220kV不接地变压器中性点绝缘保护研究.pdf

2 0 0 9 年 第9 期 东北 电力技术 3 3 2 2 0 k v不接地变压器中性点绝缘保护研究 s t u d y o n ne u t r a l p o i n t p r o t e c t i o n wi t h o u t gr o u n d i n g f o r 2 2 0 k v t r a n s f o r me r 阎寒冬 ，赵义松 ，于在明 ( 1 国电电力大连庄河发电有限责任公司，辽宁 大连1 1 6 4 3 1 ； 2 东北电力科学研究院有限公司，辽宁 沈阳 1 1 0 0 0 6 ) 摘要：电力系统内一部分 2 2 0 k v变压器的中性点不接地，运行时中性点会受到大气过电压和工频过电压的作用 ，中性点绝 缘需要加以保护。针对采用无间隙金属氧化物避雷器 ( mo a)与棒间隙并联保护变压器中性点的方式进行了研究，并验证 了该保护方式的可行性。 关键词 ：变压器 ；中性点 ；mo a；棒间隙 中图分类号t m 4 1 ；t m8 6 文献标识码b 文章编号 1 0 0 4 7 9 1 3( 2 0 0 9 )0 9 0 0 3 3 0 2 由于系统稳定、继电保护和通信的要求及开关 短路容量的限制 ，我 国电力系统 中部分 2 2 0 k v变 压器的中性点为不接地运行。这些变压器在运行时 中性点会受到大气过电压和工频过电压的作用，其 绝缘需要加以保护 。 2 0世纪 8 0 年代前，不接地运行变压器中性点 绝缘保护方式有两种： 第一种为普通阀型避雷器与 棒一棒空气间隙 ( 简称间隙)并联保护方式；第 二种为间隙保护方式 。 2 o 世纪 8 0年代后期，随着 mo a在电力系统 的大量应用，又出现了第三种保护方式：mo a与 间隙并联。由于产品的不断更新，碳化硅避雷器 ( 包括普阀和磁吹避雷器)均已停产，间隙并联保 护方式已不采用。间隙保护方式曾因间隙的误动， 导致变压器保护动作，断路器跳闸，造成系统大面 积停 电，已被逐渐淘汰。mo a与间隙并联保护方 式是 目前不接地 变压器 中性点绝缘 的主要保护方 式 。 1 变压器中性点绝缘水平 2 2 0 k v系统的最高运行电压为 2 5 2 k v 。2 2 0 护和绝缘配合 ) 。为保证运行中变压器的中性点 绝缘不受损伤，应将作用于中性点的全波和截波电 压限制在 3 4 0 k v ( 峰值)以下 ，工频电压限制在 1 7 0 k v ( 有效值)以下。 2 mo a基本参数 g b 1 1 0 3 2 -2 0 0 0 交流无间隙金属氧化物避雷 器中规定，典型的2 2 0 k v变压器中性点采用的 避雷器参数如表 1 所示。 目前选用表 1参数的 wg m o a其 型号为 h y 1 5 w z21 4 4 3 2 0。 3 变压器中性点的 mo a保护 3 1 雷电过电压 大量研究表明，雷电过电压从变压器首端经绕 组到达中性点，其波头变缓。如首端侵入波波头为 1 ix s ，到达 中性点的波头为 5 0 s 左右。 若变压器 眭点装有避雷器 ，流过避雷器的雷 电流幅值 1 5 k a。 变压器中性点距避雷器的安装点很近 ( 一般 在 1 0 i1q 以内) ，作用在中性点的波头较缓，距离 k v不接地运行变压器中性点耐受 电压为 ：雷 电全 系数一般选 l 。 波和截波耐受电压 4 0 0 k v；短时工频耐受 电压 2 0 0 k v ( d l t 6 2 0 1 9 9 7 交流电气装置的过电压保 因此 ，选 用 hy 1 5 wz 21 44 3 2 0型 mo a， 1 5 k a下 的残 压 3 2 0 k v， 满足 d l t 6 2 0 -1 9 9 7 表 1 典型的2 2 0 k v变压器中性点用避雷器参数 东北 电力技术 2 0 0 9 年第9 期 中 “ 应将作用于 中性点的全波和截 波 电压 限制在 3 4 0 k v ( 峰值)以下”的要求。 3 2 单相接地时的暂态过电压 大量研究和运行经验表明，系统发生单相接地 时，中性点出现的暂态过电压对变压器中性点绝缘 和 m o a都不构成威胁。 如果开关不 出现拒动 ，变压器 中性点绝缘 用 mo a保护即可满足要求。 3 3 断路器拒动 若断路器出现拒动，将出现两种情况：一种为 两相电源 与变压器 连接 ，中性点 的对地 电压 只有 0 5倍相电压 ，对 中性点和 mo a都无威胁 ；另一 种为只有一相电源与变压器连接，中性点的电压为 相电压， 若考虑容升，电压会更高些， 此时中性点 的电压将高于 mo a的额定 电压 1 4 4 k v ( 原定 为 1 4 6 k v， 2 5 2 4 r 3 =1 46 k v ，与 2 2 0 k v系统最 高运 行相电压相 当，mo a在该 电压下 能耐受 2 0 mi n ) ， mo a的安全受到威胁 ，需要与间隙并联对变压器 中性点进行有效保护。即使 m o a能耐受 1 4 6 k v或 更高的电压，运行部门仍不希望 1 5 0 k v的电压 作用在中性点上。因此还需与间隙并联。 4间隙与 moa的配合 4 1 间隙特性及选择 对棒一棒空气间隙进行操作冲击和工频放电特 性试验研究。棒一棒空气间隙布置图如图 1 所示， 棒一棒空气间隙由两端装有 (1) 1 5 m m半圆柱铜钨合 金的钢棒构成 ，垂直布置。上根棒安装在长度约为 1 0 0 0 m m 的角钢上 ，下根棒布置在 电流互感器 的 顶端 。 约l 0 0 0 接 地 线 。 约 l 4 o 。 。 。 。 。 约4 5 0 r f j = = 图 1 棒一棒空气间隙布置 图 a 正极性操作冲击间隙放电特性如表2 所示。 b 负极性操作冲击问隙放电特性如表3 所示。 c 工频放电特性如表 4 所示。 表 2 正极性 操作冲击 5 0 放电电压值 棒间隙距离 m m 3 3 0 3 4 0 3 5 0 3 6 0 3 7 0 3 8 0 3 9 0 4 0 0 5 0 放电电压值 k v 2 1 7 2 2 1 2 2 4 2 2 8 2 3 1 2 3 4 2 3 8 2 4 1 表3 负极性操作冲击5 0 放电电压值 棒间隙距离 m m 3 3 0 3 4 0 3 5 0 3 6 0 3 7 0 3 8 0 3 9 0 4 0 0 5 0 放电电压值 k v 2 4 8 2 5 4 表 4工频放电电压值 棒 间隙距离 mm 3 3 0 3 4 0 3 5 0 3 6 0 3 7 0 3 8 0 3 9 0 4 0 0 平均放 电电 , k v 1 2 5 1 2 8 1 3 2 1 3 5 1 3 9 1 4 2 1 4 6 1 4 9 由于 m o a额定电压的要求及运行部门不希望 1 5 0 k v的电压作用 在 中性点上 的原 因，应选 择 合适距离的间隙与 m o a配合，以保护 m o a的正 常运行及变压器中性点的安全。由放电特性可知， 3 9 0 m m间隙是较为合适的选择，其放电特性如表 5所示 。 表 5 3 9 0 rai n间隙放电特性 工放 1 4 6 =2 0 6 k v ( 峰值 ) 4s soo s 50 放 电 电 压 篆 3 8 k ； 4 2 moa的伏安特性 h y 1 5 wz 21 4 4 3 2 0在 电流波 头为 5 0 s 时 的伏安特性如表 6所示。 表6 mo a的伏安特性 电压峰值 k v 电流峰值 a 2 0 3 26 o 28 0 2 9 0 2 9 5 0 0 o1 1 o o 2 0 0 3 o o 4 0 o 4 3 间隙与 mo a 配合 当工频 ( 或接近工频 )电压 i2 0 6 k v ( 峰值为 1 4 6 )时，棒一棒间隙动作，保护中性点绝缘 。 当系统发生单相接地故障，其暂态过电压不超 过 1 6 0 k v ( 峰值) ，对中性点绝缘无威胁，间隙和 mo a不动作 。 当雷电过 电压作用 在 中性 点上 ，若是 负极性 ( 大部分雷电过 电压是负极性的) ，流过 mo a的电 流幅值 3 0 0 a，m o a的残压为 3 0 0 k v，间隙放电；若流 过 mo a电流是正极性 ，在 电流接 近 1 0 0 a时 ，间 隙放电。 由 此 可 见 ，2 2 0 k v 变 压 器 中 性 点 采 用 h y1 5 wz 21 4 4 3 2 0型 mo a与 3 9 0 m m 的棒一棒 间隙并联，可保护不接地变压器中性点的绝缘。 2 0 0 9 年 第9 期 东北 电力技 术 3 5 视频图像技术在丹东北变电站工程管理中的应用 t h e ap p l i c a t i o n o f vi d e o i ma g e t e c h n o l o g y t o p r o j e c t ma n a g e m e n t f o r d a n d o n g s u b s t a t i o n 周 杰 ( 辽宁电力送变电7 - 程公司，辽宁 沈阳 1 1 0 0 2 1 ) 摘要：在丹东北变电站建设过程中，尝试采用先进 的视频图像技术，借助无线传输及 i n t e r n e t 网络对施工现场进行本地监 控和远程监控相结合的方式实施工程管理，改善了原现场管理所需工程人员的施工管理配置 ，有效地提高了施工质量及工 程效益。与原施工模式相比，同期产生的工程利润是原施工模式下工程利润的 1 2 5倍。 关键词：输变电站；工程监控；视频图像 ；无线传输 中图分类号t m 6 3 ； t p 2 7 7 文献标识码b 文章编号1 0 0 4 7 9 1 3( 2 0 0 9 )0 9 0 0 3 5 0 5 变电站基建施工工程均要求保质保量按时交工， 这类工程项 目数量多、分布广，管理分散、管理水 平不均衡， 项目成本投入控制随机性大。保障安全 施工、预防施工事故的发生，各级各类监察机构的 监察要求都在提高，施工企业的现场管理压力愈来 愈大，施工企业 自 身的施工现场管理模式急待创新。 采用本地监控和远程监控相结合的方式实施施工现 场工程管理 ，现场项 目经理可通过本地监控系统对 施工现场的施工状态进行监控，领导和专家可在公 司总部等对远离施工现场地域随时远程监控并掌握 现场的施工情况，有效地解决 了现场的管理问题， 促进施工人员的施工进度及施工质量的提高。 国家电网公司已经在全 国范 围内的变 电站建立 了视频监控系统，依靠完备的电力信息网络，高带 宽的信息系统，完成电力生产设备的监控和调度。 对于电力基建项 目，施工阶段网络通信条件较差， 不具备变电站投运时的通信条件。目前采用视频监 控系统进行远程施工管理并实现与管理模式一体化 的应用系统还是空 白。在石油行业有通过远程视频 系统进行现场管理的案例，但也处于管理模式的探 索阶段。 2 0 0 8年 6月 ，在丹东北变 电站施 工工程管理 中尝试将视频图像技术结合互联网的定点通信技 术 ，有效地实现 了工程的本地管理及远程掌控。 1 视频图像技术原理 1 1 技术原理 视频图像技术的发展趋势是安防与管理的结 合，利用先进的数据采集技术、传感器技术、自 动 控制技术、网络技术、图像分析与处理技术、多媒 体技术、数据融合技术，可以形成安全防范、信息 管理等综合化、自动化的安全管理体系。重要设施 数字视频监控 系统是基于 i n t e me t 、i n t r a n e t 体系结 构，以现代网络通信技术、数字监控技术、多画面 智能处理和多传感器技术为内核的综合性、数字 化、网络化监控管理系统。以重要现场为监控对象 的一种先进的安全防范系统，又是一种智能化、现 代化的管理系统。 在实际的施工工程管理 中，对视频图像技术要 求不仅能为现场项 目经理提供清晰可控的施工现场 画面，更要求能够支持远程的视频图像实时传输， 从而满足各方面管理需要。 在设计上 ，远程监控系统采用工业级 d s p ( 数 字信号处理器 ) 方案 ， 高 画质 、 低码率 ( 带宽 占 0 0 0 00 参考文献 ： 1 张伯泉中性点接地系统不接地变压器中性点保护的探讨