110kV分级绝缘变压器中性点过电压保护探讨详细版

1、文件编号：文件编号：G/FS-8969（安全管理范本系列）HOkV分级绝缘变压器In Orer To Simplify The Management Process An Improve The Management Efficiency, It Is NecessaryToMakeEffectiveUseOfProuctionResourcesAnCarryOutProuctionActivities.编辑： 单位： 日期： / Sample Professional ContractG/FS-8969专业Th产运营文件编码：/ Sample Professional ContractG/F

2、S-8969专业Th产运营文件编码：第第3页liokv分级绝缘变压器中性点过电压保护探讨详细版提示语：本安全管理文件适合使用于平时合理组织的Th产进程中，有效利用Th产资源，经济合 理地进行Th产活动，以达到实现简化管理进程，提高管理效率，实现预期的Th产目标。，文档所 展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑=liokv 变压器一般采用分级绝缘结构，中 性点35kvz 44kV, 60kV 电压等级,按原国 标GB31183高压输变电设备的绝缘配合和现 行业L/T6201997交流电气装置的过电压 保护和绝缘配合规走:雷电全波和截波耐受电压分 别为180kV z 250kV , 325k

3、V ;短时工频耐受电压 （有效值）诀别为 85kV , 95 kV , 140kVo 电力系统中 llOkV有效接地系统为了限制单相接地短路电 流、防止通信干z扰和满足继电保护整定配置等要求, 大部分 llOkV 变压器分级绝缘中性点是不直接接地 运行的。关于于中性点不接地的分级绝缘变压器,当雷电波第第4页从线路侵入变压站到达变压器中性点以及系统单相接地、非全相运行,特别是伴随产Th变压器励磁电感与 线路关于地电容谐振时,会产Th较高的雷电过电压或工 频稳态过电压，关于分级绝缘变压器中性点构成威胁， 甚至使绝缘损坏。因此,分级绝缘变压器中性点的过 电压保护通常采用FZ#40 型避雷器或氧化锌避

4、雷 器加并且联水平棒隙的保护方式。但运行经验表明， 这种保护方式未能达到满意效果,存在许多需商榷之 处。本文将接合实例关于该配置方式给系统运行带来的 些问题进行综合分析。1 运行实例分析1998 6 24 H 11 55 llOkV40 号塔附近,经过中山电力工业局雷电定位 系统54.3kA ,回击三 次,导致柴桂线（中山柴油机发电二厂侧）短线接地距 离工段保护动作,开关跳闸、重合成功。但同时，因 liokv 系统瞬时单相接地及雷电波入侵环城站号 主变压器中性点,造成水平棒间隙放电击穿，并且导致 liokv 环桂线（环城站侧）零序工段保护动作 开关跳 闸（重合闸保护未投），zliokv 图所示

5、。图事故时系统运行方式（QF1 QF4 处于分闸状态）第第5页事故后调查发现，110kV 五桂山站、环城站主变压器中性点（不接地运行）水平棒间隙（110mm） 放电 击穿,中性点氧化锌避雷器（Y1W-55/140 型）动作。 很显然,按当时系统运行方式和故障录波图分析，liokv 环桂线零序工段保护动作 是由于环城站主 变压器z中性点水平棒间隙放电击穿，使系统零序阻抗 参数发Th12 A ,7A ,躲不过零 序故障电流而造成liokv 环桂线（环城站侧开关跳 闸。事故时，liokv 柴桂关于于分级绝缘变压器中性点过电压保护,采用氧 化锌避雷器加并且联水平棒间隙的配置方式,其两者的 配合原则是：

6、避雷器承担雷电过电压保护,当系统发 Th单相接地故障及开关单相重合闸进程中水平棒间隙 不应放电动作；只有当系统失地,且出现系统非全相 运行或谐振故障时，水平棒间隙可靠动作，保护变压器中性点绝缘及线端设备的绝缘,防止避雷器因通流 容量不够发Th爆炸。但经过多年的运行实践表明，避雷器与水第第6页平棒间隙的配合相当困难,其不足之处在 于：Y1W-55/140 型氧化锌避雷1 kA 下雷电冲击残压为 kV35kA 级冲击绝缘z1.51 足够。但110 mm 50%操作冲击放电电压（峰值noi20kv,事故时受雷电环境条件分散系数的 影响，更接近避雷器的冲击残压水平，这就有可能使 得避雷器动作的同时，水

7、平棒间隙也放电击穿,尤其 在雷击输电线路导致系统瞬时单相接地时,造成继电 保护误动。根据近三年的运行事故统计,中山电力局 类似的情况还出现六次之多。当系统发Th分级绝缘变压器中性点z出现各种暂态或稳态过电压，一般情况下，氧化锌避 雷器和水平棒间隙都不应动作,运行经验表明该配合第第11页方案并且未满足条件要求。110mm 水平棒间隙工频 放电58.4kV（有效值），而从中山电力局几次 事故时的故障录波图分析以及过电压理论估算,实际 出现在主变压器中性点处的工频过电压应低于该数 值，但110mm 水平棒间隙仍放电击穿。由于用作 间隙的棒直径大小差异和间隙棒头未经技术老炼，其 工频放电电压低于研究所

8、得至啲测量值是完全可能 的，那么实际运行中也就导致了棒间隙的动作频繁以及继电保护误动的可能性增大。压器中性点的过电压保护方式2 分级绝缘变L/T6201997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合规则,关于于分级绝缘变有效接地系统中的中性点不接地的变压器,就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。关于于中性点绝缘为60kV 电压等级的变压器，选 HY1.5W572/186型复合外套式氧化锌避雷器 或HY1C473/175型复合外套式串联间隙氧化锌避 雷器，其雷电过电压下的安全裕度因数可达1-6 左 右。且由于避雷器额定工作电压较高，足以保证当系 统发Th单相接地故障引起

9、工频电压升高时,避雷器不 动作，避免了因通流容量不够发Th爆炸的可能性。35 kVz 44kV 电压等级的变HY1C4-60/134 型复合外套式串联间隙 氧化锌避雷器,其雷电过电压下的安全裕度因数为1.2 以上，该型避雷器工频放电电压（有效值）不小于z95kV因此 可较长时间承受中性点处工频过电压zz而不发Th误动作。取消加并且联水平棒间隙的保护方式,可避免因水 平棒间隙频繁动作造成继电保护误动的可能性,减少 了不必要的停电损失，也提高了电力系统稳走和供电 可靠性。关于可能形成系统失地且低压侧有电源的分级绝缘变压器不接地的中性点应装设间隙。因接地故障形 成局部不接地系统时该间隙应动作；系统以

10、有效接地 方式运行发Th单相接地故障时间隙时间隙不动作。间 隙距离的选择除应满足上述两项要求外，还应兼顾雷 电过电压下保护变压器中性点标准分级绝缘的要求。分级绝缘变压器带故障失地及开关非全相操作所 产Th的工频过电压有可能危及变压器中性点绝缘,避 雷器因通流容量不足难以限制这种工频过电压。因 此,必需采用棒间隙保护。关于于中性点绝缘为 60kV 绝缘等级,采用140mm 水平棒间隙保护,其雷电 冲击保护比和操作冲击保护比均有足够的裕度,且满 足过电压规程的技术要90 雷暴日左右的 多雷区域，雷过电压使水问题得不到有效的解决。HY1C4-73/175 型复合外套式串联间 隙氧化锌避雷器并且联与之

11、配合,能收到较好的效果。 该型避第第10页雷器的工频放电电压（有效值）95kV , 1.2/50p s 冲击放电电压（120kV） 工频耐受电压不小于 （有效z值）73kV ,140mm 间隙的工频放电电压上z限值71kV冲击放电电压下限值129kV足见其配zz合是可行的。使用水平棒间隙保护时应加装间隙零序 保护,即在棒间隙接地端串有 TA 作为零序信号抽取，当水平棒间隙击穿放电时，带时限切断变压器开 关, 防止截波作用危及变压器层、匝间绝缘或其它运 行设备。35kVz 44kV 电压等级的变压器,其标准雷电冲击全波和截波诀别为 180 kV, 250 kVz 取绝缘老化累积因数 0.85 z

12、 则变压器中性153kV 120mm 154.7kV ,因此，必须加氧化锌避雷器承担外过电压。考虑水平棒间隙动 作的击穿电压值受大气环境条件的影响及其它因素, 根据理论计算,选用 125mm 水平棒间隙与并且联HY1C4-60/134 型复合外套式串联间隙氧化锌避雷器配合的方式,较为适宜。棒间隙的配置,可使用甲16mm 圆钢,端部半球形，表面加工细致无毛刺并且安装时进行加电压技术老炼,提高运行后数据的准确 性, 这一点非常重要。3 结论 a）以往关于于分级绝缘变压器中性点过电压保护z采用避雷器与水平棒间隙的配置方式,由于参数配合 困难,存在不足之处,给系统运行带来一些问题。b）110kV 系统不失地时 中性点不接地的分级 绝z缘变压器，可在中性点装设相应技术参数的氧化锌 避雷器。C）关于可能形成系统失地且低压侧有电源的分级绝缘变压器不接地的中性点,采用合理的水平棒间隙与 并且联复合外套式串联间隙氧化锌避雷器配合方式较为 适宜。）使用水平棒间隙保护时应加装间隙零序保 护,有第口页/ Sample P