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有些变压器中性点直接接地,有些变压器中性点通过间隙接地,而变压器中性点的保护主要反映了接地故障。


情形1:当系统发生接地故障时,变压器在中性点接地时安装有零序电流保护装置,该保护装置可由两部分组成,每一段有两段时间,在断开母联或分段断路器的短时间动作下,缩小故障影响范围,在断开变压器各侧断路器时,延长动作时间。


情形2:当系统接地故障时,中性点接地的变压器跳出后,电网零序电压上升或谐振过电压等都会危及变压器中性点不接地绝缘。所以,中性点不接地变压器应该安装零序电压保护或间隙零序电流保护。


一、分级绝缘变压器


大功率变压器是电力生产的核心设备,由于成本较高,因此在110kV及以上中性点直接接地的电网中,大多采用等级绝缘的变压器。


实践中,部分变压器的中性点是直接接地。但是仍有一部分变压器中性点不接地运行。称等级绝缘,是指变压器线圈靠近中性点部分的主绝缘,其绝缘水平低于线圈端部的绝缘水平。


分级绝缘变压器在使用过程中的注意事项:


1.在变压器的中性点上一定要加装避雷器,防止过压;


2.如果条件允许,运行方式允许,分级绝缘变压器必须中性点接地;


3.分级绝缘变压器的中性点若不接地运行,中性点过电压保护必须可靠投入。


二、变压器中性点的配置原则


1.在双母线运行时,应考虑保证被分离的两个系统在母联开关跳闸后至少有一个变压器中性点接地;


2.变压器中.低电压侧供电时,必须将变压器中性点直接接地,防止高压侧断路器跳闸,变压器绝缘化;


3.发电机-变压器-线路组主变中性点应保持接地。


三、变压器中性点过电压的三种形式


1.大气过电压


2.单相接地故障造成的过电压


3.断路器不全相分闸造成的过电压(主要表现为电网中断路器不在同一时间重合闸.非全相动作.导线断线等)


四、变压器中性点间隙的三种保护方法


可用间隙.避雷器与避雷器联合放电间隙3种方式。


常采用避雷器联合放电保护变压器。


排气隙采用棒-棒隙,避雷器多配置为氧化锌避雷器。


防雷装置并联间隙的保护分工为工频.工作过电压由间隙承担,雷电.瞬时过电压由避雷器承担,同时利用间隙限制避雷器上可能出现的过大幅度的工频过电压和过高的残余压力。该方法不仅使变压器中性点得到保护,而且起到相互保护的作用。


五、变压器中性点间隙过电流保护


为了防止过电压损坏变压器中性点绝缘,目前广泛采用在主变中性点安装放电间隙的措施,并采用中性管电流互感器或在间隙回路安装独立的电流互感器,组成变压器中性点放电隙的零序过流保护(简称“间隙过流”保护)


下图显示了变压器中性点间隙保护原理:




什么时候在变压器高压侧放电间隙保护,为什么?

中性点接地刀闸应上前出,并在中性点接地刀闸打开后才能投入。(也就是说,空隙保护和空档不能同时进入空腔状态)


由于:间隙保护由零序电压和零序电流构成,其电流定值相对敏感,时间短,不与其它保护配合。当直接地状态发生外部故障时,由于零序电流在中性点CT中流动,会引起间隙过流保护误动。


(1)公共电流互感器接线图:



两个电流继电器作用值不同,两个接地电流特性不同。零序列过流主要是工作频率。


而间隙过流存在间隙.分段发展的特性,其间歇时间和电流幅值是随机的,并且包含了大量的谐波成分。


(2)电流互感器彼此独立地接线图:



两组保护电流互感器是独立的,也就是交流回路分开,并分别连接到各自正确的位置。这个方案比较合理,但是价格昂贵。


将主变CT安装在变压器出厂价上,为了降低成本,零序过流采用主变压器自带中性点CT,间隙过流采用单层CT综合接线。


六、变压器零序电压保护


中性点放电隙是一种粗糙的放电隙,由于其放电电压受到气象条件.调节精度和连续放电次数的影响,可能出现动作而无法动作的情况。因此,在放电间隙拒动时,应加装零序电压保护。

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