110kV變壓器中性點接地方式與零序保護配置探討

110kV變壓器零序保護存在的問題
在有效接地系統(tǒng)中，變壓器中性點對地偏移電壓被限制在一定的水平，中性點間隙保護不會產(chǎn)生作用。配置間隙保護的目的，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。只有當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，有關的中性點直接接地變壓器全部跳閘，而帶電源的中性點不接地變壓器仍保留在故障電網(wǎng)中時，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，我們更希望由零序過電壓保護完成切除變壓器的任務。相反，間隙電流保護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失去作用，從這個意義講，對于保護變壓器中性點絕緣而言，零序過電壓保護比間隙電流保護更重要，零序過電壓保護通常和間隙電流保護一起共同構成變壓器中性點絕緣保護。所以僅設置間隙電流保護而沒有零序過電壓保護是不夠完善的，特別是當間歇性擊穿時，放電電流無法持續(xù)，間隙電流保護將不起作用。
目前已經(jīng)投運的110kV變電站，大多數(shù)只裝設中性點棒間隙而沒有相應的保護，這種配置有弊無利，當電網(wǎng)零序電壓升高到接近額定相電壓時，所有中性點不接地的變壓器均同時感受到零序過電壓。如果沒有采用間隙過流保護的終端變壓器中性點間隙搶先放電，當無法持續(xù)放電時，則帶電源的中性點不接地變壓器將無法脫離故障電網(wǎng)。因此，對于低壓側無電源的終端變壓器，如果沒有配置完整的間隙電流保護及零序過電壓保護，應解除中性點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，中性點接地變壓器零序電流第一時限跳900和100母分不是最佳的方案。由于在低壓側并列運行時，跳900開關后多損失一段母線，同時中性點不接地變壓器低壓側開關仍運行，在目前沒有零序過電壓保護的情況下，若因10kV轉電等原因存在臨時低壓電源，則不接地變壓器就存在過電壓的危險。因此，在110kV側已裝設三相電壓互感器的前提下，增加零序過電壓保護是簡便易行的安全措施。
變壓器中性點接地方式控制以及零序保護改進措施
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側中性點有效接地。如果保護整定許可，可以將電源側2臺并列運行的變壓器中性點同時接地。
帶電源變壓器失去接地中性點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，在設計階段就應考慮配置完整的中性點間隙保護，包括中性點零序過電流保護，中性點間隙電流保護以及母線開三角零序電壓保護。
在110kV饋出線路上，不論并接幾臺變壓器，在電源側中性點接地的情況下，各終端變壓器中性點可以不接地運行。在實際運行中，為防止可能出現(xiàn)的不安全因素，可安排其中一臺中性點接地，在選擇接地中性點時，可按以下順序考慮：首先選擇低壓側臨時帶電源的變壓器，其次考慮高壓側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接地即可。
已經(jīng)投入運行的大部分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以及中性點間隙電流保護，為避免中性點間隙搶先放電，應將原先裝設的中性點棒間隙拆除或人為增大間隙距離。
今后設計的110kV變電站，高壓側宜考慮采用三相電壓互感器，設置零序過電壓保護和變壓器中性點間隙電流保護。這種配置可以提供靈活的運行方式，適應將來電網(wǎng)結構的變化。
對于內(nèi)橋接線變電站，主變中性點零序電流保護第一時限應切除另一臺不接地變壓器，避免擴大停電范圍或者可能出現(xiàn)的工頻過電壓。

審核編輯黃宇