國(guó)網(wǎng)新疆電力公司檢修公司 新疆烏魯木齊 830000

摘要：最近幾年，220kv變壓器中性點(diǎn)放電間隙保護(hù)誤動(dòng)故障發(fā)生了多起，本文主要例舉了相關(guān)案例并且進(jìn)行詳盡分析，得出了相應(yīng)的結(jié)論，即雷擊線路之后，經(jīng)常會(huì)發(fā)生主變中性點(diǎn)放點(diǎn)間隙導(dǎo)致?lián)舸┈F(xiàn)象，從而發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)的故障。本文還提出220kV 分級(jí)絕緣變壓器中性點(diǎn)保護(hù)方式應(yīng)該有所不同，針對(duì)不同的電源接入方式應(yīng)該使用不同的保護(hù)形式，與此同時(shí)，還要注意校驗(yàn)不同變電站之間的主變壓器避雷器與棒間隙之間的合作。

關(guān)鍵詞：220kv變壓器；中性點(diǎn)放電間隙；誤動(dòng)分析

引言

公司現(xiàn)階段使用的220 kV的電網(wǎng)使用的系統(tǒng)均是有效接地系統(tǒng)，而電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)采用的是變電所向220 kV變電所進(jìn)行輻射形的供電。220 kV接地系統(tǒng)的中性點(diǎn)所處的位置位于零序抗電的主通道上面，絕對(duì)不允許發(fā)生失地的現(xiàn)象，因?yàn)樗潜ＷC系統(tǒng)有效性的關(guān)鍵因素?，F(xiàn)階段，變壓器通常使用分級(jí)結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為絕緣材料，但是這些材料的絕緣能力比較弱，因此，在不接地運(yùn)行的變壓器中性點(diǎn)需要考慮的影響因素涉及到多個(gè)方面，比如操作過電壓的影響，雷電過電壓的影響以及暫時(shí)過電壓的影響等等。所以，站內(nèi)主變的數(shù)量不管是幾臺(tái)，都要保證一臺(tái)變壓器在有效運(yùn)行，并且這臺(tái)變壓器的220 kV中性點(diǎn)一定要保證接地運(yùn)行?！督涣麟姎庋b置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》的相關(guān)條文中規(guī)定，一定要避免220kV的有效接地系統(tǒng)中出現(xiàn)偶爾局部不接地系統(tǒng)的現(xiàn)象，同時(shí)也要避免產(chǎn)生比較大的工頻過電壓。公司配置的220 kV變壓器中性點(diǎn)都是嚴(yán)格按照國(guó)家電網(wǎng)公司的一些典型設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝使用的，一般來說都采用了避雷器以及棒間隙相結(jié)合的保護(hù)形式。但是公司在這樣的保護(hù)形式下仍然發(fā)生了兩次保護(hù)切除正常運(yùn)行負(fù)荷事故，這都是由于中性點(diǎn)放點(diǎn)間隙擊穿所引起的?？傊?，分析探討避雷器與棒間隙之間相配合的保護(hù)形式就顯得尤為重要，在探討事故發(fā)生原因的情況下，還要不斷改進(jìn)配置形式以期達(dá)到良好的使用效果。

1 220kv變壓器中性點(diǎn)放電間隙保護(hù)誤動(dòng)故障一

在發(fā)生220kv變壓器中性點(diǎn)放電間隙保護(hù)誤動(dòng)故障之前，X站點(diǎn)220kv的I、II 母線是并列進(jìn)行運(yùn)行的狀態(tài)，主變220kv側(cè)的中性點(diǎn)地刀處在合位的情況下，220kv主線路Y站點(diǎn)使用的是兩臺(tái)主變的運(yùn)行方式，其中兩臺(tái)主變中性點(diǎn)的刀閘處在分位的位置上，一般來說，主變中性點(diǎn)處都是配有放點(diǎn)間隙的。

故障發(fā)生的時(shí)候正處在雷雨的天氣條件下，同塔雙回架設(shè)的220kv的I、II母線在雷擊的情況下接地，II線在遭遇雷擊之后發(fā)生了接地故障。與此同時(shí)，220kv主要線路的三相有零序故障電流流過，這股電流的大小和方向是完全相同的，在這樣的情況下，最終導(dǎo)致線路的保護(hù)系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行工作，斷路器首先分閘，然后進(jìn)行重合。

故障發(fā)生之后經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，220kv的Y站點(diǎn)的其中一個(gè)主變中性點(diǎn)發(fā)生了放點(diǎn)間隙擊穿的現(xiàn)象，與此同時(shí)，放電棒一段的燒傷痕跡十分的明顯。隨后在停電的情況下進(jìn)行檢查I線保護(hù)裝置記錄發(fā)現(xiàn)，在距離I 段，零序I 段以及重合閘動(dòng)作，C 相故障，相電流為21.31A，零序電流為19.62A，測(cè)距為1.68kM；在檢查II 線保護(hù)裝置記錄的時(shí)候發(fā)現(xiàn)：距離I 段、零序I 段和重合閘動(dòng)作，A C 相故障，相電流為35.2A，零序電流為18.94A，測(cè)距3.15kM；然而整條線路的保護(hù)裝置記錄如下，零序I 段和重合閘動(dòng)作，三相故障的電流是一樣的，相電流為2.58A，零序電流為7.39A。對(duì)發(fā)生故障的錄波進(jìn)行研究之后發(fā)現(xiàn)，此次故障主要是雷擊所引發(fā)的，I、II 線在雷擊的情況下發(fā)生短路的現(xiàn)象，與此同時(shí)，兩臺(tái)主變中性點(diǎn)的放點(diǎn)間隙有擊穿現(xiàn)象發(fā)生，整條線路是零序保護(hù)動(dòng)作。

2 220kv變壓器中性點(diǎn)放電間隙保護(hù)誤動(dòng)故障二

在發(fā)生故障之前，A站的220kv雙母線是并列運(yùn)行的狀態(tài)，2 號(hào)以及3 號(hào)主變?yōu)?20kV側(cè)，而2 號(hào)主變?yōu)?20kV 側(cè)的中性點(diǎn)直接是接地進(jìn)行運(yùn)行的。220kv的A線是全站符合，1號(hào)和2號(hào)的主變是分列運(yùn)行的狀態(tài)，其中1號(hào)的主變中性點(diǎn)是直接進(jìn)行接地運(yùn)行的。此地區(qū)的熱點(diǎn)并入電網(wǎng)的時(shí)候是通過1號(hào)主變35kv進(jìn)行的，220kv的I 線和II 線分帶B站點(diǎn)220kv的I、II 母線，其中1號(hào)與2號(hào)的主變中性點(diǎn)處于不接地運(yùn)行的狀態(tài)。220kvD站點(diǎn)的II 線和220kv的C站點(diǎn)的I、II母線并列運(yùn)行。D站點(diǎn)I 線是空載備用，其中1號(hào)與2號(hào)的主變處于不接地運(yùn)行的狀態(tài)。220kvE站點(diǎn)的I、II 母線并列運(yùn)行，與此同時(shí)，它的1號(hào)與2號(hào)主變是不接地運(yùn)行的狀態(tài)。

故障發(fā)生的時(shí)候此地區(qū)處于雷雨天氣的情況之下，220kvC線的2號(hào)塔的BC相遭遇了雷擊，BC相發(fā)生了相間接地短路的現(xiàn)象，C線保護(hù)距離I 段，零序I 段的保護(hù)動(dòng)作，這次故障的電流為13069 A。C線發(fā)生故障的同時(shí)220kvB站點(diǎn)的保護(hù)零序I 段保護(hù)動(dòng)作及時(shí)的切除35kV 并網(wǎng)線。

對(duì)發(fā)生的故障進(jìn)行詳盡分析發(fā)現(xiàn)，B站點(diǎn)的2號(hào)主變中性點(diǎn)的放點(diǎn)間隙發(fā)生了擊穿現(xiàn)象，在其放電棒一段有十分明顯的燒傷現(xiàn)象。通過故障錄波記錄可以發(fā)現(xiàn)，C線發(fā)生故障的同時(shí)220kv的B線零序電流達(dá)到了8.69A之大，C站點(diǎn)的220kv線的保護(hù)動(dòng)作報(bào)告當(dāng)中也顯示出故障發(fā)生時(shí)的電流也在8.69左右。B線保護(hù)零序I 段的保護(hù)動(dòng)作電流處于8A的狀態(tài)，保護(hù)時(shí)間定為0S，因此為保護(hù)正確動(dòng)作。在經(jīng)過軟件的模擬計(jì)算之后發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)故障的原因是2號(hào)主變中性點(diǎn)遭到了間隙擊穿，這就是說1號(hào)與2號(hào)的主變序列是并列的，零序的阻抗大大減少，在這樣的情況下引發(fā)了保護(hù)動(dòng)作。

3對(duì)于故障原因的分析探討

通過對(duì)以上兩個(gè)實(shí)例的論述發(fā)現(xiàn)，兩起故障都是在強(qiáng)雷雨的天氣情況下并且是雷擊線路的時(shí)候發(fā)生的。220kv變壓器中性點(diǎn)放電間隙的擊穿現(xiàn)象，最終導(dǎo)致了保護(hù)動(dòng)作的發(fā)生，也就是切除了正常運(yùn)行的線路。

這兩起故障的發(fā)生，變電所所處的天氣情況都是強(qiáng)降雨以及大風(fēng)等，在受到天氣的嚴(yán)重影響之后，放電間隙擊穿的電壓就會(huì)有所降低。在雷擊線路的同時(shí)，變電所的近區(qū)線路會(huì)有單相接地的現(xiàn)象發(fā)生，大氣過電壓以及內(nèi)部過電壓通常會(huì)一起進(jìn)行，在二者進(jìn)行疊加之后傳遞給有間隙的主變中性點(diǎn)，波形不是我們熟知的純工頻，當(dāng)然也不是標(biāo)準(zhǔn)的雷電波，在試驗(yàn)的情況下得到的數(shù)據(jù)是不能真實(shí)反映實(shí)際中情況的。因此，在考慮到電極形狀、氣象條件以及放電電壓情況的影響下，間隙擊穿放電現(xiàn)象發(fā)生的概率呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。

4 結(jié)語

綜上所述，對(duì)于主變低壓側(cè)有地方電源接入的中性點(diǎn)來說，一般來說可以直接進(jìn)行接地，在這個(gè)過程中可以不考慮間隙保護(hù)。對(duì)于主變低壓側(cè)無地方電源接入的中性點(diǎn)來說，可以采取金屬氧化物避雷器放電間隙進(jìn)行并聯(lián)的特殊的保護(hù)方式。在使用過程當(dāng)中要對(duì)避雷器和放電間隙之間的配合進(jìn)行校驗(yàn)工作，與此同時(shí)要依據(jù)放電間隙的工頻不斷的挑戰(zhàn)放電電壓，另外，60kV 級(jí)的絕緣中性點(diǎn)間隙的選擇控制在一定范圍之內(nèi)。不斷校核擊穿的中性點(diǎn)放電間隙，對(duì)于間隙距離進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，與此同時(shí)還要及時(shí)打磨球頭圓鋼，只有在這樣的情況下才能便于觀察今后是否出現(xiàn)放電現(xiàn)象。一般情況下對(duì)于集中招標(biāo)采購(gòu)的中性點(diǎn)成套裝置來說，在采用低壓側(cè)無電源點(diǎn)接入的情況下，可以拆除放電間隙一側(cè)的圓鋼，并且可以作為備品，這樣一來，在低壓側(cè)新增電源點(diǎn)接入的情況下就可以進(jìn)行及時(shí)安裝使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]解廣潤(rùn).電力系統(tǒng)過電壓[M ].北京：水利電力出版社，1991.

[2]周澤存.高電壓技術(shù)[M ].北京：中國(guó)電力出版社，1998.

[3]《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》（D L400-91）.

[4]彭向陽，李謙，鐘定珠.廣東電網(wǎng)110kV、220kV 變壓器中性點(diǎn)保護(hù)方式探討[J].廣東電力，2000，13（2）：25-27，46.