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110kV分級絕緣變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙配置探討

作者:譚程文  
評論: 更新日期:2011年05月02日

 摘 要? 本文對110kV分級絕緣變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙配置進(jìn)行了分析,認(rèn)為低壓側(cè)無地方電源介入的一般110kV變電所內(nèi)的主變壓器中性點(diǎn)不應(yīng)加裝棒間隙。針對已運(yùn)行的不同型式的中性點(diǎn)避雷器依據(jù)實(shí)際的X0/X1值,進(jìn)行了配合校驗(yàn)。
  關(guān)鍵詞? 110kV分級 絕緣變壓器? 中性點(diǎn)保護(hù)間隙? 配置
   
  0 引言
  變壓器中性點(diǎn)接地的配置原則是在有效接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)系統(tǒng)的中性點(diǎn)不允許失地,且必須保證其有效性(X0/X1<3)。對不接地的分級絕緣變壓器中性點(diǎn)因絕緣水平的要求,通常接有相應(yīng)的避雷器及保護(hù)間隙,所以,中性點(diǎn)保護(hù)間隙應(yīng)從繼電保護(hù)和過電壓保護(hù)兩方面考慮。
  裝并聯(lián)間隙的初衷是防止避雷器在內(nèi)部過電壓下動(dòng)作承受不住而爆炸,損壞主變及附近設(shè)備,因而要求間隙的配合特性是:在雷電過電壓作用時(shí)避雷器動(dòng)作,間隙不動(dòng)作;在內(nèi)部過電壓作用時(shí)避雷器不動(dòng)作,間隙動(dòng)作,兩者的分工是清晰的。間隙要滿足動(dòng)作值和不動(dòng)作值兩個(gè)條件,這種要求對220kV變壓器中性點(diǎn)易辦到,而對110kV變壓器中性點(diǎn)則較難。以往按電力試驗(yàn)單位提供的間隙尺寸裝配,并不要求再做試驗(yàn),試驗(yàn)室提供的數(shù)據(jù)是分別施加工頻和雷電波測試到的,與實(shí)際運(yùn)行工況相差很大。在多雷區(qū),變電所近區(qū)線路單相接地時(shí),大氣與內(nèi)部過電壓往往同時(shí)出現(xiàn),疊加后傳遞到并有間隙的中性點(diǎn),? 既不是純工頻也不是標(biāo)準(zhǔn)雷電波。在試驗(yàn)室得出的兩項(xiàng)獨(dú)立的數(shù)據(jù)很難代表所遇到的真實(shí)情況。另外,空氣間隙受氣象條件、電極形狀及本身放電電壓的離散性的影響,可*性較差,至少廣東省的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證實(shí)了這一點(diǎn)。這里還應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是,水電生字(78)184號文(附件)下達(dá)之后,在不需要加裝棒間隙,錯(cuò)誤地認(rèn)為加上間隙總會(huì)有好處,再加上繼保配置不當(dāng),所有的因素累積到一起,間隙誤動(dòng)造成主變跳閘和10 kV母線停電事故??梢越y(tǒng)計(jì)出珠海地區(qū)在四年內(nèi)雷電期間110kV線路單相接地時(shí),間隙共動(dòng)作11次,誤動(dòng)率占100%,沒有裝間隙的卻是平平安安。
   
  1? 中性點(diǎn)間隙與繼電保護(hù)
  110kV及以上電網(wǎng)是有效接地系統(tǒng),今日電網(wǎng)結(jié)構(gòu)通常由220kV變電所以輻射狀向110kV變電所供電。110kV接地的中性點(diǎn)設(shè)置在220kV變電所的220/1l0 kV降壓變壓器上,是零序電抗的主通道,是保證系統(tǒng)有效性(X0)的主導(dǎo)成分,是不允許失地的。不管站內(nèi)有幾臺主變, 至少應(yīng)有1臺變壓器的110kV中性點(diǎn)必須接地運(yùn)行并滿足X0/Xl<3?!督涣麟姎庋b置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》(DL/T620――1997)第4.1.1條指出:“應(yīng)避免110kV 及220 kV有效接地系統(tǒng)中偶然形成局部不接地系統(tǒng),并產(chǎn)生較高的工頻過電壓。”“應(yīng)避免”是第一道防線。隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備可*性和技術(shù)水平的提高,多年來沒有看到過系統(tǒng)失地事故的報(bào)導(dǎo),珠海地區(qū)電網(wǎng)出現(xiàn)至今,整體和局部從未發(fā)生過失地現(xiàn)象。不過也不能為110kV系統(tǒng)永遠(yuǎn)不失地做出保險(xiǎn),當(dāng)有下述情況出現(xiàn)時(shí),則需要有中性點(diǎn)保護(hù)間隙支撐。
  1.1 有兩臺及以上主變的220kV降壓變電所(一般為并列運(yùn)行),按最不利的情況考慮,? 當(dāng)110kV中性點(diǎn)接地運(yùn)行的主變內(nèi)部故障跳閘后,剩下一臺中性點(diǎn)不接地的變壓器繼續(xù)運(yùn)行,? 會(huì)形成失地系統(tǒng),此時(shí)值班員(或遙控)應(yīng)立即合上另—臺沒有接地運(yùn)行的110kV中性點(diǎn)地刀,恢復(fù)接地系統(tǒng),這就是現(xiàn)場運(yùn)行規(guī)程和調(diào)度規(guī)程中防止失地的具體措施。而在110kV中性點(diǎn)地刀合上之前(一般認(rèn)為是幾分鐘)又相繼發(fā)生單相接地時(shí)(機(jī)會(huì)極少),*另一臺供電的不接地的主穿110kV中性點(diǎn)保護(hù)間隙擊穿,仍等效于接地系統(tǒng)。故障線路的主保護(hù)仍然會(huì)瞬時(shí)動(dòng)作跳閘,電源端的3U0和間隙保護(hù)3I0。仍有后備作用?!兑?guī)程》[1]2.3.9.2條規(guī)定:“中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙時(shí),應(yīng)按2.3.8條的規(guī)定裝設(shè)零序電流保護(hù),并增設(shè)反應(yīng)零序電壓和間隙放電電流的零序電流電壓保護(hù)。當(dāng)電力網(wǎng)單相接地且失去接地中性點(diǎn)時(shí),零序電流電壓保護(hù)約經(jīng)過0.3—0.5S時(shí)限動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。”保證了原有的繼電保護(hù)配置按有效接地系統(tǒng)的正常程序動(dòng)作。
  1.2? 通過110kV變壓器低壓側(cè)與主網(wǎng)相連的地方電源,因某種原因110kV側(cè)與主網(wǎng)解列后會(huì)形成局部的失地系統(tǒng),此時(shí)的變壓器已成為電源端的升壓變,合上中性點(diǎn)地刀是應(yīng)立即采取的措施,程序同上。其間110kV再發(fā)生單相接地時(shí)就要*變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙擊穿,使獨(dú)立的110kV系統(tǒng)中性點(diǎn)不失地。當(dāng)主保護(hù)或開關(guān)拒動(dòng)時(shí),主變近后備做出反應(yīng)?!兑?guī)程》[2]4.2.14.2條規(guī)定:“對中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的主網(wǎng)終端變電所,如果變壓器的中性點(diǎn)不直接接地,且負(fù)荷側(cè)按有地區(qū)電源則變壓器還應(yīng)裝設(shè)零序電壓和間隙零序電流解列裝置,三倍零序電壓3U0定值一般整定為10—l5V(額定電壓為300V),間隙零序電流一次定值為40-100A,保護(hù)動(dòng)作后帶0.3—0.5S延時(shí),跳地區(qū)電源聯(lián)絡(luò)線路的斷路器?!?保護(hù)間隙最大限度地維持有效接地系統(tǒng)的運(yùn)行。

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