110kV变压器中性点过电压计算及其保护策略
110 kV变压器中性点过电压保护配置探讨
不超过3。 在这种极限情况下， 一相接地时中性点的
稳态电位 Uo为:
Uo=
3
2 +3
叽 =0.6 Ug= 35% U xz .
(4)
绝缘的冲击耐受电压肯定大于 185 kV， 并不需要在 间隙旁并联金属氧化物避雷器。
3 中性点 间隙保护配置
3. 1 变压器中性点间隙值的确定
(2) 经验算如断路器操作中因操动机构故障出
现非全相或严重不同期时产生的铁磁谐振过电压可 能危及中性点为标准分级绝缘、运行时中性点不接
地的110 kV 及220 kV 变压器的中 性点绝缘， 宜在
中 性点装设间隙。 (3) 有效接地系统中的中性点不接地的变压 器， 如中性点采用分级绝缘且未装设保护间隙， 应在 中性点装设雷电过压保护装置， 且宜选变压器中性 点金属氧化物避雷器。 发现规程推荐中性点保护以间隙为主， 只有在 未装设间隙的情况下才需要装设中性点避雷器。 另据国网公司 《 十八项电网项目 重大反事故措 施》 (试行) 规定: “ 为防止在有效接地系统中出现孤
根据中华人民共和国现行的电力行业标准， 我 国 110 kV 系统中变压器中性点一般采用直接接地 或经低阻抗接地， 部分变压器中 性点也可不接地。 系 统运行中出现于设备绝缘上的过电压有: 暂时过电 压(工频过电 谐振过电压) 、 压、 操作过电压和雷电过 电压。 如何防止这些过电 压对于变压器绝缘的破坏，
收稿 日期 :2007 - 09- 16
护应采用棒间隙保护方式。 对于110 kV 变压器， 当 中 性点绝缘的冲击耐受电压蕊185 kV 时， 还应在间 隙旁并联金属氧化物避雷器， 间隙距离及避雷器参
数配合应进行校核。 间隙动作后， 应检查间隙的烧损 情况并校核间隙距离” 。 根据现行国标 GB1094- 85 《 电力变压器》 及
主变压器中性点过电压保护配置原则
主变压器中性点过电压保护配置原则由于电力系统运行的需要，110～220 k V有效接地系统的变压器中性点大部分采用不接地运行方式，变压器一般采用分级绝缘结构，绝缘水平相对较低，所以不接地运行的变压器中性点需要考虑对雷电过电压、操作过电压和暂时过电压的保护。
根据DL／T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的有关规定，提出以下保护配置意见：a）对110 kV和220 k V有效接地系统中可能偶然形成的局部不接地系统（如接地变压器误跳开关等原因引起）、低压侧有电源的变压器不接地中性点应装设间隙保护。
b）经验算，如断路器因操作机构故障出现非全相和严重不同期产生的铁磁谐振过电压可能危及中性点为标准分级绝缘、运行时中性点不接地的110 kV和220 k V变压器的中性点绝缘，宜在中性点装设间隙。
c）变压器中性点间隙值的确定应综合考虑———间隙的标准雷电波动作值小于主变压器中性点的标准雷电波耐受值；———因接地故障形成局部不接地系统时间隙应动作；———系统以有效接地方式运行、发生单相接地故障时，间隙不应动作。
2变压器中性点保护配置方式的分析根据以上配置原则，参照广东省电力试验研究所的试验数据，直径16 mm、水平布置、半球头圆钢的棒－棒间隙放电电压与间隙距离的关系见图1，在Ucp（1±σ）和U50％（1±σ）区间内放电的概率为99．7％［1］。
2．1变压器中性点绝缘水平的选取根据GB 311.7-1998《高压输变电设备的绝缘配合使用导则》，对3～220 k V油纸绝缘设备，耐受操作冲击电压的能力为耐受雷电冲击的0．83倍，其值远超过预期操作过电压水平，所以绝缘水平主要由雷电过电压决定，不需考虑操作过电压的影响。
取中性点绝缘老化累计安全系数为0．85，参考GB311．1—1997《高压输变电设备的绝缘配合》，取雷电冲击安全系数为0．714，工频电压安全系数为1．0，则中性点综合耐受雷电冲击裕度系数为0．6，综合耐受工频裕度系数为0．85。
110kV变压器中性点过电压的计算及其保护策略
第35卷第3期电网技术V ol. 35 No. 3 2011年3月Power System Technology Mar. 2011 文章编号：1000-3673（2011）03-0152-07 中图分类号：TM 77；TM 86 文献标志码：A 学科代码：470·4054110kV变压器中性点过电压的计算及其保护策略于化鹏1，陈水明1，余宏桥1，杨鹏程1，印华2，吴高林2（1．电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系)，北京市海淀区 100084；2．重庆电力科学试验研究院，重庆市渝北区 401123）Calculation of Overvoltage on Neutral Point of 110kV Power Transformers andCorresponding Protection StrategyYU Huapeng1, CHEN Shuiming1, YU Hongqiao1, YANG Pengcheng1, YIN Hua2, WU Gaolin2(1. State Key Lab of Control and Simulation of Power Systems and Generation Equipments(Dept. of Electrical Engineering, Tsinghua University), Haidian District, Beijing 100084, China;2. Chongqing Electric Power Research Institute, Yubei District, Chongqing 401123, China)ABSTRACT: To limit short-circuit current and meet the requirement of setting of relay protection equipments, the partial neutral grounding of power transformers is adopted in 110 kV power systems in China, and this kind of grounding mode will result in overvoltage on the ungrounded neutral of power transformer. The overvoltage on ungrounded neutral of power transformer of an 110kV system in Chongqing power grid is calculated by PSCAD/EMTDC software. Calculation result shows that the maximum power frequency transient overvoltage on the ungrounded neutral of power transformer will be 125.8kV; the voltage on the neutral of power transformer will came up to phase voltage while single-phase earth fault occurs in ungrounded system; under the condition of open-phase operation the ferro-resonance overvoltage with peak value of 261.2kV may result in the neutral of no-load power transformer and such a peak value seriously threatens the security of power equipments and the insulation of transformer neutral; lightning overvoltage can damage the insulation of transformer neutral, so it should be limited as well. Finally, a protection configuration scheme that is suitable to the neutral of 110kV power transformer is given, and it is pointed out that when air-gap and arrestor are parallelly adopted, the restriction of arrestor on power frequency transient overvoltage on the neutral of power transformer should be taken into account.KEY WORDS: neutral; power transformer; arrester; air-gap; power frequency overvoltage; lightning overvoltage摘要：为了限制短路电流和满足继电保护整定的需要，110kV系统采用的是部分变压器中性点接地方式，这种接地方式会使不接地变压器的中性点产生过电压。
110kV变压器中性点过电压保护-5文档资料
110kV 变压器中性点过电压保护我国主要对于110kV 电力系统进行应用，该系统属于接地系统，但位于变电站的部分较短线路由于会受到信号对其的干扰，因此为有效避免干扰，采用了较短线路实行不接地的运行方式。
但该方式仍存在一定的弊端，这种运行情况下，雷击以及单相接地短路故障都会使得中性点有电压通过，因此不利于确保其绝缘性，对工作人员以及供电的安全起到一定的威胁性。
本文从110kV 变压器中性点过电压保护进行了探讨，并做出了详细的分析。
1 110kV 变压器中性点绝缘及接地方式随着当前的不断发展，我国大多采用国产的分级绝缘结构，中性点分为不同的电压级别，从而对于其安全性进行有效的控制。
并且国产变压器按照国家规定也对于雷电全波和截波耐受电压进行了合理的设置。
110kV 在我国广泛被采用，该系统是大接地的电流系统，对于电流的稳定性有所保证，并且减弱了其他食物对其产生的干扰性，能够良好的对于继电进行保护。
在应用过程中大多的110kV 变压器中性点可直接接地使用，但部分需要在不接地的情况下对其进行使用。
2 分级绝缘变压器中性点的过电压保护方式在110kV 系统的使用过程中存在着不稳定的情况，在局部不接地的位置有电源流过，伴随着磁电感的产生，会对于整个电路造成谐振，从而引发较高的电压经过，分级绝缘变压器在此过程中就会受到较大的影响，甚至会造成绝缘的损坏，对人们的安全造成威胁。
因此，通常对于中性点的过电压保护采用水平棒间隙的保护方式。
整个系统中对于变压器的中性点也有着一定的要求。
要求其冲击放电的电压不可超过冲击时的耐压值，并且保护间隙放电所产生的电压也应大于其点位上升高过程当中所产生的最大值。
3 分级绝缘变压器中性点的保护配置3.1对于中性点装设放电间隙的保护在中性点放电的间隙，应进行零序电流的保护，并且设置零序电压的保护，从而使得中性点没有及时起到作用时也对于断路器进行断开。
3.2对于不装设放电间隙中性点的保护当母线位置上的变压器都不接地运行时，应首先对于变压器进行断开，从而进行有效的保护。
110kV主变中性点过电压保护配置的探讨
110kV主变中性点过电压保护配置的探讨作者：吴斌来源：《科技创新与应用》2013年第08期摘要：文章介绍了110kV主变压器中性点过电压的各种可能情况，对各类过电压保护方式作了分析和对比，介绍了110kV主变中性点过电压保护配置的相关原则。
关键词：中性点；过电压；放电间隙；绝缘水平1 引言110kV系统属于中性点有效接地的大接地电流系统。
为防止通信干扰，满足继电保护配置要求，并考虑到单相短路时的短路电流以及零序电压水平，通常只让部分110kV变压器中性点直接接地，而多数110kV变压器的中性点并不直接接地运行。
不接地变压器的中性点在运行过程中可能会受到雷电、操作、工频等各类过电压的影响。
另外，110kV及以上变压器一般使用分级绝缘，中性点处的绝缘水平往往比较薄弱。
因此在实际运行中，常常需要对不接地变压器的中性点进行过电压保护措施。
本文分析了变压器中性点过电压现象及相关保护方式，讨论了主变中性点过电压保护相关配置原则。
2 中性点的过压情况分析电力系统的过电压现象一般可分为三种情况：（1）雷电过电压；（2）操作过电压；（3）暂时过电压，即工频过电压或谐振过电压。
中性点不接地的变压器，在雷电波从线路到达变压器中不接的地中性点时，雷电波可能在中性点发生全反射，并产生幅值很高的雷电过电压，危及变压器中性点绝缘。
标准的雷电波形并不一定都是由雷电发出，比如，单相接地时，可能在非接地相上产生出近似于雷电过电压的短波前。
对中性点雷击过电压，可以采用避雷器保护，一般按照变压器的标准雷电波耐受水平，并考虑绝缘老化的累计效应乘以系数0.85，得到的实际绝缘耐受水平大于避雷器的标称雷电冲击放电电压或残压。
暂时过电压主要由单相接地故障和谐振等造成。
在我国的标准中性点接地系统中，在不失去有效接地的情况下，一般单相接地故障的非故障相工频过电压不会超出线电压的80%。
但在110kV终端站中，不接地变压器实际上形成了一个局部不接地系统，若单相间歇性电弧接地故障发生，按最高电压126kV计算，主变中性点稳态过电压能达到73kV，暂态电压则能达到132kV。
渭南电网110kV变压器中性点过电压保护方式研究
采 用Ｙ Ｗ一 ２１６型 避霄 器 ，其 额定 电压 为７ Ｖ， ７ ／８ ２ｋ
雷 电冲击 残 乐 为 ｌ６ｋ ８ Ｖ，雷 电 冲击耐 压 耐 １１ ＝ ．Ｘ （ ． ＋ ５ ＝ ４ ． ｋ Ｉ 即设 备 的雷 电耐 受 电压水平 １１ １ ）２ １ Ｖ Ｉ ６ ， 为２ １ Ｖ 即可 满 足要求 ， ４．ｋ ６ 小于 ２ ０ｋ 中性点 耐 ５ Ｖ的
１１ １ ０ ｋ ． Ｖ变压 器 中性 点的 绝缘 水 平 １
阀式 避雷 器 。其余 变 压器 采用 无 间隙金 属氧 化锌 避 雷器 （ Ａ）ＭＯ 参 数 的 型号 集 中选 择 Ｙ１ Ｗ一 ２ ＭＯ ， Ａ ． ７／ ５
１６ ８ 和Ｙ１ Ｗ一 ３２ ０ ． ７ ／０ ，并 非根 据 中性 点 绝缘 水 平 进 ５
级 的变压 器２ 台 ，４ｋ 等 级 的变压 器６ 台 过 电压 ７ ４ Ｖ ８
而对避 雷器并联 间隙 的保 护方式未 加评议 。 本文通 过 对渭 南 电 网１０ｋ 系统 变 压器 中性 点过 电压保 护 方 Ｖ １
式 的调查 统计 ， 合对变 压器 中性点 的绝缘 水平 和过 结
表 １ １ ０ｋ 变 压 器 中 性 点 的 绝 缘 水 平 Ｖ １ ｋ ｖ
２ 过 电压 分 析
在实 际运 行 中 ，变压 器 中性 点 常见 的过 电压 主
要 有 雷 电过 电压 、系统 单相 接地 在 中性 点引 起 的过 电压及 非全 相 运行 在 中性点 引起 的过 电压 等 。
行 选 择 。２０ 年 以来 ，渭南 电网新 投及 正在 设计 的 ０８ １０ Ｖ ｋ 变压 器 中性 点 全部 采用 ＭＯ 并 联 间隙 的保 护 １ Ａ
方式 ， 统计 情况 见表 ２ 。
国产 １０ｋ 变 压器 通 常为 分级 绝缘 结 构 ， １￣ １ Ｖ 表 ３ Ｊ ，
110kV变压器中性点过电压计算及其保护策略
110kV变压器中性点过电压计算及其保护策略摘要：110kV系统通过改变变压器中性点的接地形式，从而实现调控短路电流量，同时使得继电保护能够整定，而且不接地变压器的中性点通过这种接地形式也能够产生过电压。
本文针对110kV变压器中性点过电压的计算进行分析，结合分析内容提出相对应的保护策略。
关键词：110kV变压器；过电压；保护策略1.引言由于电力系统常规运行中三相对称的缘故，电力变压器不会产生过电压。
若出现意外情况，比如单相接地短路、非全相运行或者是雷电等，则变压器中性点会产生一定的过电压，甚至会和相电压一般；若是出现简谐振动，变压器中性点则会产生更大的过电压。
再者由于110kV变压器中性点大部分都是分级绝缘，因此保护变压器中性点是非常重要的。
通过运行实践以及相关资料显示，在雷电冲击、非全相电力运行以及系统单相接地短路事故中，变压器中性点产生的过电压会在极大程度上影响变压器中性点的绝缘。
2.110kV变压器系统的软件仿真2.1设计110kV变压器系统的仿真模型为了更清晰的计算变压器中性点在不同事故中所产生的具体过电压值，本文通过ATP-EMTP软件构建110kV变压器的模型进行仿真分析。
2个110kV变压器通过YYd的方法连接，设定相同的参数、最大容量，避雷器接在变压器的中性点。
以变压器110kV侧母线作为起点，在110kV侧输电线路上共计设有6个点，点与点之间的距离为20m。
（如图1）2.2 110kV变压器系统模型的仿真结果本次的仿真结果是110kV输电线路上出现单相短路故障，和母线的距离越近，其中性点所产生的过电压值就会越大；换言之，接地点的过电压值越小，那么就越远离母线，其根本原因是由于正序电阻的不断降低所造成的。
此外，110kV母线侧出现了接地的情况，而2个变压器系统的高压侧电源没有出现接地的情况，中性点的最大电压值高达97kV，几乎接近了110kV输电线路中所产生的相电压，其产生原因是电力系统实际上等效于一个无穷大系统。
接带分布式电源的110kV变压器中性点过电压分析
接带分布式电源的110kV变压器中性点过电压分析发表时间：2020-12-11T14:56:00.173Z 来源：《中国电业》2020年22期作者：黄鑫[导读] 110kV及以上系统为有效接地系统，部分220kV变压器高中压侧中性点接地，110kV变压黄鑫国网江西省电力有限公司南昌供电分公司南昌 330069摘要：110kV及以上系统为有效接地系统，部分220kV变压器高中压侧中性点接地，110kV变压器中性点一般不接地。
在考虑雷电冲击、单相接地以及开关非全相动作等情况下，通过对接带分布式电源的110kV变压器中性点的过电压分析，提出了其中性点接地方式选择意见。
关键词：分布式电源；110kV变压器；中性点；过电压Analysis of Neutral Point Overvoltage of 110kV Transformer with Distributed Generation Xin Huang(State Grid Nanchang Power Supply Company，Nanchang 330069，China) Abstract:110kV and above electric power systems are effective grounding operation, Part of neutral points of 220kV Transformer at high and medium voltage side are grounded, which of 110kV transformer are generally not grounded.Consideration of lightning impulse,single phase grounding and breaker incomplete phase malfunction, according to the analysis of Neutral Point Overvoltage Protection of 110 kV Transformer with Distributed Generation,the suggestion of mode of grounding is proposed. Key words: distributed generation;neutral point overvoltage;lightning impulse;single phase grounding;incomplete phase 中图分类号：文献标识码：文章编号：1 引言为保持系统零序网络稳定、限制接地短路电流以及降低零序保护的配合难度，110kV变压器中性点一般采用间隙接地，单个变电站中220kV主变采取至少一台高中压侧中性点接地。
110kV变压器中性点过电压的计算及其保护策略
110kV变压器中性点过电压的计算及其保护策略朱高波【摘要】在110kV变电站中，为了满足继电保护整定和限制单相短路电流的需求，采用变压器高压侧中性点不接地运行方式或部分变压器中性点不接地运行方式，这样的运行方式会使不接地变压器中性点在某种情况下产生过电压，进而引起绝缘损坏、跳闸等故障，有必要制定有效的保护配置方案。
为此，本文简要分析了110kV变压器中性点过电压，并以某110kV变电站为例，借助PSCAD/EMTDC软件计算了该变电站系统的不接地变压器中性点的过电压，然后提出了可行、适用的变压器中性点保护配置方案，以充分发挥保护策略在防治绝缘损坏、跳闸故障上的积极作用。
【期刊名称】《低碳世界》【年(卷),期】2015(000)023【总页数】2页(P76-77)【关键词】110kV变压器;变压器中性点;过电压;计算;保护策略【作者】朱高波【作者单位】国家电投江西江口水电厂，江西新余338025【正文语种】中文【中图分类】TM862近年来，我国电网建设规模逐步扩大，电网内电源点增加、电压等级升高等现象越来越普遍，对系统运行设备的承载能力、抗短路能力提出了更高要求，这一要求在110kV电力系统中体现的更明显。
我国的110kV变电站系统属于有效接地系统，但是实际运行中，为了满足继电保护整定和限制单相短路电流的要求，其中有部分变压器中性点采用不接地运行方式，一旦发生单相接地短路故障、遭受雷击，极容易造成中性点过电压，对绝缘造成损坏，而110kV变压器大多是分级绝缘，需要采用一定的保护策略来抵制过电压对变压器绝缘的损坏。
因此，提出了本文论题，对110kV变压器中性点过电压的计算及其保护策略进行了扼要分析。
在不接地运行方式下，110kV变压器中性点的过电压主要有两大类，即雷电过电压、内部过电压，它们产生的原理各不相同。
雷电过电压，是由于雷电波沿线路传入变电站或直接击中变电站内造成变压器中性点电位升高，进而产生雷电过电压，其计算公式如公式（1）所示。
110kV和220kV变压器中性点过电压及保护分析
间为 ２ ３ ～ ５ ０ １ ｘ ｓ ． 单相雷 电波侵入时幅值为 １ ６ １ ～ １ ７ ０ ｋ Ｖ、 三相雷 电波侵入 时幅值为 ４ ８ ０ ～ ５ １ ０ ｋ Ｖ： 对于 ２ ２ ０ ｋ Ｖ变
压器 ． 电波侵入 时 ， 中性点波 头停 留时间为 ３ ０ ～ ６ ４ ｘ １ ｓ ， 图４ 中性 点 设 避 雷 器 电压 波 形 电 压作 用 下 ， 中性点间隙非常容易发生动作 。 对于１ ０ ０ ｋ Ｖ 变 压 器 ．中 性 点 过 电 压 最 大 幅值 为
ｎ ｔ ， 力 专 栏
１ ｌ Ｏ ｋ Ｖ和 ２ ２ ０ ｋ Ｖ变压器 中性 点过电压及保护分析
夏 地 委
（ 阳煤 集 团 淄博 齐鲁 第一 化肥 有 限公 司 ， 山 东 淄博 ２ ５ ５ ４ ３ ６ ）
摘
要： 为 更好 地 对 变压 器 中性 点绝缘 配合进 行 参数 整 定 ． 对１ １ ０ ｋ Ｖ和 ２ ２ ０ ｋ Ｖ 变压 器 中性 点过 电压 及保 护 进行
往 往 存 在 着 较 大 的差 异 ． 因此 ， 以 独 立 电感 、 电 阻 以及 图１ 中性 点 不装 避 雷器 电压 仿 真 模 拟
电容 链 的方 式 对 变 压器 进 行 模 拟 ， 并 将 三 相 绕 组 以独 立 的方 式 进 行 标 示 在仿真模型 中． 变 压 器 人 口为 ：
绕 组 的作 用 ． 当外 界雷 电进入 到变压 器时 ， 变 压器 中
性 点过电压波的波形非标准波形 ． 此 时 棒 间 隙 在 中性
点作用下 标准类 型 电压值与 放电 电压值可能 存在较
大 的 差 异 因 此 ． 中性 点 保 护 配 合 参 数 应 当根 据 中性 点 实 际过 电压 情 况 进 行 选 择 。 对 该 种 雷 电波 侵 入 变 压 器 所 产 生 的 过 电 压 情 况 进 行 研究 ． 需 要 建 立 变 压 器 的绕 组 模 型 。目前 ， 不 同变 压 器 厂 家 所 产 生 的 变 压 器 绕 组 在 参 数 以及 结 构 方 面
220kV和110kV主变压器中性点过电压保护配置与使用意见(试行)
220kV和110kV主变压器中性点过电压保护配置与使用意见(试行)220kV和110kV主变压器中性点过电压保护配置与使用意见（试行）近年来，由于云南电网线路发生单相接地故障引起部分220kV 和110kV主变压器中性点间隙击穿，导致变压器中性点间隙零序电流保护动作，造成变压器跳闸停电的事故多次发生。
为了遏制类似事故的重复发生，提高电网供电可靠性和安全稳定运行水平，在试研院公司提交的技术报告《云南电网110、220kV分级绝缘变压器中性点保护方案研究》和对公司系统主变压器中性点过电压保护进行全面调查的基础上，结合国家和电力行业相关标准并吸取其他网省公司经验，对云南电网220kV和110kV主变压器中性点过电压保护的配置与使用提出以下试行意见：一、主变压器中性点接地方式要求500kV-110kV主变压器中性点接地方式应遵循DL/T 559-94《220-500kV电网继电保护装置运行整定规程》和DL/T 584-95 《3-110kV电网继电保护装置运行整定规程》的有关规定，并兼顾各电压等级主变压器中性点绝缘水平。
1. 自耦变压器中性点必须直接接地运行。
2. 220kV分级绝缘变压器中性点接地运行方式的安排，应按照DL/T 559-94《220-500kV电网继电保护装置运行整定规程》第4.1.4条执行，并应考虑变压器中性点绝缘水平：当主变压器220kV侧中性点绝缘等级为110kV时，220kV侧中性点可不接地运行；当220kV 主变压器的110kV侧中性点绝缘等级为66kV时，110kV侧中性点可不接地运行；当主变压器110kV侧中性点绝缘等级为44kV时，中性点一般应直接接地运行；当主变压器110kV侧中性点绝缘等级为35kV时，110kV侧中性点必须直接接地运行；当220kV主变压器中压侧或低压侧有并网小电源时，220kV侧和110kV侧中性点均宜直接接地运行，220kV进线侧宜配置线路保护。
110kV_220kV系统非全相运行空载变压器中性点过电压计算_李博江
2016年第8期总第185期江西电力·20160引言当电力系统正常运行时，因为三相对称，变压器中性点电位为零。
但是，当高压输电线路发生非全相运行情况时，变压器中性点会产生过电压，如果线路参数和变压器励磁电感匹配时，将会造成铁磁谐振，此时变压器中性点过电压将更高[1，2]。
目前国内外的文献对非全相运行时变压器中性点过电压分析的较少，本文运用图解法详细论述了非全相运行时变压器中性点过电压的产生机理，给出了变压器中性点的理论计算公式以及各种运行情况下变压器中性点过电压值。
利用电磁暂态分析程序ATP 对某110kV 系统进行建模仿真，计算了非全相运行时变压器中性点过电压，仿真结果和理论分析值完全一致，证明了文章所提理论的正确性。
当把变压器切除，线路于是变成了空载线路。
本文运用图解法和解析法对空载线路非全相运行时开断相上的电压进行了详细的分析，两种方法所得分析结果完全一致，证明了本文所提理论的正确性。
1非全相拉合闸（包括断线）引起的过电压系统在非全相运行时，比如采用单相重合闸或熔断器的线路，在单相操作或非全相熔断时，或者采用同期性能不良的断路器在切合线路时，中性点会出现异常的过电压，此时若有铁磁谐振，中性点过电压会十分严重[3，4]。
1.1输电线路的正序电容和零序电容为方便论述，下面以空载线路为例，如图1所示。
作者简介：李博江（1988-），男，工学博士，研究方向为电力系统过电压保护，高压绝缘放电，气水两相流体放电。
摘要：为了限制短路电流和满足继电保护整定的需要，在110kV，220kV 系统中，只有部分变压器中性点接地运行。
当输电线路非全相运行时，不接地变压器中性点会产生过电压。
本文详细论述了在非全相运行时变压器中性点过电压的产生机理，通过理论推导得到了变压器中性点过电压值的理论计算公式，理论分析表明：当一相断开，单端供电且电源中性点不接地时，空载变压器中性点电位将达到0.5倍的相电压；当两相断开，单端供电且电源中性点不接地时，空载变压器中性点电位将达到相电压。
110kV变压器中性点不接地方式运行时中性点保护问题研究
所 以 ，中性 点棒 一 联保 护 间 隙的工 频 击 穿 电 并
压 应 该满 足 ：
工磐
一 ｊＵ
（ １ ）
式 中 ： 为 棒一 联 保 护 间隙 的工 频 击 穿 电压 有效 并 值 ； 为空 气 间隙工 频击 穿 电压 的标 准偏 差 ， 般 取 一
００ ； 。 ．３ Ｋ 为安 全 系数 ， 般 取 １ ５ Ｋ 为气 象 修 正 系 一 ． ；： ０
ห้องสมุดไป่ตู้
虑 了这 个 因素 ， 并且 在正 常情 况 下 ， 压器 中性 点 变
的绝 缘 完全 可 以耐 受 此 时 的过 电压 ， 因此不 需 要保
护。
击耐 受 ２ ０ｋ 对 中性 点 绝缘 进行 避 雷器 带并 联保 ５ Ｖ，
护 间隙进 行 保 护 ， 要 确定 间隙 长度 及避 雷 器 动作 需 电压 。根 据 其 电路 结 构建 立 Ｐ Ｃ Ｓ ＡＤ仿 真 计 算模 型 如 下 ： 连 变 电站 出线 仅 １条 ． 线 路 长 达 ２ ０ ｍ 祁 且 ５ｋ （ １ ０ ｋ 的默里 线 和 ８ ．０ ｋ 的祁 默 线１ １ ． ７ｍ ７ ０ ３ １ｍ ５ ，做 出 ５ 集 中参 数 Ｐ 模 型 串联进 行模 拟 ． 中祁 默 线使 个 Ｉ 其
５ ％冲击 放 电电压 ； ｏ为 变压器 中性点 冲击耐 受 电 ０ ＵＬ
下 ， 联 保 护 间隙 不应 造成 继 电保 护 动作 ｆ 并 ５ 。根据
此 原则 ：
２ 实例计算与分析
青 海 省祁 连 变 电站 拟 采用 ｌ０ｋ ｌ Ｖ变 压 器 高压
（ ）系统 以有效 接地 方式 运 行发 生单 相接 地故 １ 障时， 中性 点棒一 联保 护 间隙不应 该动 作 。因为此 并 类 故 障 发生 比较频 繁 ， 压器 的设 计 中已经 充 分考 变 侧 中性 点 不接 地运 行方 式 ， １ Ｖ变压 器 高压 侧 中 １ ０ｋ 性点 的绝 缘 水平 为 １ｒ ｎ工频 耐压 ９ Ｖ．雷 电 冲 ｉ ａ ５ｋ
《220kV和110kV主变压器中性点过电压保护配置与使用意见》
220kV和110kV主变压器中性点过电压保护配置与使用意见（试行）一、主变压器中性点接地方式要求500kV-110kV主变压器中性点接地方式应遵循DL/T 559-94《220-500kV电网继电保护装置运行整定规程》和DL/T 584-95 《3-110kV电网继电保护装置运行整定规程》的有关规定，并兼顾各电压等级主变压器中性点绝缘水平。
1. 自耦变压器中性点必须直接接地运行。
2. 220kV分级绝缘变压器中性点接地运行方式的安排，应按照DL/T 559-94《220-500kV电网继电保护装置运行整定规程》第4.1.4条执行，并应考虑变压器中性点绝缘水平：当主变压器220kV侧中性点绝缘等级为110kV时，220kV侧中性点可不接地运行；当220kV 主变压器的110kV侧中性点绝缘等级为66kV时，110kV侧中性点可不接地运行；当主变压器110kV侧中性点绝缘等级为44kV时，中性点一般应直接接地运行；当主变压器110kV侧中性点绝缘等级为35kV时，110kV侧中性点必须直接接地运行；当220kV主变压器中压侧或低压侧有并网小电源时，220kV侧和110kV侧中性点均宜直接接地运行，220kV进线侧宜配置线路保护。
3. 110kV分级绝缘变压器中性点接地运行方式的安排，应按照DL/T 584-95《3-110kV电网继电保护装置运行整定规程》第4.1.3.4条执行，并应考虑变压器中性点绝缘水平：当主变压器中性点绝缘等级为66kV 时，中性点可不接地运行；当主变压器中性点绝缘等级为44kV 时，中性点一般应直接接地运行，当主变压器中性点绝缘等级为35kV 时，中性点必须直接接地运行。
4．电网变压器中性点接地方式应尽量保持变电所零序阻抗基本不变。
云南电网主变压器中性点接地运行数目均由省调统一分配及管理，各运行单位不得随意更改，需要改变变压器中性点运行方式时，应事先得到省调同意。
在操作过程中允许某一厂站中性点接地数短时超过规定。
110kV变压器中性点过电压保护的应用探讨
（． 永 济供 电 支公 司 ， 山 西 永 济 １ ０ ４ ０ ；２ 运 城 供 电分 公 司 ，山 西 运 城 ４５０ ． ０４０） ４ ０ ０
摘要 ：阐述 了 １ ０ｋ 变压 器 中性 点 绝缘及 接地 方 式 ，对 系统 单相 接 地故 障时 变压 器 中性 点过 电 １ Ｖ
截波 耐 受 电压 分 别 为 １ ０ ｋ ８ Ｖ、２ ０ｋ ５ Ｖ、３ ５ｋ ２ Ｖ，
ｂ ）保护 间 隙 的放 电 电压 应 大 于 因 电 网一 相 接
地 而 引起 的 中性 点 电位 升高 的暂 态 最 大值 。 ，以
免 继电保护误 动 。
Ｕ。 一 （ ＋ｙ （ ／ （ ＋ ）， １ ） ， ， ２ （） １
１ １ ０ｋ １ Ｖ变 压 器 中性 点 绝 缘及 接 地 方 式
国产 １ ０ ｋ 变压 器 一 般 采 用 分 级 绝 缘 结 构 ， １ Ｖ
中性点 绝 缘 有 ３ Ｖ、４ Ｖ、６ Ｖ 电 压 等 级 ， ５ｋ ４ｋ ０ｋ
压器 中性点 的过 电压保 护通 常采 用水 平棒 间 隙的保
收 稿 日期 ：２ １ — ２ ０ ，修 回 日期 ：２ １ — ５ ２ ０ ００ — ３ ０ ００—４
器 中性点 装设 以下 保护 ［ 。 ４ ］
ａ ）中性 点装 设 放 电 间 隙 时 ，应按 规 定 装 设 零 序 电流保 护 ，并 增设 反应 零序 电压 和 间隙放 电 电流 的零序 电流 电压 保护 。当电力 网单 相接 地且失 去接 地 中性 点 时 ，零序 电 流 电压 保 护 约 经 ０ ３ ． ． ～０ ５Ｓ 时 限动 作 于断开 变压 器各侧 断路 器 。 ｂ ）中性 点不 装 设 放 电间 隙 时 ，应 装 设 ２段 零 序 电流保 护 和 ｌ 零序 电流 电压 保护 。零 序 电流保 套 护第 １ 设 置 １ 时 限 ，第 ２段设 置 ２个 时限 ，当 段 个
主变压器中性点过电压保护配置原则
主变压器中性点过电压保护配置原则由于电力系统运行的需要，110～220 k V有效接地系统的变压器中性点大部分采用不接地运行方式，变压器一般采用分级绝缘结构，绝缘水平相对较低，所以不接地运行的变压器中性点需要考虑对雷电过电压、操作过电压和暂时过电压的保护。
根据DL／T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的有关规定，提出以下保护配置意见：a）对110 kV和220 k V有效接地系统中可能偶然形成的局部不接地系统（如接地变压器误跳开关等原因引起）、低压侧有电源的变压器不接地中性点应装设间隙保护。
b）经验算，如断路器因操作机构故障出现非全相和严重不同期产生的铁磁谐振过电压可能危及中性点为标准分级绝缘、运行时中性点不接地的110 kV和220 k V变压器的中性点绝缘，宜在中性点装设间隙。
c）变压器中性点间隙值的确定应综合考虑———间隙的标准雷电波动作值小于主变压器中性点的标准雷电波耐受值；———因接地故障形成局部不接地系统时间隙应动作；———系统以有效接地方式运行、发生单相接地故障时，间隙不应动作。
2变压器中性点保护配置方式的分析根据以上配置原则，参照广东省电力试验研究所的试验数据，直径16 mm、水平布置、半球头圆钢的棒－棒间隙放电电压与间隙距离的关系见图1，在Ucp（1±σ）和U50％（1±σ）区间内放电的概率为99．7％［1］。
2．1变压器中性点绝缘水平的选取根据GB 311.7-1998《高压输变电设备的绝缘配合使用导则》，对3～220 k V油纸绝缘设备，耐受操作冲击电压的能力为耐受雷电冲击的0．83倍，其值远超过预期操作过电压水平，所以绝缘水平主要由雷电过电压决定，不需考虑操作过电压的影响。
110kV主变中性点过电压保护配置分析
项进行配合应是我们考虑 的方 向。 下面介绍采用无间隙氧化锌避雷器 ＋棒 间隙 ＋零序过压 、
间隙电流保护方案的一些考虑 。
（ １ ）遵循 Ｊ Ｂ ｆ ５ ８ ９ ４ — ９ １ 《 交流无间 隙金属氧化 物避雷器使
用导则》 的原则 ， 在保证雷 电冲击残压 满足要求的前提下 ， 对可 能不接地的 １ １ ０ ｋ Ｖ分级绝缘变压器 ， 选择 中性 点无间隙氧化锌
的过 电压保护设备要能全面避免主变遭受过 电压 的损伤。
２ 、 关 于避 雷 器 的 保 护 作 用
（ ２ ） 其伏 、 秒特性是一条 较陡 的带 区， 在持续时 间很短 的雷 电过 电压作用 时的放 电电压 ，要 比作用 时间长 的工频放电电压 要高 的多 ， 存在和变压器的伏秒特性配合难的问题 。 （ ３ ） 由于放 电间隙放电的弧 电阻很小 ， 在放 电后形成波尾极
从上面简单分 析可 以看 出，单一避雷器 和单一放 电间隙保
护主变 中性点绝缘 是不可取 的，如何利用各 自的长项而避开短
避雷器的额定电压 如果 比上述值选择低 了 ，阀式避雷器将 在线路单相接地主变失 去中性点 的过 电压出现后无法灭弧而爆 炸。 对无间隙氧化锌避雷器 ， 同样将使其在一次过电压下 吸收能 量过 多而劣化损坏 。反之 ， 额定电压过高 ， 则相应 的冲击放 电电 压和残压将增大 ， 保护设备 的限压效果变坏 。 从上面的过 电压情
棒一棒放 电间隙属极不均匀 电场 ， 放 电间隙对雷电过电压 、
操作 过电压和工频过 电压均有保护作用 。 《 交流电气装置 的过 电
压保护和绝缘配合》 中指 出： “ 应 避免在 １ ｌ Ｏ ｋ Ｖ及 ２ ２ ０ ｋ Ｖ 有效 接地系统中偶然形成局部不接地 系统 ，并产生较高的工频过 电 压 ，对 可能形 成这 种局 部 系统 、低 压侧 有 电源 的 １ １ ０ ｋ Ｖ 及 ２ ２ ０ ｋ Ｖ 变压器不接地 的中性点应装设间隙” 。 放电间隙也有如下弱点 。 （ １ ）放电间隙的放 电电压的分散性较大 ，放电后不 能熄灭
110kV变压器中性点间隙保护的配置与整定
110kV变压器中性点间隙保护的配置与整定发布时间：2023-01-05T02:54:40.148Z 来源：《福光技术》2022年24期作者：肖彬[导读] 计算分析某110kV主变压器中性点不接地时的过电压，根据南方电网公司和电力规程对变压器中性点保护的规定，拆除原有中性点仅为避雷器的保护形式，提出采用间隙保护与避雷器相互并联的中性点保护方式，并确定了间隙距离。
贵州电网公司凯里供电局贵州凯里 556000摘要：计算分析某110kV主变压器中性点不接地时的过电压，根据南方电网公司和电力规程对变压器中性点保护的规定，拆除原有中性点仅为避雷器的保护形式，提出采用间隙保护与避雷器相互并联的中性点保护方式，并确定了间隙距离。
通过继电保护定值的整定，保障了变压器在系统发生单相接地、或雷电冲击时，均能安全稳定运行。
关键词：变压器中性点；单相接地；间隙保护并联避雷器1变压器中性点间隙保护的配置变压器中性点间隙保护结构原理如图1所示，放电间隙、避雷器和接地隔离开关并联配置。
接地隔离开关可根据电力调度要求投用或退出，投用表示变压器中性点采用直接接地方式，此时变压器中性点与大地接通，放电间隙被旁路，构成了电力系统零序电流的流通回路，可根据变压器中性点处电流互感器配置零序过电流保护。
退出表示变压器中性点采用间隙接地方式，此时变压器中性点与大地之间不构成零序电流通路，在系统发生接地故障不失地时，零序电压或放电间隙电流达到整定值，间隙保护动作退出变压器运行。
当变压器遭受雷电高电压时，中性点避雷器可靠动作保护绝缘不受损坏。
3.3放电间隙与避雷器的配合如图1所示，变压器中性点放电间隙与避雷器并联，避雷器的型号Y1.5W-72/186，标示避雷器的额定电压为72kV，雷电冲击电流残压186kV。
如果中性点出现超过72kV稳定的工频过电压，避雷器在该电压下长时间运行有可能烧毁。
因此，从保护避雷器的角度，要求间隙动作的最大工频击穿电压应小于避雷器额定电压。
110kV及以上主变压器中性点过电压保护选择规范
Q/GZW 1 0004-2010
附录 A （资料性附录）
变压器中性点间隙值的选择
A1 间隙工频放电电压 ucp 值
间隙距离（mm）
95
110
130
135
140
ucp(kV) σ(kV) ucp－3σ(kV) ucp＋3σ(kV)
48.5 52.0 56.6 57.8 59.0
1.46 1.56
本规范适用于贵州电网 110kV 至 500kV 变电站的变压器中性点过电压保护的选择。 2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡注明日期的引用文件，其 随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，鼓励使用本规范的相 关单位及个人研究是否可使用这些文件的最新版本。凡未注明日期的引用文件，其最新版本 适用于本规范。
中性点间隙值的确定应综合考虑如下三点： a） 对中性点绝缘保护的要求，即间隙的标准雷电波动作值小于主变中性点的标准雷电
波耐受值。 b） 因接地故障形成的局部不接地系统时该间隙应动作，应以最低运行相电压（正常电
压的 0.9）下，单相接地时中性点稳态过电压进行验算。 以上两点决定间隙的最大距离值，通常能满足后一点的要求，就能满足前一点的要求， 因此保护间隙的最大距离值用最低运行相电压下，单相接地时中性点稳态过电压校核。 c） 系统以有效接地方式运行，发生单相接地故障时，间隙不应动作，以此决定间隙的
1.7
1.73 1.77
44.1 47.3 51.5 52.6 53.7
间隙距离 (mm) 240
保护间隙的推荐距离应进行海拔修正，建议参考《电力工程电气设计手册电气一次部
分》的“空气间隙的选择”，引用采用 K ，修正公式为U 0 X = U 0 / K 。通过U0 X 推算间隙 值，为便于运行管理，建议按每 500m 选择推荐距离。其中 K 为空气密度系数值，当海拔每 升高 100m 时， K 值降低 0.75%，海拔为 1000m 以下时， K 宜取 1。
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110kV变压器中性点过电压计算及其保护策略
发表时间：2017-08-08T19:52:12.857Z 来源：《电力设备》2017年第10期作者：朱梁
[导读] 摘要：110kV系统通过改变变压器中性点的接地形式，从而实现调控短路电流量，同时使得继电保护能够整定
（国网上海市区供电公司 200080）
摘要：110kV系统通过改变变压器中性点的接地形式，从而实现调控短路电流量，同时使得继电保护能够整定，而且不接地变压器的中性点通过这种接地形式也能够产生过电压。
本文针对110kV变压器中性点过电压的计算进行分析，结合分析内容提出相对应的保护策略。
关键词：110kV变压器；过电压；保护策略
1.引言
由于电力系统常规运行中三相对称的缘故，电力变压器不会产生过电压。
若出现意外情况，比如单相接地短路、非全相运行或者是雷电等，则变压器中性点会产生一定的过电压，甚至会和相电压一般；若是出现简谐振动，变压器中性点则会产生更大的过电压。
再者由于110kV变压器中性点大部分都是分级绝缘，因此保护变压器中性点是非常重要的。
通过运行实践以及相关资料显示，在雷电冲击、非全相电力运行以及系统单相接地短路事故中，变压器中性点产生的过电压会在极大程度上影响变压器中性点的绝缘。
2.110kV变压器系统的软件仿真
2.1设计110kV变压器系统的仿真模型
为了更清晰的计算变压器中性点在不同事故中所产生的具体过电压值，本文通过ATP-EMTP软件构建110kV变压器的模型进行仿真分析。
2个110kV变压器通过YYd的方法连接，设定相同的参数、最大容量，避雷器接在变压器的中性点。
以变压器110kV侧母线作为起点，在110kV侧输电线路上共计设有6个点，点与点之间的距离为20m。
（如图1）
2.2 110kV变压器系统模型的仿真结果
本次的仿真结果是110kV输电线路上出现单相短路故障，和母线的距离越近，其中性点所产生的过电压值就会越大；换言之，接地点的过电压值越小，那么就越远离母线，其根本原因是由于正序电阻的不断降低所造成的。
此外，110kV母线侧出现了接地的情况，而2个变压器系统的高压侧电源没有出现接地的情况，中性点的最大电压值高达97kV，几乎接近了110kV输电线路中所产生的相电压，其产生原因是电力系统实际上等效于一个无穷大系统。
在本次的仿真过程中，还发现了变压器110kV侧中性点上产生的电位归零是由于线路中的零序电流在输入中性点与接地点的结合部分时被阻挡了，而且35kV上的中性点出现同样的情况，分析其原因是由于10kV侧的连接形式是采用了三角状连接从而阻挡了零序电流的进入所致。
3.110kV变压器中性点的保护策略
3.1降低110kV变压器中性点的过电压
在确定变压器之间的相隔距离之后，通过电压计算公式我们可以得知，降低正序电流的输出值，能够实现降低变压器中性点的过电压值。
那么，为了能够降低正序电流的输出值，我们可以改变变压器的接地形式。
在原本的变压器仿真模型的基础上进行改动，让1个变压器中性点接地，而其他部分不改变。
那么，110kV电力系统中在输出线路侧出现单相接地短路的时候，未接地的那个变压器中性点产生过电
压的具体数值如表1所示。
（表1，修改过后的变压器110kV侧中性点产生的过电压值）
由此可知，未接地变压器的中性点过电压值不论是在稳态或者是暂态都是有一定程度的降低的。
而在加设接地置之后，因为零序阻抗值逐渐的降低，所以线路中零序电流值就会逐渐的增加，一定要对系统中单相接地短路所包含的容量进行准确的计算，并且要把继电保护的整定结构放在考虑范围中。
3.2避雷器的选择
采用避雷器对在单相线路接地事故中变压器中性点产生的暂态过电压进行有效的调控，就需要正确的在变压器中性点上设置合适的避
雷器，从而实现保护系统的可靠作用。
同样在原有的变压器仿真模型上，将原本的避雷器型号进行更换，用ATP-EMTP软件再次计算变压器110kV侧输电线路上出现的单相接地事故中高压侧中性点所产生的过电压值，具体过电压值如表2所示。
（表2，更换避雷器后变压器110kV侧中性点的过电压值）
表4中的数据在与之前数据的对比中显示，变压器中性点的保护在选择额定电压为60kV的避雷器之后，线路单相接地事故中，暂态电压以及稳态电压的电压值数据上有一定程度的减小，这就表示是在中性点上选定合适的位置进行保护能够对降低变压器中性点暂态过电压值产生效果。
4.结语
为了能够对线路短路电流进行正确的调控，并且实现继电保护的合理整定，110kV电力系统运行都是通过采取变压器的中性点接地系统来实现的。
在这种情况下，变压器中未接地中性点就会出现不同的过电压，并且对其绝缘造成极大的损伤，因此，要对其进行有效合理的限制。
本文针对110kV变压器中性点的过电压的计算进行分析，用ATP-EMTP软件设计仿真模型，并且根据仿真结果进行较为全面的分析，发现在变压器中性点上出现的问题，根据问题提出保护策略，首先是能够有效的降低变压器中性点中产生的过电压值，其次就是能够在正确的中性点上配置合适的避雷器，才能够实现对变压器中性点的绝缘结构的保护。
参考文献：
[1]刘永志.110kV系统主变压器中性点接地方式研究[D].长春工业大学，2016.
[2]许鸣昌.110kV变压器中性点可控间隙的研究[D].华北电力大学（北京），2016.
[3]朱锴.220kV变压器中性点过电压仿真分析及其保护探究[J].低碳世界，2016，28：23-24.
[4]敬亮兵，方梦鸽，李臻奇，扈海泽，荣展鹏，赵军，张宇雄.变压器接地新方法研究[J].电瓷避雷器，2016，06：103-108+115.。