探讨220kV变压器中性点电容型隔直装置技术及优化配置化配置
台山电厂220KV主变中性点隔直装置使用及维护介绍-PPT精品文档
调研结论
通过对三种方案的对比，并结合台山电厂实际情况，形成如下调研结论： 台山电厂有两台220kV主变、三台500kV主变，因只有一个地网而只能 使用一套中性点注入反向电流法装置，注入反向电流法因难以同时对台山 电厂220kV和500kV主变良好补偿而被首先放弃。 由于小电阻装置结构简单，无监控手段，只能人为手动干预，而且电网 运行方式改变，电阻值需要重新核算。同时小电阻也没有投运，真正效果， 只能停留在理论状态。也不予考虑。 建议使用电容隔直方案，在实际运行中可通过2台主变共用一套隔直装 置，实现1、2号主变中性点隔直装置功能。随着工作开展，再对500KV主 变压器改造。
2009年9月台电1～2Байду номын сангаас主变加装隔直装置正式立项。
主变中性点隔直项目实施
2019年9月25日完成1～2号主变隔直设备采购及调试立项 ； 2019年9月30日完成组织评标或议标，订货 ； 2019年10月8日1、2号主变隔直项目施工立项 ； 2019年10月10日1、2号主变隔直项目第一次设计联络 会； 2019年11月26日第二次设计联络，设计单位出施工图 ； 2009年2月12日隔直装置大电流动作试验 及出厂验收；
对于已投运的变压器，如流过变压器中性点接地极直流电流大于容许
值，应采取合适的限流或隔直装置。
主变偏励磁研究
国华台电高度重视主变直流偏磁问题，自2019就开始收集相关直流偏
磁资料，开展对主变偏励磁的研究工作。 2019年8月编制了项目《科技创新项目立项建议书》并上报国华公司， 同年该项目批复同意实施，并列入了 2019年度国华公司科技创新攻关项 目。 为了进一步做好主变偏励磁的研究工作，2019年国华台电与广东省 电机工程学会共同合作，联合开展主变偏励磁的研究，并于2019年8月完 成了《中性点直流对台山电厂主变压器运行影响》的研究报告。 2019年4月“中性点直流分量对主变压器噪音及振动影响研究 ”项 目通过了国华公司组织的专家验收会。 研究表明，国华台电主变压器受直流偏磁影响严重，需要尽快采取措 施确保主变压器的安全运行。
变压器电容隔直装置关键技术及应用分析
变压器电容隔直装置关键技术及应用分析摘要：为确保变压器安全稳定运转，控制变压器中性点的直流经过，需要使用变压器直流偏磁抑制设备。
本文探讨了变压器电容隔直装置的基本原理、组成及不同类型的比较，并详细介绍了电容在正常运行和系统故障情况下的控制逻辑和运行模式。
同时，本研究探讨了电容投切后电气量变化，分析了电容充电回路振荡过程，还研究了隔直电容在电力系统保护中的作用。
关键词：变压器；电容隔直装置；关键技术；应用分析引言随着经济飞速发展，土地上的直流电污染源逐渐增多，导致交流变压器中性点叠加直流分量，产生直流偏磁现象变得愈发严重。
由于地电流倾向于沿着阻抗最小的路径流动，输电线路成为主要流通通道，同时直流电也会通过变压器中性点注入，并从另一站变压器中性点流出。
变压器铁芯饱和、励磁电流畸变可能会导致变压器直流偏磁，这是由直流电注入引起的。
此现象有可能造成变压器磁饱和、交流谐波增加，同时有较大的振动、噪声，严重影响了变压器及电力系统的安全稳定运行，例如变压器部件松动、绝缘老化、放电击穿等问题。
进一步而言，直流电流的另一个主要污染来源是换流站的接地极和轨道交通。
一、基本原理及装置构成1.基本原理当变压器中性点直流偏磁电流超出限制时，电容隔直装置会自主启动旁路电路，将电容器串联于变压器中性点和地网之间，利用电容器的隔直通交特性，成功避免直流电流进入交流系统。
为保障交流系统正常运行，应使用容量较小的阳性电容器，并在支路上采用旁路电子开关（例如昆特闻管）和机械开关建立电容器的旁路保护系统。
当交流系统发生三相不平衡故障时，将有可能在电容器两端产生高电压。
为防止电容器损坏，延长机械开关寿命，减少电容器放电电流对开关支路的冲击，当装置监测到电流或电压超过预设值时，设备会启用旁路电子开关导通并发出旁路机械开关闭合信号，确保交流系统电流正常流通并有效接地。
由于机械开关合闸速度较慢，相比晶闸管导通速度较慢，交流系统发生故障时，故障电流常常先通过旁路电子回路流向大地。
电厂变压器中性点电容型隔直装置接地应用
电厂变压器中性点电容型隔直装置接地应用发布时间：2022-11-08T05:18:14.268Z 来源：《福光技术》2022年22期作者：张智渊[导读] 在交流输电混合电厂，若直流输电电流流入变压器中性点，可能会直接产生变压器直流偏磁的情况。
整个电厂的电路因不对称引起振动和谐波等问题，最终影响变压器甚至整个电厂的正常运行[1]。
广东粤电新丰江发电有限责任公司广东河源 517000摘要：直流电流通过接地中性点流经变压器绕组，会导致整个电厂电路因不对称引起振动和谐波等问题，因此本文将电容型隔直装置安装至电厂中，对其接地应用效果展开研究。
隔直装置拥有两种运行状态，可以通过电厂波动的电流情况针对性处理，对电容器会起到更可靠的保护作用，保证高压直流输电的稳定性。
实验优化分析显示，加入隔直装置能承载更多的偏磁电流，说明中性点电容隔直装置起到了一定的优化作用。
关键词：电厂；变压器中性点电容；直流偏磁；隔直装置；中图分类号：TD52；TP391.9 文献标识码：A引言在交流输电混合电厂，若直流输电电流流入变压器中性点，可能会直接产生变压器直流偏磁的情况。
整个电厂的电路因不对称引起振动和谐波等问题，最终影响变压器甚至整个电厂的正常运行[1]。
直流输电系统建设初期的系统调试、直流输电系统设备故障或检修等原因，使得直流输电系统单极大地回线方式或双极不平衡方式运行几乎不可避免；而越来越多的直流输电系统投运使其发生的概率大大提高[2]。
当直流输电系统以单极大地回线方式或双极不平衡方式运行时，强大的直流电流通过接地极注入大地，经大地流到直流系统的另一端。
直流电流会在流经的大地路径上产生电位差，而交流输电系统通过中性点接地的变压器及输电线路与大地构成并联回路，可引起数十安的直流电流经交流系统传输[3]。
当直流电流通过接地的变压器中性点流经变压器绕组，将引起变压器磁路直流偏磁，导致铁心的半波饱和，从而产生谐波，引起振动和噪声、过热等问题，严重时可引起变压器的损坏；谐波还可能引起电容电抗器组的谐振损坏、引起保护误动等问题。
变压器电容隔直装置关键技术及应用分析
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变压器电容隔直装置关键技术及应用分析
电工电气 (2019 No.9)
流注入型故障率较大和维护成本较高，应用较少。 本文主要介绍了电容隔直装置的基本原理和装
置组成，系统阐述了隔直电容投切控制逻辑与运行 模式，结合实际采集数据分析了电容投切前后的电 气量变化，并对隔直电容应用对电网保护的影响进 行了研究。
路流通，电网输电线路自然成为其良好通路，直流 电流周期波动、持续时间长。
电流从一站变压器中性点流入，通过输电线路从另
目前变压器直流偏磁抑制装置主要分为电容隔
一站的变压器中性点流出。直流电流的注入使得变 直型、电阻限流型和反向电流注入型。电容隔直型
压器铁芯饱和、励磁电流畸变，出现变压器直流偏 装置的优点是能完全隔绝直流电流、具有较低的阻
0 引言
培的直流电流。其特点为直流电流大、电流稳定、
持续时间短。
随着经济的发展，大地中的直流电流污染源数
2) 对于使用直流电驱动的轨道交通，如果回
量呈递增趋势，其导致的变压器直流偏磁现象日趋 流钢轨绝缘降低，将向大地注入上百安培的直流杂
严重。由于大地中直流电流总是选择阻抗最小的回 散电流，其特点是直流电流小 ( 相对换流站而言 )、
1 基本原理与装置组成
1.1 基本原理 变压器中性点电容隔直装置在检测到变压器中
性点直流偏磁电流超过限值并达到时限时，会自动 打开旁路机械开关，将电容器串入变压器中性点与 地网之间，利用电容“隔直 ( 流 ) 通交 ( 流 )”的 特点，有效隔断流过变压器中性线的直流电流。
关键词：变压器；直流偏磁；电容隔直；控制逻辑 中图分类号：TM403.5 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2019)09-0012-06
220kV变电站电容隔直装置及其运行操作概述
220kV变电站电容隔直装置及其运行操作概述安徽正广电公司技术专员在变电站现场对隔直装置进行技术服务时，发现很多变电站的运维人员对隔直装置比较陌生，运维人员都会问技术专员两个问题：1、隔直装置接入系统时送电的操作步骤；2、装置已接入系统运行，主变切换隔直装置的操作步骤及装置已接入系统运行，装置检修或其他原因需要退出系统时的操作步骤。
”因此，小编现在对此问题进行详解：一、电容隔直装置结构及接线方式由安徽正广电公司研发的隔直装置属于电容型隔直，隔直装置主要由电容器、高速旁路开关和氧化锌阀片并联而成，另外还配备两把电动刀闸。
隔直装置串接于变压器中性点与大地之间。
装置还包括直流电流互感器（霍尔元件）、交流电流互感器，隔离变压器、隔直控制器、数字控制器远程监控计算机等重要部件。
隔直装置的接线方式一般有两种，主要是根据变电站内主变的台数来决定隔直装置的接线方式。
主要有:1、一台变压器用一台隔直装置（如图1所示）；2、两台变压器共用一台隔直装置（如图2所示）。
图1：一主变一隔直接线方式图2：两主变一隔直接线方式二、电容隔直装置功能（1）变压器中性点装设电容隔直装置后，在没有直流电流流经变压器中性点时，快速开关闭合，中性点处于直接接地状态；（2）当中性点直流电流超标时，快速开关打开，中性点处于电容器接地状态（电容器的阻抗为0.1欧姆，对继电保护的影响很小，不会影响系统已投运继电保护的正确动作），起到阻隔直流电流的作用，隔直柜为隔直工况；（3）当中性点直流消失，快速开关再合闸，中性点重新变为直接接地状态。
在装置处于隔直工况下，当系统发生单相接地不对称短路时，短路电流流经隔直电容C，使得隔直电容上的电压迅速上升，触发氧化锌FR导通，并限制电容两端的电压，起到保护隔直电容器的作用，当短路电流变化到第一个过零点时刻，具有相控技术的高速智能旁路开关合闸，将短路电流分流到开关里，起到保护氧化锌的作用。
三、运行操作概述隔直装置投入运行后的停送电操作有别于常规设备的电气倒闸操作，根据220kV电压等级电网的系统运行要求，电容隔直装置的操作也要保证至少一台主变的中性点直接接地。
220kV布基站电容隔直装置概述及其运行操作指引
220kV布基站电容隔直装置概述及其运行操作指引【摘要】当以肇庆换流站为落点的直流输电系统单极大地方式运行时，在直流接地极附近就有直流电流从地中经直接接地的中性点流入交流变压器中。
为了抑制该直流电流，220kV布基变电站#1、#2主变变高中性点上加装了肇庆电网首套电容隔直装置，该装置可以有效抑制和消除流入主变中性点的直流电流。
该装置的停送电操作有别于常规设备的电气倒闸操作，故制定了运行操作指引。
【关键词】直流电流；变压器；电容隔直装置；运行操作指引1.引言肇庆换流站是西电东送直流超高压输电系统的落脚点，在换流站的接地极附近有直流电位，该电位由注入直流电流的大小和该处的土壤电阻率决定。
当直流输电系统采用单极大地返回方式运行时，注入电流就是直流输送电流，而土壤电阻率越高，电位也越高，影响范围也就越广。
直流接地极的高电位也作用在交流变电站的接地点上，使中性点接地的变压器中流过直流电流，从而引起变压器发生直流偏磁。
随着单极大地返回方式直流输送功率的增加，某些流过较大直流分量的变压器可能会发生磁饱和，导致系统正常运行时这些变压器上将会出现振动加剧、噪声增大、局部过热等问题，既影响变压器本身的安全，也会影响电网的正常运行。
目前，变压器中性点直流电流的抑制措施以下三种：变压器中性点串联电阻接地、交流输电线串联电容和变压器中性点串联电容接地。
220kV布基站安装的电容隔直装置采用的是变压器中性点串联电容接地的抑制措施，本文针对本站安装的电容隔直装置进行简单介绍，并制定了运行操作指引，供现场运行参考。
2.装置结构电容隔直装置主要由电容器、机械旁路开关和一对反并联晶闸管并联而成，经过中性点隔直接地刀闸连接于变压器变高中性点和地之间，装置中还包括直流电流互感器、交流电流互感器，交流电压互感器、数字控制器远程监控计算机等重要部件。
结构图如下所示。
3.装置功能变压器中性点装设电容隔直装置后，在没有直流电流流经变压器中性点时，机械旁路开关为合上位置，当装置检测到流经变压器中性点的直流电流超过限值时，机械旁路开关转为断开位置，使电容器投入，起到阻隔直流电流的作用。
变压器中性点增加电容隔直装置对其继电保护的影响研究
96 EPEM 2020.5电力安全Power Security目前，中国南方电网已形成“八交八直”西电东送大通道，广东电网通过八条±500kV 与±800kV 直流输电线路与中西部电网互联。
“十三五”期间西电东送将规划建设形成“八交十一直”通道，广东电网将汇聚更多的直流落点[1-3]。
作为高压直流密集落点的受端电网如广东电网等实际运行中发现，当高压直流输电系统采用大地作为其中之一回路的单极运行方式时，直流落点附近中性点直接接地的变压器出现噪声增大、温升增加、振动加剧等现象，电网运行中还发现，当城市轨道交通系统运营时，近区变压器也有类似现象发生，对变压器的正常运行与电网安全产生严重影响[4-6]。
为减小直流单极大地运行方式与城市轨道交通运营对直流落点附近与城市轨道交通沿线附近变压器运行的冲击，除考虑接地极与极址对电网直流偏磁的影响外，理论上大致有三种抑制变压器直流偏磁的解决方案：一是利用反向电源产生反向磁通以抵消直流，二是加装中性点阻隔装置NBD （Neutral Blocking Device ）以抑制直流，三是采取分流措施以削减直流。
目前国内外广泛采用在变压器中性点安装隔直装置的方案以抑制直流偏磁的影响[4]。
1 直流偏磁限制措施1.1 直流偏磁相关标准与规定中国电力行业标准DL437－2012《高压直流接变压器中性点增加电容隔直装置 对其继电保护的影响研究广东水利电力职业技术学院 王 敏摘要：通过解析分析与数值计算方法对隔直电容接入后对相关变压器继电保护的影响机理进行研究，基本结论是220kV变压器零序过电流保护与中性点零序方向过电流保护的灵敏性均将提高、且提高的幅度与隔直电容的工频阻抗值正相关，该结论已在广东电网获得实际应用。
关键词：高压直流；直流偏磁；中性点阻隔装置；电容隔直；变压器继电保护；零序过电流保护地极技术导则》规定：通过变压器绕组中直流电流不大于额定电流的0.7%。
220kV变压器变压器中性点间隙保护问题探究75
220kV变压器变压器中性点间隙保护问题探究摘要：现有的220 kV变压器,中性点一般装有棒-棒间隙,其间隙间的距离取多少为合理,并如何与零序过流保护及过压保护配合,是当前运行单位易忽略的问题。
本文根据电压相量分析得出变压器实际运行时中性点零序电压的取值范围，阐述了继电保护间隙保护定值整定原则，论述了变压器中性点间隙距离的选择。
关键词：220kV变压器；过电压保护；中性点间隙距离在220kV变压器运行中,必须做到中性点的接地保护,而在确定接地方式时,就必须对中性点的保护间隙进行科学的选择。
鉴于目前运行的变压器中性点保护间隙存在设计不合理,维护量大,缺陷较多等问题。
为达到保护变压器的目的，应根据有关规程,结合现场实际情况,选择合适的间隙距离、间隙过电压保护定值及实现两者的协调配合是非常必要的。
1.中性点零序电压相量分析在220kV中性点接地系统中，正常运行情况，电压向量图如图1所示。
零序电压3U0为 3U0=UA+UB+UC=0（1）式中，UA为系统A相相电压；UB为系统B相相电压；UC为系统C相相电压。
图4棒-棒间隙的冲击（1.5/40s）50%放电电压和间隙距离的关系4.结论总之，通过继电保护、中性点间隙保护和中性点保护间隙的配合，能够保障变压器安全稳定运行。
对于实际运行的变压器，变压器间隙保护电压定值应根据系统零序阻抗X0与X1的比值K进行整定，并根据年度运行方式对变压器间隙保护电压定值进行校核，避免或减少在系统发生单相接地时变压器中性点间隙保护误动作和中性点间隙频繁击穿。
对新安装变压器考虑海拔高度和空气湿度的影响，两根棒间隙安装位置水平且在一条轴线上，应对中性点间隙距离进行试验，验证间隙距离整定的正确性及间隙距离安装的工艺水平，以满足安全稳定运行要求。
参考文献：[1]朱朝阳.变压器中性点间隙保护装置实践[J].环球市场信息导报, 2014(11).[2]黄金鹏,郭爱军.变压器中性点保护间隙的安装与配置[J].江西水利科技, 2006, 32(2):115-118.[3]戴何笠,刘能,王旭等.变压器中性点并联保护间隙距离确定方法研究[J].电瓷避雷器,2017(3):147-152.[4]杨忠礼,李家鹏.新型变压器中性点保护间隙装置研制[C]//中国电机工程学会青年学术会议. 2008.。
探讨隔直装置运行原理和操作注意事项
探讨隔直装置运行原理和操作注意事项发布时间：2021-01-15T03:30:11.182Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第23期作者：黎才添黄笑媚[导读] 隔直装置利用电容器通交隔直的特性，接入变压器中性点可以有效地阻断流过变压器中性点的直流电流，同时对交流系统的运行不产生任何影响。
东莞供电局 523000摘要：目前随着直流系统应用越来越广泛，直流分量对交流主变影响越来越大，需要在主变中性点处增加隔直装置，保护主变的安全运行，避免主变出现绝缘垫块松脱;铁芯局部发生过热的现象，本文从隔直装置的基本原理和操作原则等方面介绍了隔直装置在运行中的注意事项，运行人员需要多多总结经验，提高隔直装置的运维水平。
关键词：隔直装置；基本原理；操作原则随着人民生活水平提高，客户对于用电的安全性和稳定性提出很高的要求，电力设备在运行过程中容易产生噪音，要查明噪音产生的原因，及时制定对策，其中有一种噪音是主变由于磁饱和产生，在交直流混合输电过程中，当直流输电单极大地回线运行或者双极不平衡方式时，大地极电流一部分通过变压器中性点流入交流系统，对交流输电系统产生一定的影响。
当大地极直流流入变压器中性点，使变压器中性点叠加直流分量后产生磁偏，造成磁饱和。
主变容易产生谐波、振动、噪声。
影响了变压器及交流系统的安全稳定运行。
1隔直装置动作基本原理隔直装置利用电容器通交隔直的特性，接入变压器中性点可以有效地阻断流过变压器中性点的直流电流，同时对交流系统的运行不产生任何影响。
能够解决交直流混合供电系统中，直流单极大地运行时对交流系统的影响问题。
在现场应用中，常规220kV变电站一般两段母线，四台主变，当两段母线并列运行时，只需要一台主变的中性点接地；当两段母线分列运行时，#1主变#3主变挂一母、#2主变#4主变挂二母，或者#1主变挂一母、#2主变#3主变#4主变挂二母，这时主变中性点接地需要一段母线有一个中性点接地，所以220kV常规站中一般配置两台隔直装置，能够满足日常隔直需求，常见配置为#1主变#3主变通过隔直刀闸共用一台隔直装置、#2主变#4主变共用一台隔直装置。
220kV变电站中性点接地方案探讨
220kV变电站中性点接地方案探讨
陈静萍;徐勇为;杨玉洁
【期刊名称】《盐业与化工》
【年(卷),期】2016(045)004
【摘要】通过对中盐220 kV变电站运行情况的分析,针对目前接地方式的弊端及可能产生的后果,对各种接地方式进行探讨.结合中盐220 kV变电站接线及运行方式对采用中性点经电阻接地方案进行可行性论证,制定具体实施方案,预测改造后的预期效果.
【总页数】4页(P51-54)
【作者】陈静萍;徐勇为;杨玉洁
【作者单位】中盐吉兰泰盐化集团有限公司,内蒙古阿拉善750336;阿拉善经济开发区综合医院,内蒙古阿拉善750336;中盐吉兰泰盐化集团有限公司,内蒙古阿拉善750336
【正文语种】中文
【中图分类】TM63
【相关文献】
1.关于沙德格220kV变电站主变中性点接地方式的探讨 [J], 萨仁高娃;冯国柱
2.10 kV配电网中性点经电阻接地方案的探讨 [J], 豆书亮;殷莎;王磊
3.城市轨道交通配电变低压侧中性点接地方案探讨 [J], SHEN Jinsuo
4.500kV变压器中性点接地方式的改良方案探讨 [J], 唐龙城;谢旭琛;邓月辉;肖伟
强;郭磊
5.中性点经小电阻接地系统接地保护方案探讨 [J], 蒋心泽[1];徐永生[2]
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探讨220kV变压器中性点电容型隔直装置技术及优化配置化配置
探讨220kV变压器中性点电容型隔直装置技术及优化配置化配置摘要：高压直流输电技术在远距离、大容量、多区域电力供应的过程中，发挥着越来越重要的作用。
基于此，本文首先介绍了220kV变压器中性点电容型隔直装置的技术原理，其次分析了当前220kV变压器应用过程中出现的问题，最后针对这些问题,提出优化220kV变压器中性点电容型隔直装置配置的对策，以提高变电站运行的安全性。
关键词：220kV变压器；中性点电容隔直装置引言:变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置。
变压器中性点电容型隔直装置，是保障变压器安全运行的重要装置。
其主要组成部分有：电容器组、旁路并联开关、电抗装置、反向并联晶闸管、触发装置、交流电感应器DCCT1、直流电感应装置DCCT2、直流电压转换器PT1、PT2，交流电流互感器ACCT等。
一、220kV变压器中性点电容型隔直装置技术中性点电容型隔直装置，如图1所示，利用“电容器”的隔离作用，将通过220kV变压器的交流电与直流电分开。
220kV变压器中性点电容的接入，能够将通过变压器中性点的直流电消除，并能保障交流电在220kV变压器中性点的正常通行。
在变电系统运行良好时，220kV变压器中性点直接接地，即电容器的装置方式为——与220kV变压器中性点开关旁路并联，如图2所示。
如果变电系统运行出现异常，有直流电通过220kV变压器中性点，电容器就会自动接入中性点。
如果异常情况比较严重，发生短路、雷击、打火等现象，电容器会迅速接入旁路，使发生故障的电流绕过220kV变压器，通过旁路保护装置直接接地。
图1 220kV变压器图2 变压器中性点接地装置二、220kV变压器中性点电容型隔直装置运行中存在的问题第一，单极大地回路运行问题。
直流电与交流电分流异常，侵入220kV变压器，就会导致220kV变压器磁通信偏向时间轴一侧，产生偏磁现象。
直流电流在通过中性点电容型隔直装置时，单极大地回路运行故障，会导致接地220kV变压器中性点产生电位差。
220kV变压器中性点间隙保护问题探究
220kV变压器中性点间隙保护问题探究摘要：对于电力系统中110kV及以上电压等级的中性点直接接地系统，中性点直接接地数目，直接影响整个网络零序电流的大小和分布，进而影响零序过流保护的适应性和整定计算。
一般双主变或多主变并列运行的变电站，为保证系统为直接接地系统，其中1台主变中性点直接接地运行，其余主变中性点经间隙接地运行。
变电运维人员通常根据调度指令对主变中性点接地方式进行切换倒闸操作。
并同时需要对主变中性点零序、间隙保护投压板进行投退，跟随中性点接地运行方式进行中性点零序、间隙保护的切换。
基于此，本篇文章对220kV变压器中性点间隙保护问题进行研究，以供参考。
关键词：220kV；变压器；中性点；间隙保护问题引言直流输电系统以大地回线方式运行时，易导致交流变压器中性点直流电流过大，发生直流偏磁，因此一般需在变压器中性点加装中性点隔直装置，保证交流变压器的可靠运行。
本文对某电厂在220kV变压器中性点隔直装置保护间隙发生的误击穿现象进行故障分析与研究，并提出相应的解决措施。
1主变零序保护、间隙保护原理对于直接接地系统内的变压器，当变压器中性点直接接地时，零序电流保护作为接地短路故障的后备保护；当中性点经间隙接地时，间隙保护作为接地故障的后备保护。
放电间隙击穿后产生的间隙电流I0和在接地故障时在故障母线TV 的开口三角绕组两端产生的零序电压U0构成"或"逻辑，组成间隙保护，即间隙保护包括间隙电流保护和间隙电压保护220kV直接接地系统中母线电压互感器变压比为220/姨3/0.1/姨3/0.1，间隙保护动作电流通常整定为100A，间隙保护动作电压通常整定为180V。
原理如图1所示。
2引起中性点隔直装置间隙击穿原因分析变压器空载合闸后的三相励磁涌流和三相电压不对称，使得变压器中性点流过高幅值、高频率的励磁涌流，并产生高幅值的暂态过电压。
即使变压器中性点通过隔直装置的旁路开关直接接地，由于变压器中性点与隔直装置之间、隔直装置与变电站接地网之间的连接电缆较长，且隔直装置内部组件之间的连接导体存在寄生电感，具有瞬变特性的电流流经该电感，会在变压器隔直装置电容器及保护间隙两端产生高幅值的暂态过电压，从而使得中性点隔直装置的保护间隙发生击穿现象。
220kV变压器中性点隔直技术的研究与应用
文章编号：１００４－２８９Ｘ（２０２０）０６－００７１－０５２２０ｋＶ变压器中性点隔直技术的研究与应用陈伟明，李新海，曾令诚，黄日泉，曾新雄，闫超，温云龙（广东电网有限责任公司中山供电局，广东 中山 ５２８４００）摘 要：直流输电系统单极大地回线方式或双极不平衡运行时电网内中性点直接接地运行的变压器产生直流偏磁，影响变压器及系统稳定运行。
针对以往中性点隔直技术的不足，研究了采用双向可控硅配合快速旁路开关保护电容的电容隔直装置及其控制投退策略，通过２２０ｋＶ德隆站应用实例分析，验证该装置的实用有效性。
关键词：变压器；直流偏磁；双向可控硅；电容隔直。
中图分类号：ＴＭ４１ 文献标识码：ＢＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆ２２０ｋＶＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒＮｅｕｔｒａｌＰｏｉｎｔＤＣＢｌｏｃｋｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣＨＥＮＷｅｉ ｍｉｎｇ，ＬＩＸｉｎ ｈａｉ，ＺＥＮＧＬｉｎｇ ｃｈｅｎｇ，ＨＵＡＮＧＲｉ ｑｕａｎ，ＺＥＮＧＸｉｎ ｘｉｏｎｇ，ＹＡＮＣｈａｏ，ＷＥＮＹｕｎ ｌｏｎｇ（ＺｈｏｎｇｓｈａｎＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＢｕｒｅａｕｏｆＧｕａｎｇｄｏｎｇＰｏｗｅｒＧｒｉｄＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｚｈｏｎｇｓｈａｎ５２８４００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＷｈｅｎｔｈｅＤＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｉｎｕｎｉｐｏｌａｒｇｒｏｕｎｄｒｅｔｕｒｎｍｏｄｅｏｒｂｉｐｏｌａｒｕｎｂａｌａｎｃｅｄｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｔｈａｔｏｐｅｒａｔｅｓｄｉｒｅｃｔｌｙｆｒｏｍｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｎｅｕｔｒａｌｐｏｉｎｔｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｇｒｉｄｇｅｎｅｒａｔｅｓＤＣｂｉａｓ，ｗｈｉｃｈａｆ ｆｅｃｔｓｔｈｅｓｔａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒａｎｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．ＩｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓｎｅｕｔｒａｌｐｏｉｎｔＤＣｂｌｏｃｋｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｃａｐａｃｉｔｏｒＤＣｂｌｏｃｋｉｎｇｄｅｖｉｃｅｕｓｉｎｇｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｔｈｙｒｉｓｔｏｒａｎｄｆａｓｔｉｎｓｅｒｔｉｏｎｏｆｓｗｉｔｃｈｐｒｏ ｔｅｃｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｏｒａｎｄｉｔｓｃｏｎｔｒｏｌｓｗｉｔｃｈｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆ２２０ｋＶＤｅｌｏｎｇｓｔａｔｉｏｎｗａｓａｎａ ｌｙｚｅｄｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｄｅｖｉｃｅＥｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ＤＣｂｉａｓ；ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｔｈｙｒｉｓｔｏｒ；ｃａｐａｃｉｔｏｒＤＣｂｌｏｃｋｉｎｇ１ 引言随着国家东西部经济与能源结构的不平衡发展，为实现能源的综合利用，西电东送工程逐步实施，高压直流输电（ＨＶＤＣ）因能够稳定地远距离输送电能而得到迅猛发展。
220千伏变压器过电压中性点保护方式的改进
220千伏变压器过电压中性点保护方式的改进摘要：在发电公司中，变压器是重要的机器，其可靠性直接关系到发电厂供电系统运行的稳定性，220kV变电站中,为限制单相短路电流,防止对变电站通讯干扰以及对继电保护整定配置的要求,变电站中部分变压器采用中性点不接地运行方式。
在这种运行方式下,由于雷击、单相接地短路故障等会造成中性点过电压,对中性点的绝缘构成威胁,因此必须对其引入保护设备防止故障产生。
长期以来,由于变压器中性点保护装置日趋完善,中性点出现故障的概率日趋减少,然而中性点过电压保护在整个电网运行中是不可忽略的重要组成部分,如果重视不够,就可能给整个电网带来严重事故。
按规范GB1094-71和JB501-64对变压器的关键词：220千伏；变压器过电压；中性点保护1220千伏主变压器的中性点概述主变压器中性点是三相绕组连接在一起的一个点，在变压器正常运行过程中中性点对地电位为零。
为了避免变压器运行过程中过电压对其绝缘带来破坏，需要对中性点进行接地处理，这样不仅可以防止操作过程中过电压对绝缘带来不利影响，而且能够保证中性点保持良好的绝缘效果。
对于一些一些大电流接地系统中，也存在部分变压器中性点不接地的情况，以此来起到对单相接地短路电流限制的重要作用。
但在通常情况下，在对变压器中性点接地数据和位置进行设计时，都会以变压器绝缘安全、降低短路电流及继电保护可靠动作等要求作为设计的主要依据。
特别是对空载变压器切合时，当电变压器中性点直接接地，即使运行中断路器出现三相不同动作或是非对称开端等现象，也能够有效的避免过电压导致的电路事故发生。
因此通过正确对变压器中性点接地倒闸操作，可以有效的防范切合空载变压器操作过电压而导致的危害。
2中性点过电压情况2.1中性点过电压种类及保护方式变压器中性点过电压能够分为三种方法：雷电过电压、单相接地故障所引起的过电压以及断路器非全相分合闸所引起的过电压。
变压器中性点维护首先有间隙、避雷器以及避雷器并联放电空隙三种方法。
220kV变压器中性点隔直技术的研究与应用
220kV变压器中性点隔直技术的研究与应用摘要：随着直流输电线路的大规模使用，电网中交直流并存，而直流输电会对交流变压器产生较大影响，干扰其正常运行。
为此，本文阐述了特高压直流输电系统对某电厂的影响，阐述了220kV变压器中性点隔离装置后的具体效果希望能为相关人员提供参考。
关键词：变压器；20kV变压器中性点隔直装置；参数设定前言为了解决我国电力短缺的问题，我们提出了电力发展的战略目标，而直流输电在这一时期扮演着重要的角色。
与交流输电相比，直流输电具有传输容量大、传输距离远、并网方便等优点。
但是，超高压直流传输产生的电位差会造成变压器直流偏置，严重影响变压器的运行。
某电厂的位置靠近一段特高压直流输电线路的终点站，考虑到直流输电线路对变压器中心设备的损害，该厂于直流输电工程调试期间，在输电线路双极、单极和不同输送功率的运行方式下，对厂内的4台220kV主变压器进行监测，监测参数包括噪音、振动、直流电流等，实测显示偏磁电流已超12A的限制要求。
一、220kV变压器中性点隔直装置构成和基本原理（一）220kV变压器中性点隔直装置的构成为了避免特高压直流输电的时候导致变压器出现直流偏磁现象，对变压器造成严重影响，该厂在4台主变和1台备变的中性点各安装了1套变压器隔直装置，下图为变压器隔直装置原理图。
从上图可以看出，变压器中性点隔直装置位于地面与变压器中性点中间，本身由晶闸管SCR、电容器以及机械旁路开关K3并联组成。
一般情况下，K3处于闭合状态，变压器中性点经其直接接地。
当变压器中性点直流电流超过上限值时，由直流闭锁装置检测。
此时，K3将自动断开，电容器C将阻断直流电流。
因为电容器工频阻抗足够小，所以交流系统依然能够实现有效接地，并且保证交流电流在变压器中的顺利流通。
当循环交流电流超过限值时，SCR则会被快速导通，这就导致K3进入闭合状态，及时保护电容器C，保证变压器中性点顺利接地。
（二）220kV变压器中性点隔直装置的基本原理电容器直流隔离装置的基本原理是通过控制旁路开关K3的分合来控制电容器C的投入和切除，从而实现对直流电流的抑制。
220kV变压器中性点经隔直装置和限流电抗器接地应用
220kV变压器中性点经隔直装置和限流电抗器接地应用刘起钟;魏巍;张剑平;严天元;孙鹏程【摘要】In order to ensure the safe operation of main transformer , Sichuan Luzhou Chuannan Power Generation Co .Ltd in-stalls neutral DC current blocking device ( NCBD ) and current limiting reactor in neutral point of 220 kV main transformer to significantly reduce the single -phase fault current when occurring single -phase earth fault in high -voltage side of main transformer, and suppress the DC current flowing through neutral point of main transformer when the nearby HVDC transmis -sion lines is not in symmetry operating mode .The simulation calculation and analysis show that the influence on line protec-tion, main transformer protection and generator protection are not obvious after installing NCBD and current -limiting reactor in neutral point of 220 kV main transformer .%为确保主变压器的安全运行,四川泸州川南发电有限责任公司在220 kV主变压器中性点加装隔直装置和限流电抗器,以大幅减小单相接地故障时流过主变压器的故障电流,并抑制近区直流输电线路不对称方式运行时流过主变压器中性点的直流电流,经过仿真计算分析,加装隔直装置和限流电抗器后对线路保护、主变压器保护、发电机保护均不会造成较大影响.【期刊名称】《四川电力技术》【年(卷),期】2015(038)005【总页数】4页(P67-70)【关键词】主变压器;中性点;隔直装置;限流电抗器【作者】刘起钟;魏巍;张剑平;严天元;孙鹏程【作者单位】四川泸州川南发电有限责任公司四川泸州 646007;国网四川省电力公司电力科学研究院,四川成都 610072;四川泸州川南发电有限责任公司四川泸州646007;四川泸州川南发电有限责任公司四川泸州 646007;四川泸州川南发电有限责任公司四川泸州 646007【正文语种】中文【中图分类】TM471220 kV变压器中性点经隔直装置和限流电抗器接地应用刘起钟1，魏巍2，张剑平1，严天元1，孙鹏程1(1.四川泸州川南发电有限责任公司四川泸州646007; 2.国网四川省电力公司电力科学研究院，四川成都610072)摘要:为确保主变压器的安全运行，四川泸州川南发电有限责任公司在220 kV 主变压器中性点加装隔直装置和限流电抗器，以大幅减小单相接地故障时流过主变压器的故障电流，并抑制近区直流输电线路不对称方式运行时流过主变压器中性点的直流电流，经过仿真计算分析，加装隔直装置和限流电抗器后对线路保护、主变压器保护、发电机保护均不会造成较大影响。
变压器隔直装置动作合理性分析及优化
变压器隔直装置动作合理性分析及优化
崔娜;严建成;季周盈
【期刊名称】《电气技术与经济》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】直流输电在双极不平衡及单极大地回线的运行方式下,对临近的交流变压器造成较大的影响。
宾金特高压直流输电线路正式投运后,就近电厂、变电站采取配置变压器隔直装置的措施来抑制直流偏磁,本文详细介绍了金华某厂变压器电容型隔直装置在运行中异常现象及优化措施。
【总页数】3页(P184-186)
【作者】崔娜;严建成;季周盈
【作者单位】浙江浙能兰溪发电有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM4
【相关文献】
1.±500 kV换流变压器电容隔直装置保护动作分析
2.变压器中性点电容型隔直装置的优化配置
3.两起变压器电容隔直装置缺陷问题分析
4.500kV变压器电容隔直装置存在的问题分析及改进
5.变压器隔直装置应用及问题分析
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探讨220kV变压器中性点电容型隔直装置技术及优化配置化配置
发表时间：2019-05-09T17:02:11.627Z 来源：《基层建设》2019年第5期作者：聂宇欢
[导读] 摘要：高压直流输电技术在远距离、大容量、多区域电力供应的过程中，发挥着越来越重要的作用。
韶关市关山工程建设集团有限公司广东省韶关市 512029
摘要：高压直流输电技术在远距离、大容量、多区域电力供应的过程中，发挥着越来越重要的作用。
基于此，本文首先介绍了220kV 变压器中性点电容型隔直装置的技术原理，其次分析了当前220kV变压器应用过程中出现的问题，最后针对这些问题,提出优化220kV变压器中性点电容型隔直装置配置的对策，以提高变电站运行的安全性。
关键词：220kV变压器；中性点电容隔直装置
引言:变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置。
变压器中性点电容型隔直装置，是保障变压器安全运行的重要装置。
其主要组成部分有：电容器组、旁路并联开关、电抗装置、反向并联晶闸管、触发装置、交流电感应器DCCT1、直流电感应装置DCCT2、直流电压转换器PT1、PT2，交流电流互感器ACCT等。
一、220kV变压器中性点电容型隔直装置技术
中性点电容型隔直装置，如图1所示，利用“电容器”的隔离作用，将通过220kV变压器的交流电与直流电分开。
220kV变压器中性点电容的接入，能够将通过变压器中性点的直流电消除，并能保障交流电在220kV变压器中性点的正常通行。
在变电系统运行良好时，220kV变压器中性点直接接地，即电容器的装置方式为——与220kV变压器中性点开关旁路并联，如图2所示。
如果变电系统运行出现异常，有直流电通过220kV变压器中性点，电容器就会自动接入中性点。
如果异常情况比较严重，发生短路、雷击、打火等现象，电容器会迅速接入旁路，使发生故障的电流绕过220kV变压器，通过旁路保护装置直接接地。
图1 220kV变压器图2 变压器中性点接地装置
二、220kV变压器中性点电容型隔直装置运行中存在的问题
第一，单极大地回路运行问题。
直流电与交流电分流异常，侵入220kV变压器，就会导致220kV变压器磁通信偏向时间轴一侧，产生偏磁现象。
直流电流在通过中性点电容型隔直装置时，单极大地回路运行故障，会导致接地220kV变压器中性点产生电位差。
第二，中性点过电压问题。
大部分220kV变压器都在过饱和的状态下运行，直流电进入220kV变压器，会导致220kV变压器的铁芯磁化曲率上升，使得220kV变压器饱和现象加剧，内部温度显著上升，噪声加剧，运行稳定性下降。
这对220kV变压器金属部件的使用寿命损害极大。
三、优化220kV变压器中性点电容型隔直装置配置的方式
（一）设计方案
从上文叙述可知，避免直流电进入220kV变压器，是中性点电容型隔直装置配置的主要目的。
220kV变压器中性点电容型隔直装置的优化，就是要在现有运行状况的基础上，对隔离装置运行状况进行监测，自动调整电容装置连接方式，在不同的电流电阻环境下，选择最适合的接地方式，将进入220kV变压器的直流电控制在最小的范围内，以减少HDC直流输电系统单极运行时，对220kV变压器的影响。
因而，要想优化220kV变压器中性点电容型隔直装置，就要建立变压器中性点直流电流的等效电路，优化电容“非通即阻”混合整数规划的流程算法，利用智能温度检测设备与电流电控设备，执行流程算法的最优结果，提高220kV变压器中性点电容型隔直装置运行的智能性与准确性。
（二）仿真实验过程
本文选取A、B、C、D、E五个地区的变电站，作为实验观测样本，分别对样本变电站的中性点电流（I1）、装置投入优化后的中性点电流（I2）进行观测。
观测结果如下：
表1 仿真实验结果观测表
注释：观测结果中的电流方向，以大地流向变压器为正方向
（三）数据分析
从观测数据可以看出，安装220kV变压器中性点电容型隔直装置的变电站，在加装智能控温设备与电流电控设备，执行流程算法的最优结果之后，观测到进入变压器的直电流约为0，下降比例为100%。
证明该优化设计方案执行有效。
从数值上看，直流电下降非常明显，无论是正向电流还是负向电流，基本都被电容型隔直装置有效隔离。
装置优化后的安装220kV变压器，基本不存在电流偏磁现象。
研究人员在进一步对观测结果进行分析时发现，变电站A在执行优化方案之后，检测到的中性点电流（I2）为0.02。
研究人员调查该变压器检修记录发现，A站的220kV变压器稳定性较差，经过多次维修之后仍有振动现象。
因而，工作人员可以尝试对变压器进行垫片加固，
降低稳定性问题对电容型隔直装置的影响。
变电站B在执行优化方案之后，检测到的中性点电流（I2）为0.01。
经实地调查走访发现，这种现象是由当地超高温的天气情况导致的。
因而，在后续优化装置方案的升级过程中，可以尝试提高智能控温系统的控制效果，以更好的解决直流偏磁问题。
（四）优化建议
1、优化数学模型
220kV变压器中性点电容型隔直装置技术的优化问题，实质上是“0-1”混合整数规划的“非通即阻”问题。
从本次优化实验可知，简化电路模型，优化电流分布方式，优化换流站与变电站之间的等效抗阻，是提升220kV变压器中性点电容型隔直装置效果的有效方式。
2、优化算法流程
工作人员可以采用遗传算法、粒子群算法，处理新建数学模型中，“0-1”离散二进制规划问题。
将220kV变压器中性点电容型隔直装置中，直流电粒子速度迭代过程，加入遗传算法中的交叉变异过程，以求得最优解。
结论：综上所述，220kV变压器中性点电容型隔直装置技术的优化，能够有效解决直流偏磁现象，显著提升变压器运行的稳定性，提升变电站的安全系数。
从本文的分析可知，探讨变压器中性点电容型隔直装置技术及优化配置，有助于我们更好的分析当前中性点电容型隔直装置中存在的问题，多角度、多层次的进行技术优化与配置升级。
因而，我们要加强相关研究实验，保障变电站的安全。
参考文献：
[1]刘顺强.隔直装置“自动控制闭锁”逻辑的分析探讨[J].黑龙江科技信息,2016(17):49.
[2]冯正伟,汪铭峰,金春山.电容型隔直装置对电网设备及线路保护的影响分析[J].东北电力技术,2015,36(08):27-31.。