基于220kv变压器中性点放电间隙保护误动分析探讨

基于220kv变压器中性点放电间隙保护误动分析探讨

马众1赵海鹏2

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摘要：最近几年，220kv变压器中性点放电间隙保护误动故障发生了多起，本文主要例举了相关案例并且进行详尽分析，得出了相应的结论，即雷击线路之后，经常会发生主变中性点放点间隙导致击穿现象，从而发生保护误动的故障。本文还提出220kV分级绝缘变压器中性点保护方式应该有所不同，针对不同的电源接入方式应该使用不同的保护形式，与此同时，还要注意校验不同变电站之间的主变压器避雷器与棒间隙之间的合作。

关键词：220kv变压器；中性点放电间隙；误动分析

引言

公司现阶段使用的220kV的电网使用的系统均是有效接地系统，而电网的结构采用的是变电所向220kV变电所进行辐射形的供电。220kV接地系统的中性点所处的位置位于零序抗电的主通道上面，绝对不允许发生失地的现象，因为它是保证系统有效性的关键因素。现阶段，变压器通常使用分级结构，材质为绝缘材料，但是这些材料的绝缘能力比较弱，因此，在不接地运行的变压器中性点需要考虑的影响因素涉及到多个方面，比如操作过电压的影响，雷电过电压的影响以及暂时过电压的影响等等。所以，站内主变的数量不管是几台，都要保证一台变压器在有效运行，并且这台变压器的220kV中性点一定要保证接地运行。《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的相关条文中规定，一定要避免220kV的有效接地系统中出现偶尔局部不接地系统的现象，同时也要避免产生比较大的工频过电压。公司配置的220kV变压器中性点都是严格按照国家电网公司的一些典型设计要求进行安装使用的，一般来说都采用了避雷器以及棒间隙相结合的保护形式。但是公司在这样的保护形式下仍然发生了两次保护切除正常运行负荷事故，这都是由于中性点放点间隙击穿所引起的。总之，分析探讨避雷器与棒间隙之间相配合的保护形式就显得尤为重要，在探讨事故发生原因的情况下，还要不断改进配置形式以期达到良好的使用效果。

1220kv变压器中性点放电间隙保护误动故障一

在发生220kv变压器中性点放电间隙保护误动故障之前，X站点220kv的I、II母线是并列进行运行的状态，主变220kv侧的中性点地刀处在合位的情况下，220kv主线路Y站点使用的是两台主变的运行方式，其中两台主变中性点的刀闸处在分位的位置上，一般来说，主变中性点处都是配有放点间隙的。

故障发生的时候正处在雷雨的天气条件下，同塔双回架设的220kv的I、II母线在雷击的情况下接地，II线在遭遇雷击之后发生了接地故障。与此同时，220kv主要线路的三相有零序故障电流流过，这股电流的大小和方向是完全相同的，在这样的情况下，最终导致线路的保护系统同时进行工作，断路器首先分闸，然后进行重合。

故障发生之后经过检查发现，220kv的Y站点的其中一个主变中性点发生了放点间隙击穿的现象，与此同时，放电棒一段的烧伤痕迹十分的明显。随后在停电的情况下进行检查I线保护装置记录发现，在距离I段，零序I段以及重合闸动作，C相故障，相电流为21.31A，零序电流为19.62A，测距为1.68kM；在检查II线保护装置记录的时候发现：距离I段、零序I段和重合闸动作，AC相故障，相电流为35.2A，零序电流为18.94A，测距3.15kM；然而整条线路的保护装置记录如下，零序I段和重合闸动作，三相故障的电流是一样的，相电流为2.58A，零序电流为7.39A。对发生故障的录波进行研究之后发现，此次故障主要是雷击所引发的，I、II线在雷击的情况下发生短路的现象，与此同时，两台主变中性点的放点间隙有击穿现象发生，整条线路是零序保护动作。

2220kv变压器中性点放电间隙保护误动故障二

在发生故障之前，A站的220kv双母线是并列运行的状态，2号以及3号主变为220kV侧，而2号主变为220kV侧的中性点直接是接地进行运行的。220kv的A线是全站符合，1号和2号的主变是分列运行的状态，其中1号的主变中性点是直接进行接地运行的。此地区的热点并入电网的时候是通过1号主变35kv进行的，220kv的I线和II线分带B站点220kv的I、II母线，其中1号与2号的主变中性点处于不接地运行的状态。220kvD站点的II线和220kv的C站点的I、II母线并列运行。D站点I线是空载备用，其中1号与2号的主变处于不接地运行的状态。220kvE站点的I、II母线并列运行，与此同时，它的1号与2号主变是不接地运行的状态。

故障发生的时候此地区处于雷雨天气的情况之下，220kvC线的2号塔的BC相遭遇了雷击，BC相发生了相间接地短路的现象，C线保护距离I段，零序I段的保护动作，这次故障的电流为13069A。C线发生故障的同时220kvB站点的保护零序I段保护动作及时的切除35kV并网线。

对发生的故障进行详尽分析发现，B站点的2号主变中性点的放点间隙发生了击穿现象，在其放电棒一段有十分明显的烧伤现象。通过故障录波记录可以发现，C线发生故障的同时220kv的B线零序电流达到了8.69A之大，C站点的220kv线的保护动作报告当中也显示出故障发生时的电流也在8.69左右。B线保护零序I段的保护动作电流处于8A的状态，保护时间定为0S，因此为保护正确动作。在经过软件的模拟计算之后发现，出现故障的原因是2号主变中性点遭到了间隙击穿，这就是说1号与2号的主变序列是并列的，零序的阻抗大大减少，在这样的情况下引发了保护动作。

3对于故障原因的分析探讨

通过对以上两个实例的论述发现，两起故障都是在强雷雨的天气情况下并且是雷击线路的时候发生的。220kv变压器中性点放电间隙的击穿现象，最终导致了保护动作的发生，也就是切除了正常运行的线路。

这两起故障的发生，变电所所处的天气情况都是强降雨以及大风等，在受到天气的严重影响之后，放电间隙击穿的电压就会有所降低。在雷击线路的同时，变电所的近区线路会有单相接地的现象发生，大气过电压以及内部过电压通常会一起进行，在二者进行叠加之后传递给有间隙的主变中性点，波形不是我们熟知的纯工频，当然也不是标准的雷电波，在试验的情况下得到的数据是不能真实反映实际中情况的。因此，在考虑到电极形状、气象条件以及放电电压情况的影响下，间隙击穿放电现象发生的概率呈现增加的趋势。

4结语

综上所述，对于主变低压侧有地方电源接入的中性点来说，一般来说可以直接进行接地，在这个过程中可以不考虑间隙保护。对于主变低压侧无地方电源接入的中性点来说，可以采取金属氧化物避雷器放电间隙进行并联的特殊的保护方式。在使用过程当中要对避雷器和放电间隙之间的配合进行校验工作，与此同时要依据放电间隙的工频不断的挑战放电电压，另外，60kV级的绝缘中性点间隙的选择控制在一定范围之内。不断校核击穿的中性点放电间隙，对于间隙距离进行适当调整，与此同时还要及时打磨球头圆钢，只有在这样的情况下才能便于观察今后是否出现放电现象。一般情况下对于集中招标采购的中性点成套装置来说，在采用低压侧无电源点接入的情况下，可以拆除放电间隙一侧的圆钢，并且可以作为备品，这样一来，在低压侧新增电源点接入的情况下就可以进行及时安装使用。

参考文献：

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