110 kV变压器中性点接地方式与零序保护配置

110 kV变压器中性点接地方式与零序保护配置探索110KV变压器零序保护配置与接地方式

作者:黄坚明

摘要：在分析变压器零序保护配置的基础上，对110 kV变压器中性点过电压问题、接地方式的控制以及目前厦门电网110 kV变压器零序保护设计存在的安全隐患等进行了初步探讨，提出拆除部分中性点棒间隙，改善变压器零序保护配合的措施。

关键词：变压器；中性点；零序保护

Neutral Point Ground Type and Zero-Sequence Protection Matching on Transformers

HUANG Jian-ming

(Xiamen Electric Power Bureau,Xiamen 361004,China)

Abstract:By analyzing on zero-sequence protection of transformers,this essay gives a pilot study on the problem of over-voltage at neutral point of 110 kV transformers,the neutral point grounding type control and the safety problem in the design of zero-sequence protection of 110 kV transformers in Xiamen area.It provides a solution by removing some neutral point gaps to improve the matching of zero-sequence protection on a transformer.

Keywords:transformer; neutral point; zero-sequence protection

目录

1、变压器零序保护配置 (2)

1.1. 零序互跳保护 (2)

1.2、变压器中性点间隙保护 (3)

2、厦门电网110 kV系统接线与保护配置特点 (4)

3、110 kV变压器中性点过电压水平计算 (5)

4、110 kV变压器零序保护存在的问题 (7)

5、变压器中性点接地方式控制以及零序保护改进措施 (8)

1、变压器零序保护配置

厦门电网（我国大部分电网）目前全部选用分级绝缘变压器，在多台变压器并列运行的变电站，主变中性点一般采用部分接地的运行方式。对于中性点不接地的变压器，其外部故障的后备保护，过去采用零序互跳保护或中性点间隙保护两种方法。

1.1. 零序互跳保护

变压器中性点零序过电流动作时先跳开中性点不接地变压器的保护方式，称为零序互跳。如图1：

图1变压器并列运行示意图

2台主变并列运行，1号主变中性点接地，当K2点发生接地故障时，1号主变中性点零序过流保护动作，第一时限跳2号主变高、低压侧开关，K2故障点被隔离，1号主变恢复正常运行。如果故障点在K1处，当第一时限跳开2号主变后，零序过流保护第二时限跳本变压器，切除故障。

零序互跳保护显而易见的缺点是：

①. 有选择性切除故障的概率只有50%；

②. 母线故障时没有选择性，会扩大停电范围；

③. 零序过流保护时间整定必须和主变相间保护配合，对保护整定配合不利；

④. 必须在2台变压器同时停运时才能进行互跳试验，条件苛刻，二次接线容易错误。

1.2、变压器中性点间隙保护

为了克服上述缺点，福建省中调闽电调继［1998］165号文要求将220 kV 主变110 kV侧零序互跳保护改为间隙保护。间隙保护采用的方法是在变压器中性点加装放电间隙及间隙电流互感器，并与母线TV开口三角零序过电压保护共同组成。如图1：

图1变压器并列运行示意图

仍为2台主变并列运行，1号主变中性点接地。当K2点接地故障时，1号主变中性点零序过流保护第一时限跳100母分开关，Ⅰ段母线与故障点隔离，1号主变恢复正常运行。100母分开关跳闸后，K2故障点仍存在，由2号主变中性点间隙电流保护或零序过电压保护动作跳本变压器，实现故障隔离。同样，当K1点接地故障时，1号主变中性点零序过流保护第一时限跳开100母分开关，2号主变与故障点隔离，可以继续运行。但K1故障点仍存在，1号主变零序过流保护第二时限继续跳开本变压器，消除故障。

因此，采用间隙保护明显的优点是：

①. 作为变压器本体的设备保护，无需和其他保护配合，整定简单；

②. 动作过程具有选择性，只隔离故障部分，不会扩大停电范围。

该文件中仅要求将220 kV主变110 kV侧零序互跳保护改为间隙保护，但没有明确110 kV变压器接地方式及零序保护的配置，对于不同接线类型的110 kV 变电站，变压器中性点接地方式应如何控制-零序保护应如何配置-特别是变压器中性点间隙保护，在110 kV系统中应如何正确运用-现以厦门电网110 kV系统为例，对上述问题进行初步的探讨。

2、厦门电网110 kV系统接线与保护配置特点

厦门地区110 kV系统接线特点是以放射状为主，以220 kV变电站为电源点，通过110 kV线路向各终端变电站辐射。110 kV终端变电站则采用内桥接线或线路-变压器组接线方式，低压侧无电源。

如图2所示内桥接线变电站：

图2内桥接线变电站示意图

内桥接线变电站，在正常运行方式下，100母分开关不作为103和104线路的联络元件。因此，内桥接线变电站通常只有两种运行方式：1条线路带2台主变运行或2条线路各带1台变压器运行。在1线带2变运行方式下，2台主变只要有1台中性点接地即可，但必须由靠110 kV供电线路侧的变压器中性点接地运行，这一点很重要。

内桥接线变电站目前的变压器零序保护配置为：中性点零序电流保护第一时限跳100和900母分；第二时限跳本变压器；同时，变压器中性点装设棒间