摘要：近些年來(lái)，發(fā)電廠中主變壓器的中性點(diǎn)保護(hù)與運(yùn)行問(wèn)題是行業(yè)領(lǐng)域所關(guān)注的一個(gè)重要問(wèn)題，而做好主變壓器的中性點(diǎn)保護(hù)工作是保證發(fā)電廠供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證，所以做好主變壓器的中性點(diǎn)保護(hù)工作，意義尤為重大。本文從發(fā)電廠中主變壓器的中性點(diǎn)的相關(guān)概念談起，然后就發(fā)電廠中主變壓器的中性點(diǎn)的保護(hù)進(jìn)行說(shuō)明，最后就發(fā)電廠中主變壓器的中性點(diǎn)的運(yùn)行進(jìn)行系統(tǒng)的剖析。

關(guān)鍵詞：中性點(diǎn)；主變壓器；保護(hù)；運(yùn)行

中圖分類(lèi)號(hào)：TM403 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 15-0000-02

1 發(fā)電廠中主變壓器的中性點(diǎn)概述

1.1 主變壓器中性點(diǎn)的概念

主變壓器中性點(diǎn)就是在星形連接的三相電路中，中性點(diǎn)即是將A、B、C三相繞組連在一起的那個(gè)公共點(diǎn)，其中中性線就是由中性點(diǎn)引出的導(dǎo)線，在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的狀況下，中性點(diǎn)對(duì)地電位為零或接近于零。

1.2 主變壓器中性點(diǎn)的結(jié)構(gòu)

主變壓器中性點(diǎn)的結(jié)構(gòu)主要包括避雷器、中性點(diǎn)隔離開(kāi)關(guān)、中性點(diǎn)保護(hù)間隙、電流互感器以及放電計(jì)數(shù)器等若干結(jié)構(gòu)，以下就核心結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。

（1）避雷器作用及原理

避雷器是釋放雷電和電力系統(tǒng)操作過(guò)電壓能量，保護(hù)電氣設(shè)備免受瞬時(shí)過(guò)電壓危害，又能截?cái)嗬m(xù)流，不致引起系統(tǒng)接地短路的電氣裝置。避雷器通常接于帶電導(dǎo)線與大地之間，與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)。當(dāng)過(guò)電壓值達(dá)到規(guī)定的動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器立即動(dòng)作，流過(guò)電荷，限制過(guò)電壓，保護(hù)設(shè)備絕緣；電壓值正常后，避雷器又迅速恢復(fù)原狀，以保證系統(tǒng)正常供電。

（2）放電計(jì)數(shù)器

它是串聯(lián)在避雷器下面，用來(lái)監(jiān)測(cè)避雷器泄漏電流，記錄避雷器動(dòng)作次數(shù)以及報(bào)警的一種裝置。避雷器的放電計(jì)數(shù)器主要由非線性電阻、電磁計(jì)數(shù)器、毫安表、繼電器和一些電子元器件組成。在正常的運(yùn)行電壓下，通過(guò)避雷器和放電計(jì)數(shù)器的泄漏電流由放電計(jì)數(shù)器中的毫安表測(cè)得。當(dāng)避雷器和放電計(jì)數(shù)器流過(guò)雷電過(guò)電壓或操作過(guò)電壓時(shí)，強(qiáng)大的動(dòng)作電流將從泄漏電流回路測(cè)得，并轉(zhuǎn)移到電磁計(jì)數(shù)器回路，毫安表受到保護(hù)，電磁計(jì)數(shù)器部分則利用通過(guò)的過(guò)電壓的電流量，來(lái)實(shí)現(xiàn)記錄動(dòng)作次數(shù)和報(bào)警。

（3）中性點(diǎn)隔離開(kāi)關(guān)

中性點(diǎn)隔離開(kāi)關(guān)就是起到主變中性點(diǎn)是否接地的作用。相關(guān)工作人員可以就地手動(dòng)或電動(dòng)對(duì)其進(jìn)行分、合閘，正常情況下采用遠(yuǎn)方分、合閘方式。

2 發(fā)電廠中主變壓器的中性點(diǎn)的保護(hù)

2.1 中性點(diǎn)的保護(hù)原理

一方面，按一般運(yùn)行要求，在多臺(tái)變壓器并列運(yùn)行系統(tǒng)中，應(yīng)采用一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地，其它變壓器中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式。因?yàn)樵诎l(fā)生單相接地故障時(shí)，故障零序電流通過(guò)變壓器中性線形成回路，在中性線上裝設(shè)的零序電流互感器檢測(cè)到零序電流構(gòu)成接地保護(hù)。如果有多臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地，那么接地點(diǎn)的短路電流就會(huì)分流到多臺(tái)變壓器上，造成保護(hù)靈敏度降低。為保證零序電流保護(hù)的靈敏度，所以不采用多臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式。

另一方面，零序電流保護(hù)、間隙零序保護(hù)、避雷器保護(hù)，三者的作用都是保護(hù)變壓器中性點(diǎn)絕緣，防止過(guò)電壓。它們的關(guān)系是：當(dāng)中性點(diǎn)刀閘接地時(shí)，間隙保護(hù)與避雷器均不起作用；當(dāng)中性點(diǎn)刀閘斷開(kāi)時(shí)，放電間隙與避雷器有一個(gè)互相配合關(guān)系，也就是當(dāng)中性點(diǎn)電壓逐漸升高到一定電壓值時(shí)放電間隙先擊穿，把電壓引向大地，間隙被擊穿時(shí)由間隙零序過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作短延時(shí)跳開(kāi)主變兩側(cè)開(kāi)關(guān)，間隙未被擊穿時(shí)由間隙零序電壓保護(hù)動(dòng)作切除變壓器。如此時(shí)電壓降低，則避雷器就無(wú)需動(dòng)作，如電壓繼續(xù)升高，則避雷器就要?jiǎng)幼?。此處放電間隙的另一個(gè)作用就是防止避雷器的頻繁動(dòng)作，以延長(zhǎng)避雷器的使用壽命。

2.2 主變壓器的中性點(diǎn)的保護(hù)實(shí)現(xiàn)

（1）避雷器的選擇

為防止大氣過(guò)電壓，中性點(diǎn)安裝避雷器應(yīng)滿足以下條件：一是變壓器中性點(diǎn)沖擊耐壓應(yīng)該大于其沖擊放電電壓；二是電網(wǎng)單相接地而引起的中性點(diǎn)電位升高穩(wěn)態(tài)值應(yīng)該小于其滅弧電壓。大量的工程實(shí)踐表明，變壓器中性點(diǎn)采用專(zhuān)用金屬氧化物避雷器，可以做好絕緣配合。

（2）間隙的選擇

變壓器采用放電間隙保護(hù)，放電間隙裝于變壓器中性點(diǎn)與地線之間，有球形、棒形、角形等多種形式。大量的實(shí)踐表明，很多發(fā)電廠變壓器的中性點(diǎn)保護(hù)時(shí)采用最多的間隙方式以棒-棒形為主。

（3）整定設(shè)計(jì)

一是間隙零序電流整定，根據(jù)間隙放電電流經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因正常情況下放電間隙回路無(wú)電流，一般取一次值為100A時(shí)動(dòng)作；二是零序過(guò)壓保護(hù)的動(dòng)作整定，發(fā)生單相接地故障，而且系統(tǒng)有中性點(diǎn)直接接地時(shí)，零序過(guò)壓元件不應(yīng)動(dòng)作。

3 發(fā)電廠中主變壓器的中性點(diǎn)的運(yùn)行

發(fā)電廠中主變壓器的中性點(diǎn)的運(yùn)行方式共三種，中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)行方式、中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行方式，其中，前兩種接地系統(tǒng)統(tǒng)稱(chēng)為小接地電流系統(tǒng)，后一種接地系統(tǒng)又稱(chēng)為大接地電流系統(tǒng)。其中，運(yùn)行方式的不同會(huì)影響運(yùn)行的可靠性、設(shè)備的絕緣、通信的干擾、繼電保護(hù)等，以下將分別給予說(shuō)明。

3.1 中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式

這種供電系統(tǒng)是將電氣設(shè)備的金屬外殼與工作零線相接的保護(hù)系統(tǒng)，它的特點(diǎn)如下：

第一、一旦設(shè)備出現(xiàn)外殼帶電，接零保護(hù)系統(tǒng)能將漏電電流上升為短路電流，這個(gè)電流很大，實(shí)際上就是單相對(duì)地短路故障，熔斷器的熔絲會(huì)熔斷，低壓斷路器的脫扣器會(huì)立即動(dòng)作而跳閘，使故障設(shè)備斷電，比較安全。

第二、中性點(diǎn)不接地運(yùn)行系統(tǒng)節(jié)省材料、工時(shí)，在我國(guó)和其他許多國(guó)家廣泛得到應(yīng)用，可見(jiàn)比其他兩種運(yùn)行方式的優(yōu)點(diǎn)要多。

（二）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)行方式

中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)行供電系統(tǒng)是把工作零線N和專(zhuān)用保護(hù)線PE嚴(yán)格分開(kāi)的供電系統(tǒng)，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)行供電系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：

第一、系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，專(zhuān)用保護(hù)線上沒(méi)有電流，只是工作零線上有不平衡電流。PE線對(duì)地沒(méi)有電壓，所以電氣設(shè)備金屬外殼接零保護(hù)是接在專(zhuān)用的保護(hù)線PE上，安全可靠。

第二、工作零線只用作單相照明負(fù)載回路。

第三、專(zhuān)用保護(hù)線PE不許斷線，也不許進(jìn)入漏電開(kāi)關(guān)。

第四、干線上使用漏電保護(hù)器，工作零線不得有重復(fù)接地，而PE線有重復(fù)接地，但是不經(jīng)過(guò)漏電保護(hù)器，所以中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)行方式的供電干線上也可以安裝漏電保護(hù)器。

第五、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)行方式供電系統(tǒng)安全可靠，適用于工業(yè)與民用建筑等低壓供電系統(tǒng)。

3.3 中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行方式

中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行方式是指將電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地的保護(hù)系統(tǒng)，稱(chēng)為保護(hù)接地系統(tǒng)，也稱(chēng)TT系統(tǒng)。第一個(gè)符號(hào)T表示電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地；第二個(gè)符號(hào)T表示負(fù)載設(shè)備外露不與帶電體相接的金屬導(dǎo)電部分與大地直接聯(lián)接，而與系統(tǒng)如何接地?zé)o關(guān)。在TT系統(tǒng)中負(fù)載的所有接地均稱(chēng)為保護(hù)接地，這種運(yùn)行方式下供電系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：

第一、當(dāng)電氣設(shè)備的金屬外殼帶電（相線碰殼或設(shè)備絕緣損壞而漏電）時(shí)，由于有接地保護(hù)，可以大大減少觸電的危險(xiǎn)性。但是，低壓斷路器（自動(dòng)開(kāi)關(guān)）不一定能跳閘，造成漏電設(shè)備的外殼對(duì)地電壓高于安全電壓，屬于危險(xiǎn)電壓。

第二、當(dāng)漏電電流比較小時(shí)，即使有熔斷器也不一定能熔斷，所以還需要漏電保護(hù)器作保護(hù)，困此TT系統(tǒng)難以推廣。

第三、TT系統(tǒng)接地裝置耗用鋼材多，而且難以回收、費(fèi)工時(shí)、費(fèi)料。

4 結(jié)語(yǔ)

做好發(fā)電廠中主變壓器的中性點(diǎn)保護(hù)和運(yùn)行工作，可以有效防止變壓器高壓側(cè)單相接地引起過(guò)電壓、大氣過(guò)電壓以及操作過(guò)電壓現(xiàn)象所導(dǎo)致的中性點(diǎn)絕緣破壞問(wèn)題，所以，在主變壓器的中性點(diǎn)保護(hù)運(yùn)行中如何能較好地滿足絕緣配合、繼電保護(hù)和運(yùn)行方式的要求是及其重要的。

參考文獻(xiàn)：

[1]張肖平.變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)間隙保護(hù)調(diào)試的探討[J].電力安全技術(shù)，2008，10

[2]黃慧成.110kV大電流接地系統(tǒng)中主變中性點(diǎn)接地的選擇[J].新疆電力，2009，12

[3]張?zhí)靵?lái).發(fā)電廠110-220kV變壓器中性點(diǎn)保護(hù)研究[J].民營(yíng)科技，2010，12