談110kV系統(tǒng)變壓器中性點經(jīng)小電抗接地的優(yōu)越性

趙聯(lián)臣，孫海濤

（國網(wǎng)山東省電力公司棗莊供電公司,山東棗莊，277000）

談110kV系統(tǒng)變壓器中性點經(jīng)小電抗接地的優(yōu)越性

趙聯(lián)臣，孫海濤

（國網(wǎng)山東省電力公司棗莊供電公司,山東棗莊，277000）

本文對110kV變壓器中中性點在經(jīng)小電抗接地的具體應(yīng)用方法進行論述。

短路電流；過電壓；中性點接地；故障失地

0 引言

電力系統(tǒng)想要獲得安全穩(wěn)定運行，變壓器中性點接地方式的科學(xué)選擇是重要部分。中性點經(jīng)小電抗接地相較于傳統(tǒng)接地方式，在對短路電流、過電壓等方面的影響所具有的突出優(yōu)勢。同時運用實例分析的方式，論證在面對電力故障中中性點經(jīng)小電抗接地的故障限制方法。變壓器在中性點接地的方式選擇中，一般會隨著電網(wǎng)運行的實際需要而不斷改進。我國的電網(wǎng)運行實際狀況中，大部分中性點的方式仍舊選擇陳舊的不接地，雖然在一定程度上能夠獲得系統(tǒng)穩(wěn)定性的提高，但是從長遠角度考慮，這種不接地的方式非常容易造成變壓器內(nèi)部出現(xiàn)短路沖擊，并造成大規(guī)模的電網(wǎng)損毀。因此在技術(shù)層面，科研專家潛心研究，通過經(jīng)小電抗的方式取代傳統(tǒng)不接地方式，取得了一定的成效。

1 常見多種中性點接地方式比較

本文在具體論述中性點經(jīng)小電抗接地方式前，首先對目前電力系統(tǒng)當(dāng)中常見的幾種接地方式進行了總結(jié)和歸納，并對其進行了逐一分析。

1.1 中性點經(jīng)電阻接地

中性點經(jīng)電阻接地是指在電網(wǎng)中性點和地中間設(shè)置電阻，利用電阻方式對電網(wǎng)當(dāng)中出現(xiàn)的間歇性電弧、單相接地電流、通訊干擾等內(nèi)容進行控制，從而使兩相接地的可能性得到降低，實現(xiàn)線路的自動故障檢測[1]。

1.2 中性點直接接地

中性點直接接地是指不在電網(wǎng)中心點與地之間進行設(shè)置，從而降低電力變壓器在超高壓中中性點的絕緣強度。并能夠在單相接地發(fā)生故障時，使中心點電位在零不變，非故障相對地電壓穩(wěn)定維持。不過直接接地的方式多數(shù)情況下會出現(xiàn)在220kV以上的高壓變壓器中，在本文110kV系統(tǒng)變壓器中較少出現(xiàn)。

1.3 中性點不接地

作為最為傳統(tǒng)的接地方式，中性點不接地是在電力設(shè)備上不額外加裝配套設(shè)施不進行單獨接地。這種方式結(jié)構(gòu)簡潔運行方便，并在三相電壓中呈現(xiàn)A、B、C對稱關(guān)系，保證持續(xù)供電。但是缺點也同樣明顯，即在電壓等級較高的情況下發(fā)生故障，會造成嚴重的絕緣損壞，影響電網(wǎng)安全。

2 中性點經(jīng)小電抗接地的應(yīng)用

相較于以上一種接地方式，在實際應(yīng)用當(dāng)中，中性點經(jīng)小電抗接地能夠在站內(nèi)對等效零序阻抗起到改變的作用，從而在系統(tǒng)繼電保護定值的整定和選擇當(dāng)中起到?jīng)Q定性的影響。因此在具體應(yīng)用過程中，首先需要對中性點經(jīng)小電抗的接地電抗值進行選擇，一般來說會在實際運行過程中依照變壓器接地時維持等效零序阻抗的特點選擇分檔取值，再根據(jù)投入變壓器運行的具體臺數(shù)設(shè)置轉(zhuǎn)換開關(guān)狀態(tài)和參數(shù)。之后再選擇性能指標過硬的電抗器，其中，電抗器是否具有良好的伏安性能是電抗器選擇的關(guān)鍵，選擇電抗器之后則可以利用現(xiàn)階段智能化的控制方式對其進行控制。例如目前廣泛得到應(yīng)用的無人值班變電站，就是通過智能化自動系統(tǒng)實現(xiàn)對中性點經(jīng)小電抗接地的各阻抗開關(guān)控制，并且還需要在系統(tǒng)當(dāng)中生成相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)[2]。

3 中性點經(jīng)小電抗接地相較于其他方式的優(yōu)越性

3.1 限制故障電壓電流值的優(yōu)越性

本文在對某110kV變電站進行研究的過程中發(fā)現(xiàn)，該變電站選用了由保定市某品牌生產(chǎn)的50MVA變電器共計三臺，作為主要運行設(shè)備。在以往的接地方式當(dāng)中選用了傳統(tǒng)的不接地方式，在多年使用過程中逐漸改換為經(jīng)小電抗的接地方式。本文利用該設(shè)備的這一特點，通過單相接地短路故障和兩相接地短路故障，進行對比。為了充實對比實例，又選用了多臺電阻接地和直接接地的變壓器系統(tǒng)共同參與到對比實踐當(dāng)中，并在故障時對多臺機器的中性點電壓、中性點電流、故障相電流進行了測算和統(tǒng)計。其中，在單相接地短路故障當(dāng)中，直接接地方式的中性點電壓為0kV，中性點電流約為6.713kA，故障相電流約為2.011kA；不接地方式中中性點電壓約為91.42kV，中性點電流及故障相電流均為0kV；電阻接地方式中中性點電壓約為73.82kV，中性點電流為3.37kA，故障相電流為1.071kA；而采用經(jīng)小電抗接地方式，中性點電壓為51.296kV，中性點電流為2.012kA，而故障相電流為0.531kA。兩相接地短路故障中，四種接地方式的具體數(shù)值如表1所示。

表1 四種接地方式在兩相接地短路故障時數(shù)值

通過上述數(shù)值的對比可以清晰的看出，經(jīng)小電抗接地方式在四種接地方式當(dāng)中做到了直接接地與不接地的均衡，同時兼具了二者的優(yōu)勢，避免了在短路故障當(dāng)中出現(xiàn)不對稱短路與短路電流之間的矛盾。此外，在對整個110kV系統(tǒng)的影響中，可以清楚地發(fā)現(xiàn)，經(jīng)小電抗的接地方式相較于電阻接地方式具有更好的中性點電壓抑制效果。

3.2 限制故障失地過電壓的優(yōu)越性

在電力系統(tǒng)當(dāng)中，如果單組形式的變壓器是變電站的主要機械設(shè)備，那么當(dāng)出現(xiàn)電源電壓值過小的情況時，沒有其他備用設(shè)備，從而在面對極易出現(xiàn)的電路單相接地這一情況，就會出現(xiàn)斷路器跳閘，并自動停止工作。在既往的不接地電路系統(tǒng)當(dāng)中，這種故障的出現(xiàn)會使得電路系統(tǒng)內(nèi)部生成較高的電壓，從而使設(shè)備的絕緣性變強，避雷器遭受電壓損害。這種情況下，原本選擇接地的變壓器會由于故障出現(xiàn)斷開，就形成了電壓故障“失地”。在以往的不接地方案中，電壓失地的出現(xiàn)由于屬于非全相故障，因此會出現(xiàn)繼電保護，迫使變壓器保護跳閘。在進行不接地和經(jīng)小電抗接地兩種方式在電壓失地故障發(fā)生時的暫態(tài)峰值，發(fā)現(xiàn)不接地方式的暫態(tài)峰值高于經(jīng)小電抗暫態(tài)峰值達47%之多，同時對比其他接地方式下電壓失地時的暫態(tài)峰值，可以看出在多種接地方式當(dāng)中，最小電抗接地方式的暫態(tài)峰值最低，一度曾低于44kV，而在多種接地方式當(dāng)中，暫態(tài)峰值最低為直接接地方式，但也已經(jīng)超過80kV。由此可見在對電壓故障失地的限制當(dāng)中，經(jīng)小電抗接地方式具有十分突出的優(yōu)勢[3]。

3.3 限制短路電流的優(yōu)越性

在變壓器當(dāng)中，變壓器的正序抗阻或者負序抗阻需要保證與電抗等值相持平，才能保證變壓器的穩(wěn)態(tài)運行。而在一般變壓器的三相對稱電路當(dāng)中，會出現(xiàn)流動形式的零序電流，并且會在流動過程中遇到一定的阻抗，這種阻抗被稱為零序阻抗。為了保證變壓器的穩(wěn)態(tài)運行，一般需要通過中性點接地的方式進行零序保護。由于中性點所處位置以及變電站中變壓器數(shù)目不定，因此在選擇接地方式時需要認真考慮零序分布的特點。在部分接地方式中，一般會采用中性點一半利用開關(guān)隔離的方式接地，而另一半則保持對地絕緣的方式，保證零序阻抗前后不變。而在經(jīng)小電抗接地方式的應(yīng)用中，由于電抗器可以根據(jù)具體的零序保護需求進行電抗值的調(diào)節(jié)，因此在變壓器之中，電抗值可以利用電壓值大小以及流經(jīng)中性點的三倍零序電流的相關(guān)數(shù)據(jù)來予以確定，在考慮了中性點的絕緣水平的同時，還兼顧了電抗值的選取范圍。因此，當(dāng)變電站內(nèi)使用多臺變壓器共同運行時，為了保證變壓器的穩(wěn)態(tài)運行，可以利用經(jīng)小電抗的接地方式通過電抗值的調(diào)控來滿足零序保護的需求。相較于其他的接地方式，經(jīng)小電抗接地有著更加突出的對短路電流的抑制作用。

4 結(jié)論

在理論與實踐當(dāng)中，都可以通過諸多實例論證得出，中性點接地采用經(jīng)小電抗的方式，能夠起到對單相故障的短路電流進行一定程度的控制這一重要作用，同時還在一定程度上降低了過電壓，減少了因變壓器絕緣效果不理想所帶來的種種安全隱患。本文在針對某變電站利用經(jīng)小電抗方式的中性點接地實踐的論述當(dāng)中，充分證明了相較于其他多種接地方式，經(jīng)小電抗具備十分突出的優(yōu)越性。

[1]鄒長宏.110/220kV變壓器中性點經(jīng)小電抗接地方式的研究及其應(yīng)用[D].華北電力大學(xué),2013.

[2]官瀾.變壓器中性點接地方式對電力系統(tǒng)運行可靠性的影響研究[D].西南交通大學(xué),2010.

[3]劉永志.110kV系統(tǒng)主變壓器中性點接地方式研究[D].長春工業(yè)大學(xué),2016.

Littelfuse碳化硅MOSFET可在電力電子應(yīng)用中實現(xiàn)高速切換

中國，北京，2017年10月17日訊 - Littelfuse, Inc.今日宣布推出了首個碳化硅（SiC）MOSFET產(chǎn)品系列，成為該公司不斷擴充的功率半導(dǎo)體產(chǎn)品組合中的新系列。Littelfuse在3月份投資享有盛譽的碳化硅技術(shù)開發(fā)公司Monolith Semiconductor Inc.，向成為功率半導(dǎo)體行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)再邁出堅定一步。LSIC1MO120E0080系列具有1200V額定功率和超低導(dǎo)通電阻（80m?），是雙方聯(lián)手推出的由內(nèi)部設(shè)計、開發(fā)和生產(chǎn)的碳化硅MOSFET。該裝置針對高頻切換應(yīng)用進行了優(yōu)化，兼具超低切換損耗與超高切換速度，令傳統(tǒng)功率晶體管望塵莫及。

相比具有相同額定值的硅器件，碳化硅MOSFET系列產(chǎn)品的能效更高，系統(tǒng)尺寸/重量得到縮減，電力電子系統(tǒng)中的功率密度也有所增加。即便在高溫（150℃）下運行，也能發(fā)揮一流的耐用性與卓越性能。

新型碳化硅MOSFET產(chǎn)品的典型應(yīng)用包括電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，例如：太陽能逆變器、開關(guān)模式電源設(shè)備、UPS系統(tǒng)、電機驅(qū)動器、高壓DC/DC逆變器、電池充電器和感應(yīng)加熱。

LSIC1MO120E0080系列碳化硅MOSFET具有以下關(guān)鍵優(yōu)勢：

· 超高切換速度可提高效率和電源密度。

· 切換損耗降低，有助提高切換頻率。

· 更高的工作溫度可確保器件在廣泛的高溫應(yīng)用中更加可靠耐用。

This paper discusses the superiority of the neutral point in the transformer of 110kV system

Zhao Lianchen, Sun Haitao
(Zaozhuang power supply company, shandong electric power company,Zaozhuang Shandong,277000)

This paper discusses the specific application methods of the neutral points in 110kV transformer in small reactance grounding

short circuit current; Overvoltage; Neutral grounding; Fault ground