基于220kv變壓器中性點放電間隙保護誤動分析探討

國網(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變壓器中性點放電間隙保護誤動故障發(fā)生了多起，本文主要例舉了相關(guān)案例并且進行詳盡分析，得出了相應(yīng)的結(jié)論，即雷擊線路之后，經(jīng)常會發(fā)生主變中性點放點間隙導(dǎo)致?lián)舸┈F(xiàn)象，從而發(fā)生保護誤動的故障。本文還提出220kV 分級絕緣變壓器中性點保護方式應(yīng)該有所不同，針對不同的電源接入方式應(yīng)該使用不同的保護形式，與此同時，還要注意校驗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；中性點放電間隙；誤動分析

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變電所進行輻射形的供電。220 kV接地系統(tǒng)的中性點所處的位置位于零序抗電的主通道上面，絕對不允許發(fā)生失地的現(xiàn)象，因為它是保證系統(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，在不接地運行的變壓器中性點需要考慮的影響因素涉及到多個方面，比如操作過電壓的影響，雷電過電壓的影響以及暫時過電壓的影響等等。所以，站內(nèi)主變的數(shù)量不管是幾臺，都要保證一臺變壓器在有效運行，并且這臺變壓器的220 kV中性點一定要保證接地運行?！督涣麟姎庋b置的過電壓保護和絕緣配合》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變壓器中性點都是嚴格按照國家電網(wǎng)公司的一些典型設(shè)計要求進行安裝使用的，一般來說都采用了避雷器以及棒間隙相結(jié)合的保護形式。但是公司在這樣的保護形式下仍然發(fā)生了兩次保護切除正常運行負荷事故，這都是由于中性點放點間隙擊穿所引起的?？傊治鎏接懕芾灼髋c棒間隙之間相配合的保護形式就顯得尤為重要，在探討事故發(fā)生原因的情況下，還要不斷改進配置形式以期達到良好的使用效果。

1 220kv變壓器中性點放電間隙保護誤動故障一

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

故障發(fā)生的時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，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)致線路的保護系統(tǒng)同時進行工作，斷路器首先分閘，然后進行重合。

故障發(fā)生之后經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，220kv的Y站點的其中一個主變中性點發(fā)生了放點間隙擊穿的現(xiàn)象，與此同時，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行檢查I線保護裝置記錄發(fā)現(xiàn)，在距離I 段，零序I 段以及重合閘動作，C 相故障，相電流為21.31A，零序電流為19.62A，測距為1.68kM；在檢查II 線保護裝置記錄的時候發(fā)現(xiàn)：距離I 段、零序I 段和重合閘動作，A C 相故障，相電流為35.2A，零序電流為18.94A，測距3.15kM；然而整條線路的保護裝置記錄如下，零序I 段和重合閘動作，三相故障的電流是一樣的，相電流為2.58A，零序電流為7.39A。對發(fā)生故障的錄波進行研究之后發(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，兩臺主變中性點的放點間隙有擊穿現(xiàn)象發(fā)生，整條線路是零序保護動作。

2 220kv變壓器中性點放電間隙保護誤動故障二

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

故障發(fā)生的時候此地區(qū)處于雷雨天氣的情況之下，220kvC線的2號塔的BC相遭遇了雷擊，BC相發(fā)生了相間接地短路的現(xiàn)象，C線保護距離I 段，零序I 段的保護動作，這次故障的電流為13069 A。C線發(fā)生故障的同時220kvB站點的保護零序I 段保護動作及時的切除35kV 并網(wǎng)線。

對發(fā)生的故障進行詳盡分析發(fā)現(xiàn)，B站點的2號主變中性點的放點間隙發(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220kv的B線零序電流達到了8.69A之大，C站點的220kv線的保護動作報告當中也顯示出故障發(fā)生時的電流也在8.69左右。B線保護零序I 段的保護動作電流處于8A的狀態(tài)，保護時間定為0S，因此為保護正確動作。在經(jīng)過軟件的模擬計算之后發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)故障的原因是2號主變中性點遭到了間隙擊穿，這就是說1號與2號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)了保護動作。

3對于故障原因的分析探討

通過對以上兩個實例的論述發(fā)現(xiàn)，兩起故障都是在強雷雨的天氣情況下并且是雷擊線路的時候發(fā)生的。220kv變壓器中性點放電間隙的擊穿現(xiàn)象，最終導(dǎo)致了保護動作的發(fā)生，也就是切除了正常運行的線路。

這兩起故障的發(fā)生，變電所所處的天氣情況都是強降雨以及大風(fēng)等，在受到天氣的嚴重影響之后，放電間隙擊穿的電壓就會有所降低。在雷擊線路的同時，變電所的近區(qū)線路會有單相接地的現(xiàn)象發(fā)生，大氣過電壓以及內(nèi)部過電壓通常會一起進行，在二者進行疊加之后傳遞給有間隙的主變中性點，波形不是我們熟知的純工頻，當然也不是標準的雷電波，在試驗的情況下得到的數(shù)據(jù)是不能真實反映實際中情況的。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。

4 結(jié)語

綜上所述，對于主變低壓側(cè)有地方電源接入的中性點來說，一般來說可以直接進行接地，在這個過程中可以不考慮間隙保護。對于主變低壓側(cè)無地方電源接入的中性點來說，可以采取金屬氧化物避雷器放電間隙進行并聯(lián)的特殊的保護方式。在使用過程當中要對避雷器和放電間隙之間的配合進行校驗工作，與此同時要依據(jù)放電間隙的工頻不斷的挑戰(zhàn)放電電壓，另外，60kV 級的絕緣中性點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放電間隙，對于間隙距離進行適當調(diào)整，與此同時還要及時打磨球頭圓鋼，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。一般情況下對于集中招標采購的中性點成套裝置來說，在采用低壓側(cè)無電源點接入的情況下，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)新增電源點接入的情況下就可以進行及時安裝使用。

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