变压器中性点间隙接地保护装置应用研究.pdf

表 1 变压器中性点间隙接地保护装置的技术数据变压器额定电压/ kV变压器中性点耐受电压隔离开关 氧化锌避雷器放电间隙电流互感器雷电全波和截波耐受电 / kV（峰值）1 min 工频/ kV（有效值）额定电流 / A 操动机构额定电压/ kV（有效值）持续运行电压 / kV（有效值）直流 1 mA参考电压/ kV不小于8/20 μs 雷电冲击电流残压 / kV（峰值）工频放电电压 / kV±10%（有效值）变比110～330 250～440 95～292 400～600 手动或电动 72～207 58～166 103～292 186～440 83～252 100～600/ 5型式10 kV环氧树脂浇注全封闭支柱式在电力系统故障中，非对称三相故障可以分解出正序分量 、负序分量和零序分量，而变压器线圈中性点接地通道就是零序电流途径通道，零序保护装置是根据零序电压和零序电流大小有选择地切除故障变压器 为保证保护的灵敏度，就不能将所有变压器中性点接地 而为了防止中性点不接地，变压器中性点电压在故障时升高伤害变压器绝缘，所以不直接接地的变压器中性点采用间隙保护 当中性点电压升高时，空气间隙被击穿引起电弧，将中性点接地 。

当电压降低后，电弧熄灭，中性点又不接地了 如果在这个间隙保护回路上加一个电流互感器，在保护动作时，电流流过发出信号，如果其他保护没有正确动作，电流一直持续，经过一定延时，也能动作跳开开关 110 kV、220 kV、330 kV、500 kV 电力变压器中性点必须安装间隙接地保护装置，从而实现变压器中性点接地运行或不接地运行 2 种不同的运行方式 1 技术数据变压器中性点间隙接地保护装置的技术数据如表 1 所示 2 保护装置设计特点2.1 符合标准 ，专业制造 ，整体安装变压器中性点间隙接地保护装置严格按照 GB1985—2004《高压交流隔离开关和接地开关 》、GB/ T11022—1999《高压开关设备和控制设备的共用技术要求 》、GB11032—2000《交流无间隙金属氧化物避雷器 》、DL/T620—1997《交流电气装置的过电压保护及绝缘配合 》、GB5583—1985《互感器局部放电测量 》、DL/T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 》、GB3111.1—1997《高压输变电设备的绝缘配合 》及 “国家电网公司十八项电网重大反事故措施 ”等国家及行业标准的有关规定设计，并配套专门的工艺流程 、检验流程和设备，保证产品制造的流程化 、标准化和专业化 。

2.2 有效保护 ，特性稳定接地间隙的选择决定保护装置的稳定性 实际工程中的间隙有 2 种，分别为棒间隙与球间隙 一般来说，棒间隙为极不均匀电场，放电电压不稳定，分散性大，从而决定了其保护性能差 球间隙为均匀电场，放电电压稳定，分散性小，保护性能好 基于此，变压器中性点间隙接地保护装置主要采用球形放电间隙方式，比惯用的棒形放电间隙放电电压准确率高 、分散性小 、特性稳定，与避雷器特性及主要变压器的绝缘配合精确 、充分有效，热容量大，不易烧损 提高了保护安全性和保护效果 2.3 组配灵活 ，使用方便变压器中性点间隙接地保护装置一般采用球形间隙，亦可按用户要求采用棒形间隙 避雷器与隔离开关可根据工程需要任意组合选配 隔离开关的动作亦可按工程要求选择使用手动或电动机构 间隙的技术参数可在工厂完成调试，亦可在现场进行调试 3 使用条件与注意事项3.1 使用条件（ 1）适用于户内 、外 2）环境温度：不低于- 40℃，不高于 ＋55℃；相对湿度：不大于 95%（ 25℃） 3）海拔高度不超过 4 000 m，超出4 000 m 可根据实际情况特制 4）地震烈度 8 度及以下地区；最大风速不超过 35m/ s。

5）电网频率： 58～62Hz（ 60Hz系统） 、48～52Hz（ 50Hz 系统） 6）安装场所的空气中不应含化学腐蚀气体和蒸气，无爆炸性尘埃 3.2 使用注意事项（ 1）变压器中性点电流互感器一般装设在变压器出线套管上，不包括在本装置内 接地保护装置结构图如图 1 所示 2）设计时应掌握变压器额定电压 、电流互感器变比，隔离开关额定电流 、操作机构形式，氧化锌避雷器额定电压等参数 3.3 电流互感器选用采用环氧树脂浇注的干式电流互感器 电流互感器装在不锈钢箱体里，不受环境气候影响，使用寿命长，使保护不会出现误动或拒动且稳定可靠 电流互感器二次侧设 0.5/ 10P 两个次级 供测量保护使用 不用时应将其短路 3.4 安装注意事项安装尺寸：接地保护装置安装尺寸如表 2 所示 安装注意：（ 1）设备可利用底座的 4 个安装孔进行吊装，不得把吊绳捆绑在瓷柱上，防止损坏设备 2）固定操作机构的槽钢支电气工程与自动化 ◆Dianqigongcheng yu Zidonghua变压器中性点间隙接地保护装置应用研究丁双松 徐 航（兰溪市供电局，浙江 金华 321100）摘 要：基于高压线路变压器中性点电压升高造成对变压器的损害，研究了中性点间隙接地保护装置的设计思路与应用条件，在分析接地保护装置技术参数的基础上，详细探讨了设计特点，论述了工程实践中接地保护装置使用时的注意事项与中性点间隙对接地装置稳定性的影响，对高压线路变压器的设计安装工程有一定的指导意义 。

关键词：变压器中性点；接地保护；安装注意事项108机 电信息 2010 年第 30 期总第 276 期式中， cosφ1为补偿前线路功率因数 =补偿后降低的线损功率（ kW）补偿前的损功率（ kW）；cosφ2为补偿后线路功率因数； ΔP（ %）为线路功率损耗降低率 从式（ 4）可得：cos2φ2=cos2φ1/ 1- ΔP（ % ） （ 5）Qc=（ 1/ cos2φ1- 1姨 - 1/ cos2φ2- 1姨 ）将式（ 5）代入：Qc=P1/ cos2φ1- 1姨 - 1-ΔP（ % ） / cos2φ2- 1姨姨 姨 （ 6）5 根据电网运行要求做好无功补偿装置的运行管理工作调度 、生产 、用电部门应相互配合，做好节假日期间系统 、线路用户的无功补偿装置的退出运行工作，无功补偿退出运行的用户，建议省公司出台相应的免除无功考核的政策，以鼓励用户积极做好配合工作 综上所述，从不同角度出发考虑供用电的条件和实际需要来确定电力电容器的补偿容量，有利于改善供电质量，挖掘供电潜力，降低线损，从而提高供用电双方的经济效益 收稿日期： 2010- 08- 25作者简介：应挺（ 1974-），男，浙江永康人，助理工程师 。

架和由操作机构到隔离开关导电杆转轴的钢管，均由安装单位现场制作，长度 、尺寸现场确定 3）设备应可靠接地 4 工程安装后测试实验检查设备外观完好，状况外观检查完成后，解开避雷器与间隙连接母线排，打开隔离开关 进行以下参数性能测试：4.1 氧化锌避雷器测试（ 1）工频 1 mA 参考电压试验：在避雷器两端施加工频电压，当通过避雷器的电流等于 1 mA 时，测量加在避雷器上的工频电压，该电压应不低于避雷器额定电压 2）直流 1 mA 参考电压试验：在避雷器两端施加直流电压（直流电压的脉动部分不大于 ±1.5%），当通过避雷器的电流为 1 mA 时，测量加在避雷器上的直流电压值，该电压应不得小于技术数据表 1 的规定值 3）泄漏电流试验：在避雷器两端施加 0.75 倍直流 1 mA 参考电压，测出流过避雷器的漏电流，该电流值应不大于 50μA注：严禁给避雷器做工频放电电压试验 4.2 隔离开关机械操作和机械特性试验对隔离开关进行 10 次分 、合闸空载操作，每次都应达到合闸位置和分闸位置 且整个过程中隔离开关各部分无损害 4.3 工频间隙放电测试在试验变压器原边串联一块 10 A 及以上的电流表 。

在间隙的进线端子与接地端子 N 之间施加工频电压，试验时施加到放电间隙的电压应从零开始，在高压侧能准确读数的条件下，迅速升压到间隙放电为止（观察电流表，当电流发生突变时，表明间隙放电，此刻的电压值应为工频放电电压值） 每次放电后，应在 0.2 s 内切断工频电源 每连续 2 次试验时间间隔不小于 10 s，测量次数为 3次，每次所测的放电电压值应符合技术数据表中规定 注：如果工频放电电压值超出范围，可对间隙进行微调 5 结语中性点接地保护装置就是以实现变压器中性点接地或不接地运行 2 种不同的运行方式设计的，从而避免变压器中性点因受雷电冲击和故障引起电压升高，对变压器绝缘造成损害 无论大小电流系统，中性点接地保护装置设计时遵循以下条件：（ 1）严格按照 DT/ T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 》、GB311.1—1997《高压输变电设备的绝缘配合 》及 《国家电网公司十八项电网重大反事故措施 》等国家及行业标准的有关规定进行设计 、制造，有效保护电网安全，改善电网环境 2）模块结构，系统采用模块化结构，现场免焊接设计，集隔离开关 、氧化锌避雷器 、避雷器检测仪 、放电间隙 、间隙保护和零序保护互感器等电器设备于一体，具有体积小 、便于安装调试 、可靠性高等特点 。

3）特性稳定，系统间隙可调的棒形间隙配球型电极的放电方式，与惯用的棒形间隙放电方式相比，放电电压准确率更高 、分散性更小 、特性更稳定，与避雷器的保护特性和变压器的绝缘配合更精确，且热容量大，不易烧毁 提高了保护的安全性 、可靠性 4）方案可定制，系统采用棒形间隙配球型电极的纯间隙变压品中性点接地保护方案，也可采用间隙与避雷器并联工作，协同保护的方案 避雷器与隔离开关可根据工程需要，定制方案，灵活组配 隔离开关的操动机构亦可按工程要求选择使用手动或电动方式 间隙的技术参数可在工厂完成调试，亦可在现场进行校正 ［参考文献］［1］罗真海.110 kV 、220 kV 架空送电线路复合绝缘子并联间隙防雷保护研究［D］.北京：中国电力科学研究院，2000［2］罗真海，陈勉，陈维江，等.110 kV 、220 kV 架空输电线路复合绝缘子并联间隙防雷保护研究［J］.电网技术，2002，26（10）：41 ～47［3］陈维江，孙昭英，李国富，等.110 kV 和 220 kV 架空线路并联间隙防雷保护研究［J］.电网技术，2006，30（13）：70 ～75收稿日期： 2010- 09- 19作者简介：丁双松（ 1982-），男，金华浦江人，助理工程师，研究方向：工程管理 、线路运行 、可靠性分析 。

表 2 接地保护装置安装尺寸高 / mm 宽 / mm 长 / mm 底座孔径 / mm 底座孔距 / mm1 315 370 1 300 4×20 450×4501 900 370 1 300 4×20 450×450由于体积原因可根据现场情况生产（上接第 91 页）Dianqigongcheng yu Zidonghua◆电气工程与自动化109。