110kV變壓器中性點(diǎn)保護(hù)及變電管理運(yùn)行探討

陳達(dá)毅

湛江港(集團(tuán))股份有限公司，廣東 湛江 524019

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110kV變壓器中性點(diǎn)保護(hù)及變電管理運(yùn)行探討

陳達(dá)毅*

湛江港(集團(tuán))股份有限公司，廣東 湛江 524019

在目前我國的變壓器主要有110kV或者220kV級別的，但是在對其裝設(shè)的中性點(diǎn)以及其間的間隙并沒有很好的保護(hù)措施，若終端變壓器中性點(diǎn)間隙搶先放電而無法實(shí)現(xiàn)持續(xù)放電，中性點(diǎn)就會(huì)出現(xiàn)因沒接地而出現(xiàn)故障電網(wǎng)，而隨著社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，變電運(yùn)行逐漸成為維持社會(huì)安穩(wěn)快速發(fā)展的基石，因此需要加強(qiáng)對變電管理運(yùn)行方面的建議，本文通過分析希望可以對中性點(diǎn)的保護(hù)進(jìn)行研究，提出一定的措施與方案，并通過對管理的研究，可以有效的促進(jìn)變電站的管理，切實(shí)有效的控制電路輸送問題以及人員安排問題，使得變電站的發(fā)展更為有序。

110kV變壓器；中性點(diǎn)；故障處理對策；變電管理運(yùn)行

而中性點(diǎn)的有效連接與接地往往是安全因素的關(guān)鍵所在，這是一類綜合性的選擇，涉及到安全可靠性與成本經(jīng)濟(jì)性，是電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)，本文便主要從110kV變壓器中性點(diǎn)保護(hù)措施探討，并擬定出變電站管理運(yùn)行措施，希望可以對相關(guān)的行業(yè)有一點(diǎn)幫助。

一、雷擊閃絡(luò)理論分析

(一)現(xiàn)狀與簡介

我國目前的變電站中性點(diǎn)的運(yùn)行方式主要有兩種，一是直接接地，二是經(jīng)低阻抗接地。在一般情況下，110kV變壓器中前者的安全穩(wěn)定水平低于后者，因?yàn)闀?huì)有單向接地短路電流的產(chǎn)生，因此會(huì)干擾到通信信號，從而大部分的110kV變壓器的中性點(diǎn)不直接進(jìn)行接地運(yùn)行模式。

(二)110kV變壓器中性點(diǎn)絕緣分析

目前大多數(shù)的技術(shù)手段是采用分級的方式進(jìn)行110kV變壓器的中性點(diǎn)絕緣的，一般按35/44/60kV進(jìn)行分段，而其中60kV是目前變電站主要使用的分度，因?yàn)椴煌慕^緣分級中的絕緣效果不同，因此需要進(jìn)行分別的生產(chǎn)，其中60kV等級的電壓需要的最小工頻耐壓值為119-140kV，而全波沖擊耐壓則為195-325kV，而越高的分級，則其最小與最大耐壓值會(huì)逐漸增大，但是這些數(shù)值僅是在實(shí)驗(yàn)理想情況下的參考數(shù)值，在實(shí)際情況下還需要考慮可能會(huì)出現(xiàn)絕緣老化等現(xiàn)象，因此絕緣耐壓值需要取一定的系數(shù)來保證在實(shí)際情況下的安全。

二、變壓器保護(hù)原理

(一)原理簡述

當(dāng)中性點(diǎn)接地電網(wǎng)出現(xiàn)了短路事件時(shí)，通常利用對稱分量的方式將電流與電壓分解為正序、負(fù)序以及零序分量。在電網(wǎng)中，零序電流可以當(dāng)做一個(gè)故障點(diǎn)，它需要變壓器的中性點(diǎn)來使之構(gòu)成回路，在電路中正向零序電流方向是指母線流向故障點(diǎn)的方向，而正向零序電壓則是指高于地面的電壓。

(二)零序電流特點(diǎn)

電網(wǎng)零序分量的特性有四個(gè)方面。第一，中性點(diǎn)處零序電壓為零，因此最高電壓點(diǎn)為故障點(diǎn)，故障點(diǎn)至中性點(diǎn)電壓逐漸降低。第二，雖然規(guī)定的零序電流方向?yàn)槟妇€流向故障點(diǎn)，但是由于實(shí)際情況為零序電流從故障點(diǎn)流向母線，因此總為負(fù)數(shù)。第三，在已經(jīng)發(fā)生故障的線路中，零序功率的方向是與規(guī)定的方向相反的，因此也恒為負(fù)數(shù)。第四，根據(jù)電路與原理可以推導(dǎo)出公式，Zb10為變壓器的零序阻抗，該處的阻抗角為該處的零序電流與零序電壓之間的相位差，且與故障點(diǎn)的位置無關(guān)。

(三)外部接地短路保護(hù)措施原理

變壓器中性點(diǎn)接地網(wǎng)絡(luò)中會(huì)出現(xiàn)短路狀況，因此需要安裝零序電流保護(hù)，結(jié)構(gòu)分為兩段，每段自帶兩個(gè)時(shí)限，以較短時(shí)限動(dòng)作于縮小故障影響范圍，以較大時(shí)限動(dòng)作于斷開變壓器，且零序方向原件的選擇與安裝需要根據(jù)自耦變壓器和變壓器中性點(diǎn)接地的繞組方式來進(jìn)行。當(dāng)電網(wǎng)中有一部分接地短路時(shí)，中性點(diǎn)接地處變壓器跳開，而不接地的變壓器仍能夠帶著故障正常運(yùn)行，使得保護(hù)措施啟動(dòng)，從而在允許的條件下帶著故障繼續(xù)運(yùn)行。

三、故障的處理對策

在變電站進(jìn)行工作的過程中，鐵芯中的引線電流極其不穩(wěn)定，操作者應(yīng)加大色譜分析以及帶電測量的一些工作。在某一次中的周期性檢測中可以發(fā)現(xiàn)其鐵芯絕緣僅為二十七歐姆，之后對鐵芯之下的引線電流進(jìn)行測量，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)有很多的數(shù)據(jù)均超出了一安培，其最大的數(shù)值近達(dá)2.6安培。通過采用鉗型的電流表對引線下的鐵芯電流進(jìn)行測量，其電流數(shù)值為0.2至2.6安培，通過對這一鐵芯中的引線回路增添一些限流電阻，使其電流被限制在一安培以下。在變電站中110KV變壓器，通過對其安置限流電阻之前，其引線中的電流僅為0.2至2.6A，當(dāng)增添二十歐姆電阻之后，它的電流均在30至80毫安之間，而沒有大于1安培，則結(jié)果表明這一限流電阻是比較合適的。

通常狀況下，對于110kv的變壓器而言，其漏磁的概率是比較小，通過采用鉗型的電流表對其進(jìn)行測量，就可以滿足這一要求。假如這一變壓器的漏磁比較大的話，通過采用鉗型電流表對鐵芯的電流進(jìn)行測量具有較大的誤差，容易引發(fā)一些誤判。然而對于一些功率比較大的變壓器來說，通過采用鉗型的電流表對其進(jìn)行測量是不能夠滿足要求的，通常需要在鐵芯中采用串聯(lián)的方式方法對其進(jìn)行測量，這樣的話就可以減少漏磁的影響，進(jìn)而避免一些不必要的誤判。

在變壓器鐵芯當(dāng)中，其多點(diǎn)接地是當(dāng)前最為常見的一種故障，然而在變壓器進(jìn)行運(yùn)作的時(shí)候，要是發(fā)現(xiàn)變壓器中產(chǎn)生了多點(diǎn)接地的故障，此時(shí)應(yīng)立刻停電對鐵芯中的絕緣電阻進(jìn)行測量，并對其進(jìn)行取樣及其色譜分析，之后對其進(jìn)行以下一些步驟的分析和處理。其一，通過采用充放電的方法對其進(jìn)行處理三到五次，要是達(dá)到了擊穿異物的主要目的的話，要是這一故障被消除了，則變壓器方可以進(jìn)行投入到運(yùn)作中去。當(dāng)變壓器在運(yùn)作了一段時(shí)間時(shí)，應(yīng)通過采用電流測量的方式方法對鐵芯進(jìn)行測量，要是電流小于兩百毫安，乙炔沒有出現(xiàn)而總烴在上升則表明該現(xiàn)象處于安全狀態(tài)；其二，要是采用電容器中的充放電法依舊是難以將故障排除時(shí)，應(yīng)采用萬能表對其進(jìn)行測量，并判斷其何種阻值接地；其三，當(dāng)故障在沒有進(jìn)行處理之前，加強(qiáng)對其對鐵芯阻值的測量工作，并觀看其油中顯示的氣體變化，要是一旦出現(xiàn)了乙炔，則表明鐵芯中的絕緣發(fā)生了變化，此時(shí)應(yīng)減少檢測的周期，并確保變壓器的正常運(yùn)行。

[1]王云偉.變電站危險(xiǎn)點(diǎn)及控制措施[J].農(nóng)村電氣化，2017(01)：58.

[2]周海東.110kV變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障的處理對策[J].工程技術(shù)：全文版，2016(11)：179.

陳達(dá)毅(1986-)，男，廣東湛江人，本科，湛江港(集團(tuán))股份有限公司，工程技術(shù)管理員，研究方向：電氣工程及自動(dòng)化。

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