变压器中性点运行方式对线路保护的影响

合集下载

变压器中性点直流电流影响及抑制措施

变压器中性点直流电流影响及抑制措施

变压器中性点直流电流影响及抑制措施陈贤(广东惠州天然气发电有限公司,广东惠州516082)摘要:本文主要针对变压器中性点中直流电流的影响作出研究与分析,并介绍了几种抑制措施。

关键词:变压器;中性点;直流电流;影响;措施前言:随着我国电力行业的迅速发展,大容量、长距离的高压直流输电成为解决现代电力需求矛盾的主要办法。

在直流电双极不平衡方式或者单级大地回路方式运行时,大地中流过的巨大直流电流会对附近的交流系统产生影响,特别是会对接地极附近中性点直接接地变压器产生比较严重的直流偏磁,这不仅增加了变压器的无功消耗,影响变压器的正常运行,引起继电保护误动,而且引起的谐波大幅升高也会对其他电气设备产生较大影响,从而直接影响到变电站、发电厂的安全运行[1]。

因此,由直流电流引起的变压器直流偏磁成为电力系统急需研究解决的问题。

一、变压器中性点直流电流的形成与影响在我国高压直流输电的几乎都是双极中性点单端接地方式的系统。

虽然正常运行时两极电流相等,地回路中的电流为零,但是只要是运行过程中两极的电流不相等,接地极都会有电流流过,在直流输电线路和大地间形成回路。

在我国,110kV 及以上电压等级系统中性点采取直接接地。

如果出于不同地点的变电站的中性点电位被不同程度的抬高,则直流电流将通过大地和交流线路,由一个变压器中性点流入,在另一个变压器中性点流出[2]。

其中流经两台中性点接地的变压器的直流电流分量,取决于两台变压器所在点的电位,变电站接地电阻、变压器绕组直流电阻和线路的直流电阻等因素,当流过变压器每相绕组的直流电流增大达到一定程度时,必然会引起铁心磁饱和,从而导致励磁电流波形发生畸变,从而引起变压器发生直流偏磁。

我国许多直流输电接地极额定电流高达3KA ,必然影响极址周边中性点接地变压器的正常工作。

图1直流偏磁对励磁电流的影响变压器中性点流入直流电流时,产生直流偏磁的励磁特性曲线和输出电流变化情况如图1所示。

图1(a )所示为铁芯磁通曲线,图1(b )为变压器磁化曲线,图1(c )为励磁电流曲线。

变压器中性点接地系统的优缺点

变压器中性点接地系统的优缺点

1.1 变压器中性点接地系统的优缺点:(1)优点:对电源中性点接地系统,若发生某单相接地,另两相电压不升高,这样可使整个系统绝缘水平降低;另外,单相接地会产生较大的短路电流Is ,从而使保护装置(继电器、熔断器等)迅速准确地动作,提高了保护的可靠性。

(2)缺点:对电源中性点接地系统,由于单相短路电流Is 很大,开关及电气设备等要选择较大容量,并且还能造成系统不稳定和干扰通讯线路等;1.2 变压器中性点不接地系统的优、缺点:(1)优点:对变压器中性点不接地系统,由于限制了单相接地电流,对通讯的干扰较小;另外单相接地可以运行一段时间,提高了供电的可靠性。

(2)缺点:对变压器中性点不接地系统,当一相接地时,另两相对地电压升高倍,易使绝缘薄弱地方击穿,从而造成两相接地短路。

2 各种电压等级供电线路的接地方式(1)在110kv及以上的高压或超高压系统中,一般采用中性点接地系统,其目的是为了降低电气设备绝缘水平,免除由于单相接地后继续运行而形成的不对称性。

(2)工厂供电系统采用电压在1kv~35kv,一般为中性点不接地系统,因工厂供电距离短,对地电容小(Xc大),单相接地电流小,这样可以运行一段时间,提高了系统的稳定性和供电可靠性,对通讯干扰小等优点。

在煤矿井下,我国、西德等国禁止中性点接地,其主要目的是为安全,减小了单相接地电流,但即使小的单相接地电流,煤矿井下也不允许存在,因此在煤矿井下,安装有检漏继电器,就是当电网对地绝缘阻抗降低到危险值或人触及一相导体或电网一相接地时,能很快地切断电源,防止触电、漏电事故,提前切断故障设备。

(3)1kv以下的供电系统(380/220伏),除某些特殊情况下(井下、游泳池),绝大部分是中性点接地系统,主要是为了防止绝缘损坏而遭受触电的危险。

3 电气设备的保护接地3.1 保护接地将电气设备的金属外壳通过接地线与接地体相接,其原理是分流原理(如图1)。

由于人体电阻Rr远大于接地电阻Rd,所以Ir《Id。

主变压器35kV中性点接地方式分析

主变压器35kV中性点接地方式分析

主变压器35kV中性点接地⽅式分析三相交流电⼒系统中中性点与⼤地之间的电⽓连接⽅式,称为电⽹中性点接地⽅式。

中性点接地⽅式对电⽹的安全可靠性、经济性有很⼤影响;同时直接影响系统设备绝缘⽔平的选择、过电压⽔平及继电保护⽅式、通讯⼲扰等。

⼀般来说,电⽹中性点接地⽅式也就是变电站中变压器的各级电压中性点接地⽅式。

以电缆为主的配电⽹,当发⽣单相接地故障时,其接地残流较⼤,运⾏于过补偿的条件也经常不能满⾜。

我国ll0kV及以上电⽹⼀般采⽤⼤电流接地⽅式,即中性点有效接地⽅式 (在实际运⾏中,为降低单相接地电流,可使部分变压器采⽤不接地⽅式),包括中性点直接接地和中性点经低阻接地。

这样中性点电位固定为地电位,发⽣单相接地故障时,⾮故障相电压升⾼不会超过1.4倍运⾏相电压;暂态过电压⽔平也较低;故障电流很⼤,继电保护能迅速动作于跳闸,切除故障,系统设备承受过电压时间较短。

因此,⼤电流接地系统可使整个系统设备绝缘⽔平降低,从⽽⼤幅降低造价。

6~35kV配电⽹⼀般采⽤⼩电流接地⽅式,即中性点⾮有效接地⽅式。

包括中性点不接地、⾼阻接地、经消弧线圈接地⽅式等。

在⼩电流接地系统中发⽣单相接地故障时,由于中性点⾮有效接地,故障点不会产⽣⼤的短路电流,因此允许系统短时间带故障运⾏。

这对于减少⽤户停电时间,提⾼供电可靠性是⾮常有意义的。

⼀、分析35kV侧中性点接地⽅式。

根据DL/T620—1997 交流电⽓装置的过电压保护和绝缘配合》规程中3.1.2条规定:⾦属杆塔的架空线路构成的系统和所35kV、66kV系统当单相接地故障电容电流超过10A⼜需在接地故障条件下运⾏时,应采⽤消弧线圈接地⽅式。

建设容量49.5MW,35kV侧单相接地电容电流约为24A,且风电场35kV集电线路采⽤架空线为主电缆为辅的混合输电⽅案,因此5kV侧中性点采⽤经消弧线圈接地⽅式。

当35kV侧中性点通过消弧线圈接地,线路发⽣单相接地故障时,不会瞬时跳闸,⼀般允许2h持续运⾏,以便寻找和处理事故。

变压器停送电操作之变压器中性点接地刀闸投退分析

变压器停送电操作之变压器中性点接地刀闸投退分析

变压器停送电操作之变压器中性点接地刀闸投退分析摘要:我国110 kV及以上电压等级的电力变压器一般采取中性点直接接地的运行方式,此时变压器中性点附近的绕组对地电压比较低,不易发生绝缘故障,达到了节约制造成本的目的。

这样,一旦中性点产生过电压,就直接威胁变压器中性点的绝缘。

为防止此类事件的发生,在变压器停、送电操作时,都要推上变压器中性点接地刀闸,防止操作时断路器三相不同期分、合闸产生过电压而损坏变压器。

关键词:变压器;中性点;过电压;接地刀闸。

1.变压器中性点绝缘水平我国变压器中性点绝缘分为两种:一种为全绝缘,另一种为半绝缘。

全绝缘:变压器首端与尾端绝缘水平一样的称为全绝缘,多用在110 kV 以下电压等级的电力变压器。

半绝缘:半绝缘变压器中性点的绝缘水平比绕组首端要低,通常只有首端的一半,这些变压器一般采取中性点有效接地的运行方式,此时变压器中性点附近的绕组对地电压比较低,不易发生绝缘故障,因此变压器中性点的绝缘水平大都设计得比端部绝缘低,多用在110 kV 及以上电压等级的变压器。

2.三绕组变压器工作原理三相变压器的每个铁心柱上,都套着三个同心式绕组,分别为高、中、低压绕组。

高压绕组总是排列在最外层,低压绕组和中压绕组则可以有不同的排列位置,低压绕组在中间,宜作升压变压器使用;中压绕组绕组在中间,宜作降压变压器使用。

它的工作原理如图 1 所示。

图 1 三绕组变压器工作原理3.过电压对变压器中性点绝缘的影响:(以切空载变压器为例)变压器过电压有大气过电压和操作过电压两类。

操作过电压一般为额定电压的2—4.5 倍,而大气过电压可达到额定电压的8—12 倍。

变压器设计的绝缘强度一般考虑能承受 2.5 倍的过电压,中性点的电压则更低。

不论哪一种过电压,都会导致变压器铁芯严重饱和,励磁电流增大,使铁芯严重发热,烧毁变压器绝缘,特别是中性点绝缘。

电网中用断路器切空变是一种常规的操作方式。

在这种操作过电压中,有可能产生很高的过电压。

电力系统中性点的运行方式1

电力系统中性点的运行方式1

电力系统中性点的运行方式引言一、基本概念1、中性点:在星形连接的三相电路中,其三个线圈(或绕组)连在一起的一点称为中性点。

由中性点引出的导线称为中性线。

2、电力系统中性点:电力系统的中性点是指发电机或变压器绕组的星形连接点,其对地电位在电力系统正常运行时为零或接近于零。

电力系统中性点接地是一种工作接地,保证电力设备和整个电力系统在正常及故障状态下具有适当的运行条件。

3、三相交流配电网中性点与大地间电气连接的方式,称为电网中性点接地方式,也可称为电网中性点运行方式。

4、分类:目前我国常见的中性点运行方式(即中性点接地方式)可分为中性点非有效接地和有效接地两大类.(1)、中性点非有效接地包括中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经高电阻接地的系统,当发生单相接地时,接地电流被限制到较小数值,故又称为小接地电流系统;(2)、中性点有效接地包括中性点直接接地和中性点经小阻抗接地的系统,因发生单相接地时接地电流很大,故又称为大接地电流系统。

5、中性点运行方式的影响:电力系统中性点接地方式是一个重要的综合问题,它不仅涉及电网本身的安全性、可靠性、过电压绝缘水平的选择,而且对通讯干扰、人身安全、继电保护装置的配置、电力系统的运行稳定、故障分析等有重要影响。

一、中性点不接地系统中性点不接地的系统供电可靠性较高,在这种系统中发生一相接地故障时,不构成短路回路,接地相电流不大,不必切除地相;但这时非接地相的对地电压升高为相电压的3倍,因此,对绝缘水平要求高。

1、正常运行情况(1)、电力系统正常运行时,一般认为三相系统是对称的,三相电源的相电压分别为Uu 、Uv 、Uw ,中性点的电位.U N 为零。

相对地电压分别为:u u ud U n U U U ∙∙∙∙=+=v v vd U n U U U ∙∙∙∙=+=ww wd U n U U U ∙∙∙∙=+=(2)、三相导体之间的电容较小,忽略不计;各相对地电容相等,C u = C v = C w =C ,对称电压的作用下,各相对地电容电流cw cv cu I I ∙∙∙、、I 大小相等。

中性点运行方式

中性点运行方式

1、电力系统中性点运行方式电力系统中性点接地方式有两大类:一类是中性点直接接地或经过低阻抗接地,称为大接地电流系统;另一类是中性点不接地,经过消弧线圈或高阻抗接地,称为小接地电流系统。

其中采用最广泛的是中性点接地、中性点经过消弧线圈接地和中性点直接接地等三种方式。

(一)中性点不接地系统当中性点不接地的系统中发生一相接地时,接在相间电压上的受电器的供电并未遭到破坏,它们可以继续运行,但是这种电网长期在一相接地的状态下运行,也是不能允许的,因为这时非故障相电压升高,绝缘薄弱点很可能被击穿,而引起两相接地短路,将严重地损坏电气设备。

所以,在中性点不接地电网中,必须设专门的监察装置,以便使运行人员及时地发现一相接地故障,从而切除电网中的故障部分。

在中性点不接地系统中,当接地的电容电流较大时,在接地处引起的电弧就很难自行熄灭。

在接地处还可能出现所谓间隙电弧,即周期地熄灭与重燃的电弧。

由于电网是一个具有电感和电容的振荡回路,间歇电弧将引起相对地的过电压,其数值可达(2.5~3)Ux。

这种过电压会传输到与接地点有直接电连接的整个电网上,更容易引起另一相对地击穿,而形成两相接地短路。

在电压为3-10kV的电力网中,一相接地时的电容电流不允许大于30A,否则,电弧不能自行熄灭。

在20~60kV电压级的电力网中,间歇电弧所引起的过电压,数值更大,对于设备绝缘更为危险,而且由于电压较高,电弧更难自行熄灭。

因此,在这些电网中,规定一相接地电流不得大于10A。

(二)中性点经消弧线圈接地系统当一相接地电容电流超过了上述的允许值时,可以用中性点经消弧线圈接地的方法来解决,该系统即称为中性点经消弧线圈接地系统。

消弧线圈主要有带气隙的铁芯和套在铁芯上的绕组组成,它们被放在充满变压器油的油箱内。

绕组的电阻很小,电抗很大。

消弧线圈的电感,可用改变接入绕组的匝数加以调节。

显然,在正常的运行状态下,由于系统中性点的电压三相不对称电压,数值很小,所以通过消弧线圈的电流也很小。

自耦变压器中性点小电抗对短路电流及变压器保护定值的影响

自耦变压器中性点小电抗对短路电流及变压器保护定值的影响

电气与信息工程河南科技Henan Science and Technology总第807期第13期2023年7月收稿日期:2022-10-27作者简介:田宝江(1982—),男,硕士,高级工程师,研究方向:继电保护运行及整定计算;郭培(1985—),男,硕士,高级工程师,研究方向:继电保护运行及整定计算;刘尧(1992—),男,硕士,工程师,研究方向:继电保护运行及整定计算。

自耦变压器中性点小电抗对短路电流及变压器保护定值的影响田宝江1郭培2刘尧2(1.国网河南省电力公司,河南郑州450000;2.国网河南省电力公司电力科学研究院,河南郑州450000)摘要:【目的】为评估500kV 自耦变压器中性点加装小电抗器对零序等值网络、等值阻抗回路及变压器保护定值的影响。

【方法】分析此措施对500kV 侧、220kV 侧单相接地短路电流的影响,以实际工程为例,计算加装不同阻值电抗值的效果。

【结果】经分析可知,500kV 自耦变压器中性点加装小电抗器后,对220kV 侧、500kV 侧单相短路电流均有一定的限制效果,220kV 侧效果更明显,电抗值增加到一定值后,限制效果趋于饱和,并得到最优阻抗值。

【结论】研究加装不同中性点小电抗对短路电流及变压器保护定值的影响,对提升电网可靠运行具有重要意义。

关键词:自耦变压器;中性点小电抗;短路电流;零序网络;零序后备保护中图分类号:TM711文献标志码:A 文章编号:1003-5168(2023)13-0017-05DOI :10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.13.003Influence of Small Neutral Reactance of Autotransformer on Short-Circuit Current and Transformer Protection SettingTIAN Baojiang 1GUO Pei 2LIU Yao 2(1.Stated Grid Henan Power Grid Company,Zhengzhou 450000,China;2.Stated Grid Henan Electric Power Re⁃search Instiute,Zhengzhou 450000,China)Abstract:[Purposes ]This paper aims to evaluate the influence of installing small reactor at the neutralpoint of 500kV autotransformer on zero sequence equivalent network,equivalent impedance circuit and transformer protection setting value.[Methods ]The influence of this measure on the single-phase grounding short-circuit current of 500kV side and 220kV side is analyzed.Taking the actual project as an example,the effect of adding different resistance reactance values is calculated.[Findings ]The analy⁃sis shows that after adding a small reactor to the neutral point of the 500kV autotransformer,the single-phase short-circuit current on the 220kV side and the 500kV side has a certain limiting effect.The ef⁃fect on the 220kV side is more obvious.When the reactance value increases to a certain value,the limit⁃ing effect tends to be saturated,and the optimal impedance value is obtained.[Conclusions ]It is of great significance to study the influence of small reactance with different neutral points on short-circuit cur⁃rent and transformer protection setting value,so as to improve the reliable operation of power grid.Keywords:autotransformer;small neutral reactance;short-circuit current;zero-sequence network;zero-sequence protection引言自耦变压器是指一、二次绕组直接串联,自行耦合的变压器,其一、二次绕组有较大部分是共用的,只有较小部分流过共用绕组部分。

电力系统中性点运行方式及故障判断处理

电力系统中性点运行方式及故障判断处理

电力系统中性点运行方式及故障判断处理一、电力系统中性点运行方式(一)中性点定义:三相电力系统中绕组或者线圈采用星形连接的电力设备(如发电机、变压器等)各相的连接对称点和平衡点。

特点:在电力系统正常运行时,对地电位为零(在理想状况下)。

中性点接地属于工作接地(保证电力设备达到正常工作要求的接地,称为工作接地)。

(二)中性点运行方式分类:中性点接地方式与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配臵等有关,对于电力系统的运行,特别是对发生故障后的系统运行有多方面的影响,直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、主变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰等。

分类:①中性点不接地运行方式中性点经消弧线圈接地运行方式②中性点直接接地运行方式③中性点经低阻抗接地运行方式④中性点经高阻抗接地运行方式最常用的是中性点不接地运行方式、经消弧线圈接地运行方式和直接接地运行方式。

前两种为小接地系统,最后一种为大接地系统。

(三)各种中性点运行方式适用范围:▲中性点不接地运行方式:电压在500V以下的三相三线制装臵、3~10kV 系统当接地电流Ic≤30A时、20~60kV系统当接地电流Ic≤10A时。

供照明用电的380/220V系统例外,采用中性点直接接地的三相四线制,零线是为了取得相电压,地线是为了安全。

▲中性点经消弧线圈接地运行方式:凡是不符合中性点不接地运行方式的3~60kV系统,均采用中性点经消弧线圈接地的运行方式。

我国110kV系统,在个别雷害事故较严重的地区和某些大城市电网,为了提高供电可靠性,也会采用经消弧线圈接地的运行方式。

▲中性点直接接地运行方式:110kV系统及以上系统,主要考虑降低设备绝缘水平,简化继电保护装臵,一般均采用中性点直接接地的方式,并采用送电线路全线架设避雷线和装设自动重合闸装臵等措施,以提高供电可靠性。

(四)中性点运行方式分析:1.中性点不接地系统:中性点不接地运行方式即电力系统的中性点不与大地相接。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

变压器中性点运行方式对线路保护的影响
发表时间:2017-06-22T16:21:12.380Z 来源:《基层建设》2017年5期作者:贾俊涛
[导读] 为保障220kV线路后备保护动作可靠性,文章通过线路接地故障模拟,分析变电站主变中性点接地运行方式改变对后备保护动作可靠性、灵敏性所产生的影响,供参考。

湛江供电局广东湛江 524000
摘要:在电力系统中,变压器中性点接地方式与系统零序电流保护密切相关。

为保障220kV线路后备保护动作可靠性,文章通过线路接地故障模拟,分析变电站主变中性点接地运行方式改变对后备保护动作可靠性、灵敏性所产生的影响,供参考。

关键词:变压器;中性点接地;运行方式;零序电流
电力系统中的变压器中性点的接地方式是电网研究中的一个十分重要的内容,它与电网电压等级、电网结构、绝缘水平、供电可靠性、继电保护、电磁干扰、人身安全都有很大的关系。

220 kV变电站主变压器中性点接地方式的变化本质上改变了系统的零序阻抗,需要调整元件状态或保护配合以适应新的方式,因此,原有线路元件可能因中性点接地方式不同,出现保护动作可靠性、灵敏性不足的问题。

下面,文章就相关问题展开探究。

1 现状
如图1所示,220kV双电源输电网络中WB-2母线所在变电站的TM-1、TM-2主变并列运行,WB-4母线所在变电站的TM-3、TM-4主变并列运行。

两台主变在实际运行中中性点接地方式因各种原因发生改变,同时会改变整个WB-4变电站的零序网络参数,影响4QF线路的零序过流保护和接地距离保护的正确动作。

图1中WB-2母线短路电流见表1。

2 定值整定
以图1中4QF为例进行定值整定。

2.1 图1中4QF零序过流保护定值整定
(1)4QF零序过流I段定值的整定
对图1中220kV线路XL-2的WB-4侧的零序过流I段保护定值进行计算,4QF按IDZ.I=KK3I0.max计算定值,整定原则为大于末端最大接地短路电流,已知4QF线路对侧最大短路电流3I0.max为1420A,则:
IDZ.I=KK3I0.max=1.3×1420=1846(A),tI=0(s)
(2)4QF零序过流II段保护定值的整定
4QF零序过流保护II段定值整定公式:IDZ.II=KKKF3I'dz.I,其中3I`dz.I=1880A,为相邻段线路XL-1首端零序过流I段动作值;分支系数KF=本线路最大短路电流/本线路最大短路电流+本线路末端变压器高压侧最大短路电流,因WB-4母线所在变电站内有两台变压器,所以可不考虑其中一台变压器停运的运行方式,查短路电流表并计算4QF对2QF的分支系数为:KF= ≈0.413;
则4QF零序过流保护II段定值为:
IDZ.II=KKKF3I'dz.I=1.15×0.413×1880≈893(A),tI=0.5(s)
查短路电流表进行灵敏度校验Klm=1170/893≈1.32,定值可取。

(3)4QF零序电流III、IV段保护定值整定
4QF零序过流保护III、IV段定值分别与2QF零序过流保护II、III段定值相配合,计算4QF零序过流保护III段定值为675A,tI=1s,
Klm=1170/675≈1.73,该定值可取。

IV段定值为450A,tI=2s,Klm=1170/450≈2.6,该定值可取。

2.2 接地距离保护整定计算
(1)4QF的距离保护I段定值计算公式为ZDZI=KKZ1,式中XL-2线路正序阻抗Z1为10.5Ω,代入接地距离I段保护定值公式
ZDZI=KKZ1=0.85×10.5=8.925(Ω)
取8.9Ω,tI=0s。

(2)4QF距离保护II段按相邻下一段线路距离I段定值基础上进行计算,必须小于XL-1首端接地距离I段保护范围,KK取0.9。

已知2QF
接地距离I段定值为6.3Ω,已知电源点GS-1处最大运行方式、变电站WB-4处最小运行方式时KZ=1.23,将已知数据代入接地距离II段定值计算公式
ZDZII=KKZ1+KKKZZ'DZI=0.85×10.5+0.85×1.23×6.3=15.512(Ω),取15.5Ω 定值灵敏度Klm=15.5/10.5≈1.48,该定值可取。

接地距离II段时间:tII=t′I+△t=0+0.5=0.5(s)(3)4QF接地距离III段保护与2QF接地距离II段相配合,已知2QF接地距离II段定值为10.0Ω,代入公式: ZDZII=KKZ1+KKKZZ'DZII=0.85×10.5+0.85×1.23×10=19.38(Ω),取19.4Ω 定值灵敏度Klm=19.4/10.5=1.85,该定值可取。

接地距离III段时间:tIII=t′II+△t=1.5+0.5=1.8(s) 2.3 4QF定值整定结果
4QF定值整定结果见表2。

图2 TM-3、TM-4主变中性点不同接地方式时4QF线路接地故障模拟图(1)如图2(a)所示,变压器TM-3的中性点刀闸在推上位置,变压器TM-4中性点刀闸已拉开,当XL-2线路距4QF保护安装处8公里处的d1点发生单相接地故障时。

根据图1中所标数据归算出d1至TM-3主变中性点的零序阻抗有名值是7.04Ω,小于4QF接地距离保护I段动作值8.9Ω、接地距离保护II段动作值14.28Ω和III段动作值17.4(Ω),d1点发生单相接地时出现的零序电流为 I0d1=U0d1/j(2Z1Σ+Z0Σ);
其中Z1Σ=2.24+7=9.24(Ω)
Z0Σ=7.04+21.3=28.34(Ω)
I0d1=230×103/ (2×9.24+28.34)≈2840(A) d1点单相接地时产生的零序电流超出零序电流I段保护动作值1456A、II段保护动作值778A、III段保护动作值675A以及IV段保护动作值450A。

经以上计算结果可知,当线路XL-2发生全接地时,故障电流和线路阻抗值均后备保护各段定值门坎,因此4QF的零序过流I段和接地距
离I段两套后备保护均能可靠动作。

(2)图2(b)中TM-3、TM-4主变中性点都直接接地,当XL-2线路d1点发生单相接地故障时,由于距离保护动作值不受变压器中性点接地方式的改变所影响,只需计算图2(b)中d1点发生单相接地时出现的零序电流; Z1Σ=2.24+ ≈5.995(Ω)
Z0Σ=7.04+ ≈18.583(Ω)
I0d1=230×103/ (2×5.995+18.583)≈4343.72(A)图2(b)中d1点单相接地时产生的零序电流超出零序保护各段动作值。

以上计算得知当图2(b)中WB-4变电站中两台变压器都保持中性点直接接地,同时当线路XL-2发生全接地时,故障电流和线路阻抗值均越过两套后备保护各段定值门坎,因此4QF的零序过流I段和接地距离I段都应可靠动作。

(3)见图2(c),当两台变压器TM-3、TM-4中性点接地刀闸由推上位置被拉开时,此时如果4QF线路出现接地,在排除变压器中性点间隙保护动作的前提下,接地故障电流即为电容电流: IC=(2.7~3.3)×U1×L×10-3
式中IC为线路接地故障时的电容电流,L为线路长度,Ul为线路线电压成正比,XL-2线路为架空导线,系数取3.3。

可得接地故障电流:
IC=3.3×230×103×8×10-3=6072(A)
图2(c)中WB-4变电站两台主变中性点刀闸都拉开时,零序过流保护各段和接地距离各段保护均可靠动作。

通过以上计算和分析,证明距离保护在多电源220kV电网中运行时,系统中变压器中性点接地刀闸位置对该保护的正确可靠动作没有影响;而在目前220kV电网实际运行中,零序过流保护的故障电流采样方式是通过保护装置自产,虽然主变压器中性点接地刀闸被拉开或推上时,电网中发生接地时零序电流值也相应发生了改变,系统中220kV线路零序过流保护仍能可靠动作。

4 结束语
总之,变压器中性点接地方式是涉及到电力系统、高压、继电保护、通信及设备制造等各方面的综合性技术问题。

在现实的电力系统发展过程中,越来越多的学者和专家重视中性点接地方式对于变压器保护动作可靠性以及供电系统稳定性所起到的作用。

本研究初步得到变压器中性点接地方式改变对线路距离保护以及零序电流保护动作可靠性没有影响的结论,但未考虑双回线路因互感对保护动作可靠性的影响,因此,具有一定的局限性。

下一步,我们仍要在现有理论基础上深入分析论证,进一步验证变压器中性点接地方式变化对电网接地保护的影响。

参考文献:
[1]金昭.220kV变电站主变压器故障原因分析及处理[J].科技创新与应用,2016(14):194-194.
[2]郭坚.220kV新城湾变电站变压器中性点接地方式改造及实施[D].华北电力大学(保定)华北电力大学,2013.。

相关文档
最新文档