摘要 分析100kV變壓器，變壓器中性點，中性點部份接地方式，接地方式的缺點，指出經(jīng)小電抗接地方式，接地方式的優(yōu)點，建議把目前的部分接地方式改為經(jīng)小電抗接地方式。本文只針對110KV變壓器中性接地的方式，方法進行了簡單論述。

關(guān)鍵詞 110KV 變壓器 接地

前言

變壓器中性點接地方式有三種：(1)不接地；(2)直接接地；(3)經(jīng)電抗器接地。再分細些，則直接接地可分為部份接地(有效接地)和全部接地(極有效接地)兩種；而經(jīng)電抗器接地可分為經(jīng)消弧線圈接地和經(jīng)小電抗接地兩種。變壓器中性點接地方式不同，在其中性點上出現(xiàn)的過電壓幅值也不同，所以過電壓保護方案也不同。一般變壓器中性點不接地時中性點絕緣水平為全絕緣(與線端相同)，不需要安裝避雷器，但在多雷區(qū)且單進線裝有消弧線圈的變壓器應在中性點加裝避雷器，其額定電壓與線端相同。一般變壓器部份接地時中性點絕緣水平為半絕緣(僅為線端的一半)，中性點按其絕緣水平的不同，應安裝相應保護水平的避雷器。

110kV變壓器在部份接地系統(tǒng)中其中性點絕緣水平為35kV級，僅為線端絕緣水平的1／3，過電壓保護方案變得十分困難。

1 中性點部份接地方式的缺點

1.1避雷器難選

為了兼顧防雷和內(nèi)過電壓，通常中性點的保護方式為避雷器與間隙并列運行。對避雷器的要求為在雷電過電壓下應動作，在工頻或內(nèi)部過電壓下不應動作。對有間隙的傳統(tǒng)的避雷器F7或FCZ型而言，即滅弧電壓要高，沖擊放電電壓要低，這在目前國內(nèi)生產(chǎn)的標準系列產(chǎn)品中是找不到的。只能采用非標準組合，另外附加電容來改變沖擊放電電壓以滿足要求。

1.2間隙距離難選

由上所述，對間隙的要求為發(fā)生“失地”情況時應動作(即間隙放電)，“有地”情況時發(fā)生單相接地故障不應動作?？刂苿幼鞯氖侄尉褪情g隙距離的調(diào)整。通常裸露在大氣中的棒間隙放電電壓分散性很大，在間隙120mm和115mm的沖擊放電電壓(平均值)的差值高達53 2kV(即10 6kV／mm，而區(qū)分“失地”和“有地”的沖擊放電電壓上下眼的差值僅為39kV，因此區(qū)別難度大。建議將間隙換裝在可以精確調(diào)整，材質(zhì)較好，密封良好、運行條件較好的環(huán)境中(例如將棒間隙裝在透明、密封的絕緣盒中)。實際上此建議是行不通的，而且還要考慮空氣間隙放電與固體沿面放電的關(guān)系。

1.3繼電保護難選

中性點部分接地電網(wǎng)均設有防止出弧立不接地狀態(tài)的繼電保護。具體為零序過壓和間隙過流。這種“失地”保護不可靠，經(jīng)常有誤動情況出現(xiàn)，一是電網(wǎng)發(fā)生接地故障時，與故障線路無關(guān)的其他主變間隙過流動作跳閘；二是供電線路故障時，受電端主零序過壓在電源側(cè)開關(guān)跳閘前動作跳閘。在分析引起誤動的各種原因后，提出用比較兩健全相電壓間的相應位作為零序過壓保護的動作條件之一，構(gòu)成相位閉鎖的零序過電壓保護；比較主變中性點零序電流與110kV相電流的絕對值閉鎖間隙過流保護的方案。此方案的問題有二條，一是在原方案的基礎上加兩個閉鎖裝置，增加了裝置的復雜性，眾所周知繼保裝置越復雜，可靠性越差；二是該方案在理論上是可行的，技術(shù)上要引入微機保護，開發(fā)新產(chǎn)品在經(jīng)濟效益上是否值得?

2 中性點經(jīng)小電抗接地方式的優(yōu)點

2.1絕緣水平要求降低，保護方案易選

在110kV變壓器中性點經(jīng)小電抗接地后，中性點絕緣水平可采用20kV級。即工頻1min耐壓55kV，全波沖擊耐壓125kV。絕緣水平要求下降是以不會出現(xiàn)高幅值過電壓為基礎的，這意味著原變壓器中性點經(jīng)小電抗接地后可省去原有的避雷器和棒間隙等設備，而且保護是可靠的。(原變壓器中性點絕緣水平為35kV級。即工頻1min耐壓85kV，全波沖擊耐壓185kV)。

2.2接地方式統(tǒng)一，繼保裝置簡化

不存在部分中性點不接地的變壓器，自然不會出現(xiàn)弧立的不接地電網(wǎng)，因此防“失地”的繼保裝置可以省略。眾所周知繼保裝置越簡單，可靠性越高。

2.3中性點部分接地方式的優(yōu)點全部保留

中性點部分接地方式的優(yōu)點是：(1)可采用簡單可靠的零序繼電保護；(2)斷路器遮斷容量不受單相短路電流的限制。當變壓器中性點經(jīng)小電抗接地時，只要小電抗阻值選擇適當，就可以起到變壓器中性點部分接地作用。

3 對變壓器中性點小電抗的技術(shù)要求

3.1阻抗及阻抗特性

阻抗值為變壓器零序電抗的1／3。變壓器零序電抗一般計算方法很復雜，需作試驗確定。：對三相雙繞組的變壓器，與實測數(shù)據(jù)相比，誤差小于1.5％，對三相三線繞組變壓器，與實測數(shù)據(jù)相比，誤差小于6.2％。這在工程計算中是允許的。

在最大和最小運行方式下，在流過小電抗的最大單相短路電流范圍內(nèi)保持阻抗為線性。

3.2熱穩(wěn)定

一般主要變壓器熱穩(wěn)定時間為2s，因此要求小電流在流過最大單相短路電流時，其熱穩(wěn)定時間也為2s。其長期工作電流約為最大零序電流的0.12倍。

3.3絕緣水平

一般應與變壓器中性點絕緣水平相同。110kV變壓器中性點絕緣水平為35kV級時，小電抗絕緣水平也為35kV級，由于有充足的裕度，可省去避雷器。

結(jié)語

變壓器中性點由有效接地(部分接地)改為極有效接地(全部直接接地或經(jīng)小電抗接地)這一科研成果是從500kV變壓器取得，并于1986年6月在葛州壩大江電廠升壓站7臺升壓變壓器付諸實踐。運行至今已近15年，還沒有見到發(fā)生故障的報道，證明是成功的。此項科研成果獲得者指出：變壓器中性點經(jīng)小電流接地方式可在500kV電網(wǎng)中因地制宜地推廣，110～330kV電網(wǎng)可參照采用。尤其對僅有兩臺相同主變的電廠或變電站(100～500kV)可推廣采用，其作用與部分接地完全一樣。

筆者認為推廣到110kV變壓器，特別是頻繁發(fā)生“失地”保護誤動，跳主變?nèi)齻?cè)的變電站，這也許是克服此現(xiàn)象的唯一途徑。雖然增加了小電抗的投資，但節(jié)省了避雷器、棒間隙和“失地”保護裝置等設備，經(jīng)濟效益并不會差。