110kV變壓器中性點(diǎn)接地方式與零序保護(hù)配置探討

110kV變壓器零序保護(hù)存在的問題
在有效接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)對地偏移電壓被限制在一定的水平，中性點(diǎn)間隙保護(hù)不會(huì)產(chǎn)生作用。配置間隙保護(hù)的目的，是為了防止非有效接地系統(tǒng)中零序電壓升高對變壓器絕緣造成的危害。只有當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，有關(guān)的中性點(diǎn)直接接地變壓器全部跳閘，而帶電源的中性點(diǎn)不接地變壓器仍保留在故障電網(wǎng)中時(shí)，放電間隙才放電，以降低對地電壓，避免對變壓器絕緣造成危害。間隙擊穿會(huì)產(chǎn)生截波，對變壓器匝間絕緣不利，因此，在單相接地故障引起零序電壓升高時(shí)，我們更希望由零序過電壓保護(hù)完成切除變壓器的任務(wù)。相反，間隙電流保護(hù)則存在一定程度的偶然性，可能因種種原因使間隙電流保護(hù)失去作用，從這個(gè)意義講，對于保護(hù)變壓器中性點(diǎn)絕緣而言，零序過電壓保護(hù)比間隙電流保護(hù)更重要，零序過電壓保護(hù)通常和間隙電流保護(hù)一起共同構(gòu)成變壓器中性點(diǎn)絕緣保護(hù)。所以僅設(shè)置間隙電流保護(hù)而沒有零序過電壓保護(hù)是不夠完善的，特別是當(dāng)間歇性擊穿時(shí)，放電電流無法持續(xù)，間隙電流保護(hù)將不起作用。
目前已經(jīng)投運(yùn)的110kV變電站，大多數(shù)只裝設(shè)中性點(diǎn)棒間隙而沒有相應(yīng)的保護(hù)，這種配置有弊無利，當(dāng)電網(wǎng)零序電壓升高到接近額定相電壓時(shí)，所有中性點(diǎn)不接地的變壓器均同時(shí)感受到零序過電壓。如果沒有采用間隙過流保護(hù)的終端變壓器中性點(diǎn)間隙搶先放電，當(dāng)無法持續(xù)放電時(shí)，則帶電源的中性點(diǎn)不接地變壓器將無法脫離故障電網(wǎng)。因此，對于低壓側(cè)無電源的終端變壓器，如果沒有配置完整的間隙電流保護(hù)及零序過電壓保護(hù)，應(yīng)解除中性點(diǎn)棒間隙或人為增大間隙距離，避免間隙搶先放電。
對于內(nèi)橋接線的變電站，中性點(diǎn)接地變壓器零序電流第一時(shí)限跳900和100母分不是最佳的方案。由于在低壓側(cè)并列運(yùn)行時(shí)，跳900開關(guān)后多損失一段母線，同時(shí)中性點(diǎn)不接地變壓器低壓側(cè)開關(guān)仍運(yùn)行，在目前沒有零序過電壓保護(hù)的情況下，若因10kV轉(zhuǎn)電等原因存在臨時(shí)低壓電源，則不接地變壓器就存在過電壓的危險(xiǎn)。因此，在110kV側(cè)已裝設(shè)三相電壓互感器的前提下，增加零序過電壓保護(hù)是簡便易行的安全措施。
變壓器中性點(diǎn)接地方式控制以及零序保護(hù)改進(jìn)措施
首先是要確保110kV系統(tǒng)為有效接地系統(tǒng)。防止誤操作是最根本的辦法，保證電源端變壓器110kV側(cè)中性點(diǎn)有效接地。如果保護(hù)整定許可，可以將電源側(cè)2臺(tái)并列運(yùn)行的變壓器中性點(diǎn)同時(shí)接地。
帶電源變壓器失去接地中性點(diǎn)后可能成為非有效接地系統(tǒng)，因此，對于電源端變壓器或者將來可能帶電源的變壓器，在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)考慮配置完整的中性點(diǎn)間隙保護(hù)，包括中性點(diǎn)零序過電流保護(hù)，中性點(diǎn)間隙電流保護(hù)以及母線開三角零序電壓保護(hù)。
在110kV饋出線路上，不論并接幾臺(tái)變壓器，在電源側(cè)中性點(diǎn)接地的情況下，各終端變壓器中性點(diǎn)可以不接地運(yùn)行。在實(shí)際運(yùn)行中，為防止可能出現(xiàn)的不安全因素，可安排其中一臺(tái)中性點(diǎn)接地，在選擇接地中性點(diǎn)時(shí)，可按以下順序考慮：首先選擇低壓側(cè)臨時(shí)帶電源的變壓器，其次考慮高壓側(cè)沒有斷路器的變壓器，最后選擇離電源端距離最短的變壓器中性點(diǎn)接地即可。
已經(jīng)投入運(yùn)行的大部分110kV終端變電站，由于目前尚未配置母線TV開三角零序電壓保護(hù)以及中性點(diǎn)間隙電流保護(hù)，為避免中性點(diǎn)間隙搶先放電，應(yīng)將原先裝設(shè)的中性點(diǎn)棒間隙拆除或人為增大間隙距離。
今后設(shè)計(jì)的110kV變電站，高壓側(cè)宜考慮采用三相電壓互感器，設(shè)置零序過電壓保護(hù)和變壓器中性點(diǎn)間隙電流保護(hù)。這種配置可以提供靈活的運(yùn)行方式，適應(yīng)將來電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化。
對于內(nèi)橋接線變電站，主變中性點(diǎn)零序電流保護(hù)第一時(shí)限應(yīng)切除另一臺(tái)不接地變壓器，避免擴(kuò)大停電范圍或者可能出現(xiàn)的工頻過電壓。

審核編輯黃宇