110kV分级绝缘变压器中性点过电压保护探讨

1、绸号：AQ-JS-00288HOkV分级绝缘变压器中性 点过电压保护探讨HOkVDiscussion on neutral point overvoltage protection of HOkV graded insulation transformer（安全技术）单位：审批：日期：WORD文档倡4打印/可编辑安全技术吟 分级绝缘变压器中性点过电压保护探讨使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科 学的技术安全观.并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的.国产llOkV变压器一般采用分级绝缘结构，中性点绝缘有3

2、5kVz 44kVz 60kV电压等级，按原国标GB311-83高压输变 电设备 的绝缘配合和现行业标准DL/T620-1997交流电气装置 的过电 压保护和绝缘配合规定：雷电全波和截波耐受电压分别为180kVz 25OkV , 325kV ;短时工频耐受电压（有效值）分别为85kV , 95kV , 14OkVe电力系统中HOkV有效接地系统，为了限制单相接 地短路电 流、防止通信干扰和满足继电保护整定配置等要求，大部 分HOkV变 压器分级绝缘中性点是不直接接地运行的。对于中性点不接地的分级绝缘变压器，当雷电波从线路侵入变 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 产生

3、变压器励磁电感与线路对地电容谐振时，会产生较高的雷电电力安全技术 Power Safety Technology 安全技术过电压或工频稳态过电压，对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#-#4O型避雷器或氧化锌避雷器加并联水平棒间隙的保护方式。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。本文将结合实例对该配置方式给系统运行带来的一些问题进 行综合分析。1运行实例分析1998年6月24 0 11时55分，雷击llOkV柴桂线40号塔附近，通过中山电力工业局雷电定位系统观测，其雷电流幅值达负极 性54.3kA

4、，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llOkV系统 瞬时单相接地及雷电波入侵环城站1号主变压器中性点,造成水 平棒 间隙放电击穿，并导致llOkV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），使llOkV环城站，板芙站失压。当时 系统运行方式如图1所示。图1事故时系统运行方式安全技术（QF1和QF4处于分闸状态）事故后调查发现，llOkV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

5、分析,llOkV环桂线零序工段保护动作，是由于环城站主变压器中 性点水平棒间隙放电击穿，使系统零序阻抗参数发生改变，根据继电 保护专责按事故方式下核算最大零序电流约12A，大于其整定值7A , 躲不过零序故障电流而造成llOkV环桂线（环城站侧开关跳闸。事故 时,llOkV柴桂线五桂山站侧零序保护未投，否则，类似情况同样出 现。对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 并联水平棒间隙的配置方式，其两者的配合原则是：避雷器承担雷 电过电压保护，当系统发生单相接地故障及开关单相重合闸过程中 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，

6、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生爆炸。但通过多安全技术年的运行实践证明，避雷器与水平棒间隙的配合相当困难，其不足 之处在于：a）在防雷保护时，以Y1W-55/140型氧化锌避雷器为例，其标 称放电电流lkA下雷电冲击残压为109kV，按主变压器中性点最低 35kA级冲击绝缘水平考虑，其绝缘保护裕度因数达1.51足够。但 110mm水平棒间隙50%操作;中击放电电压（峰值）约110 120kV z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。b）当系统发生单相接地分级绝缘变压器中性点出现各种暂态或 稳态过电压，一般情况下，氧化锌避雷器和水平棒间隙