間，裝設(shè)零序過(guò)電壓保護(hù)經(jīng)0.5s延時(shí)切除變壓器，可以防止變壓器遭受弧光接地過(guò)電壓的損害。其次，在非直接接地電力網(wǎng)中，切除單相接地空載線路產(chǎn)生的操作過(guò)電壓，可能達(dá)到4.0Uxg及以上。電網(wǎng)中失去接地中性點(diǎn)且單相接地時(shí)，以0.5s延時(shí)迅速切除低壓側(cè)有電源的變壓器，還可以在某些情況下避免電力設(shè)備遭受上述操作過(guò)電壓的襲擊。

在電力網(wǎng)存在接地中性點(diǎn)且發(fā)生單相接地時(shí)，零序過(guò)電壓保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作。動(dòng)作值應(yīng)按這一條件整定。當(dāng)接地系數(shù)X0/X1≤3時(shí)。故障點(diǎn)零序電壓小于等于0 ．6Uxg，因此，一般可取動(dòng)作電壓力180V。當(dāng)實(shí)際系統(tǒng)中X0/X1＜3時(shí)，也可取與實(shí)際X。／X1 值相對(duì)應(yīng)的低于180V的整定值。

5.2分級(jí)絕緣的變壓器。

對(duì)于中性點(diǎn)可能接地或不接地運(yùn)行的變壓器，中性點(diǎn)有兩種接地方式：裝設(shè)放電間隙和不裝設(shè)放電間隙。這兩種接地方式的變壓器，其零序保護(hù)也有所不同。

(1)中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙。放電間隙的選擇條件是：在一定的X0/X1值下，躲過(guò)單相接地暫態(tài)電壓。一般X0／X1≤3，此時(shí)，按躲過(guò)單相接地暫態(tài)電壓整定的間隙值，能夠保護(hù)變壓器中性點(diǎn)絕緣免遭內(nèi)過(guò)電壓的損害，當(dāng)電力網(wǎng)中失去接地中性點(diǎn)且單相接地時(shí)，間隙放電。對(duì)于中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙的變壓器，要裝設(shè)零序電流保護(hù)，用于在中性點(diǎn)接地運(yùn)行時(shí)切除故障。

此外，還應(yīng)當(dāng)裝設(shè)零序電流電壓保護(hù)，用于在間隙放電時(shí)及時(shí)切除變壓器，并作為間隙的后備，當(dāng)間隙拒動(dòng)時(shí)用以切除變壓器。零序電流電壓保護(hù)由電壓和電流元件組成，當(dāng)間隙放電時(shí)，電流元件動(dòng)作；拒動(dòng)放電時(shí)，電壓元件動(dòng)作。電流或電壓元件動(dòng)作后，經(jīng)0．5s時(shí)限切除變壓器。零序電壓元件的動(dòng)作值的整定與本條第一款零序過(guò)電壓保護(hù)相同。零序電流元件按間隙放電最小電流整定，一般取一次動(dòng)作電流為100A。采用上述零序電流保護(hù)和零序電流電壓保護(hù)時(shí)，首先切除中性點(diǎn)接地變壓器，當(dāng)電力網(wǎng)中失去接地中性點(diǎn)時(shí)，靠間隙放電保護(hù)變壓器中性點(diǎn)絕緣，經(jīng)0.5s 延時(shí)再由零序電流電壓保護(hù)切除中性點(diǎn)不接地的變壓器。采用這種保護(hù)方式，好處是比較簡(jiǎn)單，但當(dāng)間隙拒動(dòng)時(shí)，則靠零序電流電壓保護(hù)變壓器，在0.5s期間內(nèi)，變壓器要承受內(nèi)過(guò)電壓，如系間歇電弧接地，一般過(guò)電壓值可達(dá)3.0Uxg，個(gè)別情況下可達(dá)3.5Uxg，變壓器有遭受損害的可能性。

(2)中性點(diǎn)不裝設(shè)放電間隙。對(duì)于中性點(diǎn)不裝設(shè)放電間隙的變壓器，零序保護(hù)應(yīng)首先切除中性點(diǎn)不接地變壓器。此時(shí)，可能有兩種不同的運(yùn)行方式：一是任一組母線上至少有一臺(tái)中性點(diǎn)接地變壓器，二是一組母線上只有中性點(diǎn)不接地變壓器。對(duì)這兩種運(yùn)行方式，保護(hù)方式也有所不同。

采用比較簡(jiǎn)單的辦法：反應(yīng)中性點(diǎn)接地變壓器有零序電流；中性點(diǎn)不接地變壓器沒(méi)有零序電流和母線上有零序電壓的零序電流電壓保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)限與相鄰元件單相接地保護(hù)配合；零序電流保護(hù)只設(shè)置一段，帶一個(gè)時(shí)限，時(shí)限與零序電流電壓保護(hù)配合，以保證首先切除中性點(diǎn)不接地變壓器。

6結(jié)論

為防止過(guò)電壓損壞變壓器絕緣，特別是變壓器中性點(diǎn)絕緣，應(yīng)采取以下措施：

切合110kV及以上有效接地系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地的空載變壓器時(shí)，應(yīng)先將該變壓器中性點(diǎn)臨時(shí)接地。為防止在有效接地系統(tǒng)中出現(xiàn)孤立不接地系統(tǒng)并產(chǎn)生較高工頻過(guò)電壓的異常運(yùn)行工況，110～220kV不接地變壓器的中性點(diǎn)過(guò)電壓保護(hù)應(yīng)采用棒間隙保護(hù)方式。對(duì)于110kV變壓器，當(dāng)中性點(diǎn)絕緣的沖擊耐受電壓185kV時(shí)，還應(yīng)在間隙旁并聯(lián)金屬氧化物避雷器，間隙距離及避雷器參數(shù)配合應(yīng)進(jìn)行校核。間隙動(dòng)作后，應(yīng)檢查間隙的燒損情況并校核間隙距離。參考資料

[1] 王瑞華等編著.電子變壓器設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京: 科學(xué)出版社, 1993:120-150.[2] 朱振東, 許大中.逆變器中高頻變壓器偏磁的研究[J].電力電子技術(shù)1997,(1):14-22.[3] 張乃國(guó).小功率電源變壓器[M].北京:人民郵電出版社, 1998:45-75.[4] 徐德高等.脈寬調(diào)制變壓器型穩(wěn)壓電源[M].北京: 科學(xué)出版社, 1983:67-90.

第二篇：柱上變壓器的停送電操作（定稿）

柱上變壓器的停送電操作

送電：

1、穿絕緣鞋，戴絕緣手套、安全帽、握好絕緣棒。

2、合上高壓熔斷器；

3、合上低壓側(cè)隔離開(kāi)關(guān)；

4、合上低壓側(cè)負(fù)荷開(kāi)關(guān)。停電：

1、停低壓側(cè)負(fù)荷開(kāi)關(guān)；

2、停低壓側(cè)隔離開(kāi)關(guān)；

3、停高壓跌落熔絲。

高壓熔斷器操作； 切除。

先切除中間相，然后切除下風(fēng)相，最后切除上風(fēng)相。合上；

先合上風(fēng)相，后合下風(fēng)相，最后合中間相。

大風(fēng)時(shí)；

切除；由下風(fēng)相依次切除。合上；由上風(fēng)相依次合上。

第三篇：經(jīng)小電抗接地提高110kV變壓器中性點(diǎn)絕緣配合可靠性研究論文

摘要：本文應(yīng)用ATP-EMTP程序?qū)λ拇?1OkV變電站建模，計(jì)算發(fā)現(xiàn)部分接地方式下氧化鋅避雷器與放電間隙難以實(shí)現(xiàn)絕緣配合，嚴(yán)重威脅到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，本文提出了11OkV變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗的接地方式，既可以限制單相短路電流又能防止出現(xiàn)較高的中性點(diǎn)過(guò)電壓，并將其成功應(yīng)用于四川桌11OkV變電站。

關(guān)鍵詞：變壓器;中性點(diǎn);小電抗;絕緣配合我國(guó)220kV/llOkV電網(wǎng)一般采取部分中性點(diǎn)接地的方式，這種接地方式具有零序保護(hù)簡(jiǎn)單可靠、斷路器遮斷容量不受單相接地電流限制和對(duì)通訊干擾小等優(yōu)點(diǎn)。但是中性點(diǎn)過(guò)電壓保護(hù)裝置選擇十分困難，目前采取的避雷器加間隙保護(hù)的方法并不能對(duì)其進(jìn)行可靠的保護(hù)。

本文應(yīng)用EMTP電磁仿真軟件分析了部分接地方式下絕緣配合存在的問(wèn)題;及變壓器中性點(diǎn)接入小電抗的取值原則和計(jì)算方法。

一、llOkV變壓器部分接地方式下的絕緣配合問(wèn)題

在變壓器中性點(diǎn)經(jīng)避雷器并聯(lián)放電間隙接地方式中，避雷器應(yīng)承擔(dān)變壓器中性點(diǎn)的雷電過(guò)電壓保護(hù)，而放電間隙則需保證失地系統(tǒng)存在接地故障時(shí)保證電站避雷器運(yùn)行安全。

顯然兩者存在矛盾。變壓器中性點(diǎn)放電間隙的擊穿電壓無(wú)法同時(shí)滿足兩個(gè)矛盾需求。在運(yùn)行中為避免出現(xiàn)誤跳，非故障變壓器常采用加大間隙距離的方法，這樣做的結(jié)果是以損失電站避雷器的安全性為代價(jià)的a

二、變壓器經(jīng)小電抗接地分析

四川省電力公司提供某llOkV變電站。當(dāng)變電站兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，分別經(jīng)電抗器接地。優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)變壓器運(yùn)行方式變化時(shí)，等值零序阻抗保持不變，故電網(wǎng)零序電流保護(hù)無(wú)須重新整定。中性點(diǎn)電抗器僅一個(gè)繞組，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。

為確定電抗器容量，分別對(duì)該站llOkV母線短路容量為9000MVA和4000MVA兩種情況下，發(fā)生單相接地故障時(shí)流過(guò)中性點(diǎn)電抗器的電流和電抗器承受電壓做了仿真，作為確定電抗器熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定水平的依據(jù)。仿真結(jié)果見(jiàn)表1。

llOkV母線

短路容量變壓器

運(yùn)行方式阻抗值

(ohm)z短時(shí)熱穩(wěn)定電流(kA)穩(wěn)態(tài)電

壓(kV)暫態(tài)電

壓(kV)9000MVA兩臺(tái)并聯(lián)180.82214.79628.774000MVA兩臺(tái)并聯(lián)180.79714.34628.13

仿真校驗(yàn)結(jié)果表明，該站相連llOkV線路發(fā)生單相接地故障時(shí)流過(guò)變壓器中性點(diǎn)電抗器的電流小于0.85kA，暫態(tài)電壓瞬時(shí)值小于30kV，考慮到絕緣老化，按照1.5倍絕緣裕度計(jì)算，中性點(diǎn)絕緣水平可以降低至20kV絕緣水平，即Imin工頻耐受電壓(有效值)55kV，雷電全波沖擊耐受電壓(峰值)125kV。可以滿足安全運(yùn)行要求。

三、結(jié)論

(一)變壓器中性點(diǎn)部分接地存在使不接地變壓器”失地”的問(wèn)題。當(dāng)局部系統(tǒng)失地后，中性點(diǎn)避雷器、放電間隙配合不好會(huì)導(dǎo)致避雷器爆炸或者跳閘事故。

(二)中性點(diǎn)接地小電抗的選取應(yīng)保持零序網(wǎng)絡(luò)不變或微變的原則。llOkV變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地后，可以避免失地過(guò)電壓，有效的降低中性點(diǎn)絕緣水平。

參考文獻(xiàn)：

[1】李謙，彭向陽(yáng)，鐘定珠.廣東省變壓器110 kV及220 kV中性點(diǎn)保護(hù)故障分析[J].廣東電力，2000，13(3):42-45.[2]朱天游.500kV自耦變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地方式在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用【J].電網(wǎng)技術(shù)，1999，23(4):15-18.