220kV和110kV主变压器
110kV、220kV系统非全相运行空载变压器中性点过电压计算
2016年第8期总第185期江西电力·2016JIANGXI ELECTRIC POWER0引言当电力系统正常运行时，因为三相对称，变压器中性点电位为零。
但是，当高压输电线路发生非全相运行情况时，变压器中性点会产生过电压，如果线路参数和变压器励磁电感匹配时，将会造成铁磁谐振，此时变压器中性点过电压将更高[1，2]。
目前国内外的文献对非全相运行时变压器中性点过电压分析的较少，本文运用图解法详细论述了非全相运行时变压器中性点过电压的产生机理，给出了变压器中性点的理论计算公式以及各种运行情况下变压器中性点过电压值。
利用电磁暂态分析程序ATP 对某110kV 系统进行建模仿真，计算了非全相运行时变压器中性点过电压，仿真结果和理论分析值完全一致，证明了文章所提理论的正确性。
当把变压器切除，线路于是变成了空载线路。
本文运用图解法和解析法对空载线路非全相运行时开断相上的电压进行了详细的分析，两种方法所得分析结果完全一致，证明了本文所提理论的正确性。
1非全相拉合闸（包括断线）引起的过电压系统在非全相运行时，比如采用单相重合闸或熔断器的线路，在单相操作或非全相熔断时，或者采用同期性能不良的断路器在切合线路时，中性点会出现异常的过电压，此时若有铁磁谐振，中性点过电压会十分严重[3，4]。
1.1输电线路的正序电容和零序电容为方便论述，下面以空载线路为例，如图1所示。
作者简介：李博江（1988-），男，工学博士，研究方向为电力系统过电压保护，高压绝缘放电，气水两相流体放电。
摘要：为了限制短路电流和满足继电保护整定的需要，在110kV，220kV 系统中，只有部分变压器中性点接地运行。
当输电线路非全相运行时，不接地变压器中性点会产生过电压。
本文详细论述了在非全相运行时变压器中性点过电压的产生机理，通过理论推导得到了变压器中性点过电压值的理论计算公式，理论分析表明：当一相断开，单端供电且电源中性点不接地时，空载变压器中性点电位将达到0.5倍的相电压；当两相断开，单端供电且电源中性点不接地时，空载变压器中性点电位将达到相电压。
变压器及容量等级及性能参数
变压器及容量等级及性能参数变压器是电力系统中常用的电力变换设备，用于改变电压和电流的数值，实现电力输送、分配和转换。
根据不同的应用领域和需求，变压器具有不同的容量等级和性能参数。
下面将详细介绍变压器的容量等级和性能参数。
一、容量等级1.低压变压器：低压变压器通常用于居民区、工业用电、商业用电等场合，其额定电压一般在1000V以下。
低压变压器按照容量等级可以分为以下几种：-小型变压器：容量在1-250kVA之间，常用于个别家庭、小型商铺等场所；-中型变压器：容量在250-1000kVA之间，常用于居民楼、小型工业企业等场所；-大型变压器：容量在1000kVA以上，常用于大型工业厂区、商业综合体、机关、学校等场所。
2.高压变压器：高压变压器一般用于输电和配电系统中，其额定电压可达到110kV以上。
高压变压器按照容量等级可以分为以下几种：-小型变压器：容量在1-20MVA之间，常用于中小型工业企业、地铁、医院等场所；-中型变压器：容量在20-100MVA之间，常用于城市配电网、大型工业企业等场所；-大型变压器：容量在100MVA以上，常用于电网的主变压器、变电站等场所。
二、性能参数1.额定容量：变压器的额定容量是指变压器能够持续工作的最大容量，单位通常为千伏安（kVA）。
额定容量是选择变压器的重要参数之一，需要根据实际负载需求来确定。
2.额定电压比：变压器的额定电压比是指变压器的一次侧（高压侧）与二次侧（低压侧）的额定电压之间的比值。
例如，220kV/110kV的变压器，额定电压比为2、额定电压比决定了变压器的变压倍率，选择合适的额定电压比能够满足电力系统的需求。
3.短路阻抗：变压器的短路阻抗是指在额定电压、额定频率下，变压器一侧短路时，通过短路点的电流与瞬时短路电压之比。
短路阻抗是衡量变压器性能的重要指标，它能够反映变压器的电流传输能力和电源事件的持续能力。
4.损耗：变压器的损耗分为无负荷损耗和负载损耗。
220kV与110kV变压器中性点接地方式安排与间隙保护配置及整定实施细则
220kV与110kV变压器中性点接地方式安排与间隙保护配置及整定实施细则一、变压器中性点接地方式安排原则1、110kV～220kV电网变压器中性点接地运行方式安排应满足变压器中性点绝缘承受要求，并尽量保持变电站的零序阻抗基本不变且系统任何短路点的零序综合阻抗不大于正序综合阻抗的三倍。
2、由于变压器结构原理要求必须接地的（如自耦变及电厂的厂用变等）中性点必须接地。
3、220kV变电站应至少有一台变压器中性点直接接地运行。
4、220kV变压器高、中压侧、110kV变压器高压侧中性点，均应装设独立的间隙零序过电压保护和间隙零序过电流保护。
间隙零序过电压、间隙零序过电流保护在中性点接地时停用，在中性点不接地时投入。
中性点绝缘等级为44kV和35kV的变压器，未加装间隙保护的，应接地运行。
5、110kV主变中低压侧无电源的变压器一般不接地。
中低压侧有电源时，变压器至少考虑一台中性点接地。
6、一个变电站有多台变压器，且只考虑一个接地点时，应优先考虑带负荷调压变压器接地。
7、有接地点的厂、站因方式需要分裂成两部分运行时，两部分都要保持接地点。
8、某些发电机、变压器直接连接的电厂，发电机如有全停的可能，在全停时，变压器中性点应有倒挂接地的措施。
9、当接地系统的变压器任一侧的高压开关断开，而变压器仍带电时，断开侧的变压器中性点必须接地，并投入零序过流保护，但是该接地点不列入系统接地点之内。
10、220kV及以上发电厂（不含总调调管）、变电站的变压器中性点接地运行方式由省调安排，未安排的，原则上不要求接地；各地调管辖的110kV变电站中性点接地运行方式由地调安排。
二、变压器中性点间隙零序过流、零序过电压保护配置及整定要求1、间隙零序电压、零序电流各按两时限配置，可分别设置投退；2、间隙零序过电压应取PT开口三角电压，间隙零序电流应取中性点间隙专用CT；3、间隙保护动作逻辑：变压器间隙零序过电压元件单独经时间元件出口；变压器间隙零序过流和零序过电压元件组成“或门”逻辑，经另一时间元件出口；4、变压器间隙零序过电压保护整定要求：1）变压器间隙零序过电压保护动作跳变压器时间应满足变压器中性点绝缘承受能力要求。
广西电网公司系统主要电气设备选型原则
广西电网公司系统主要电气设备选型原则为了更合理地选用设备，并不断提高公司系统装备水平，根据国内外生产厂家的制造水平和产品质量，结合公司的实际情况，在桂电生[2004]160号文的基础上，修订公司系统主要电气设备的选型原则如下。
一、电气一次设备（一）500kV电气一次设备1、500kV主变压器宜选用合资厂产品或国产优质产品。
冷却方式优先采用自然油循环风冷。
2、500kV断路器宜选用合资厂生产的六氟化硫断路器。
是否装设合闸电阻或其它限制过电压装置，须经系统专题研究后决定。
新建工程配套订购安装支架和基座，扩建和技改工程视具体情况而定。
3、500kV隔离开关和接地开关宜选用合资厂产品，配置主刀远方电动、就地电动并可手动操作机构，一般每相配一套电动操作机构, 既能单相操作, 也能三相联动；地刀就地电动并可手动操作机构。
500kV接地开关配置就地电动并可手动操作机构。
新建工程配套订购安装支架和基座，扩建和技改工程视具体情况而定。
隔离开关的支柱绝缘子应选用防污型高强度的产品，抗弯强度不小于12kN，扭转强度不小于8kN·m。
4、500kV电流互感器应选用六氟化硫气体绝缘型产品。
5、500kV电压互感器应选用国产优质产品，宜采用瓷套管。
6、500kV并联电抗器应选用国产优质产品。
高压并联电抗器可采用三相或单相电抗器。
一般选用户外、单相、油浸、铜线圈、气隙铁芯型。
选用三相电抗器，应结合制造条件、运输条件、安装条件等综合考虑；当采用三相电抗器时，应选用三相五柱式结构。
冷却方式优先采用自然油循环风冷。
中性点小电抗宜选用油浸自冷型。
7、500kV避雷器可选用合资厂生产的氧化锌避雷器。
8、500kV支柱绝缘子宜选用国产优质防污型高强度的瓷质产品。
（二）220kV电气一次设备1、220kV主变压器宜选用10型以上合资厂产品或国产优质产品，原则上城市中心区180MVA以上的变压器选用合资厂产品，其它变压器选用国产优质产品。
牵引变电所采用110kV和220kV电压等级供电分析
牵引变电所采用110kV和220kV电压等级供电分析摘要：讨论了电气化铁路牵引变电所采用110KV和220KV两种不同供电方案下的优缺点。
先从理论上分析比较两种供电电压等级下电气化铁路注入系统的谐波和负序引起的电能质量，其中主要计算比较j每^佘共连接点母线谐波电流、电压总畸变率、三相电压不平衡度和电压波动等几个重要的电能质量指标。
再结合工程实例，通过技术经济的综合分析和比较，选择性价比高的方案。
为今后电气化铁路的建设提供借鉴经验的同时推动相关工程的工程化发展．关键词：城际铁路；谐波；三相不平衡；电压等级目前我国电气化铁道线路上广泛使用的交直型电力机车均采用单相整流电路,不可避免地带来谐波、负序和功率因数等问题。
此外,由于机车运行受到运输组织、线路条件、供电条件以及人为操纵等因素的影响,牵引负荷剧烈波动,进而引起供电电压波动,这又进一步恶化机车运行。
在高速、重载条件下,这些问题会更加突出。
随着人们对电能质量重视程度的不断提高,多国家和有关国际组织都制订了电能质量有关标准或规定,我国也不例外。
电力电子技术和微处理器控制技术的发展给这些问题的解决带来曙光,但仍有较长的路要走。
解决这些问题,还需要从多种途径着手,根据具体情况采用最经济合理的方式。
本文拟探讨的是牵引变电所高压侧采用220KV电压等级,而不是传统的110KV。
实际上,在哈大线电220KV进线客观上提供了条件。
1、电铁牵引供电的特点电力机车是铁路电气化的牵引动力，机车本身没有电源，所需的电力由牵引供电系统传输。
牵引供电一次系统主要包括牵引变电所和接触网。
牵引变电所建设在铁路附近，按照铁路电气化区段，沿线根据牵引负荷和接触网供电能力相隔一定距离设立若干个牵引变电所，目前国内都是由电力系统110KV和220KV电压双电源或双回路供电，经牵引变压器降压为27.5KV再接入铁路上空的接触网。
接触网也就是牵引供电网，电力机车利用车顶的受电弓从接触网获取电能。
水电站220kV主变压器
水电站220kV主变压器水电站是一座重要的能源供应设施，在发电的过程中有许多的设备需要使用电能。
而水电站的发电量要求必须满足一定的负荷，因此需要一个稳定可靠的电力设施来提供高压电力供应。
这个设施就是水电站220kV主变压器。
主变压器的作用水电站220kV主变压器是一种重要的电力设备，它的作用是将水轮发电机上发出的高压电能升压到220kV，然后将电能输送到变电站，最终提供给用户使用。
主变压器主要由高压绕组、低压绕组、铁芯等部分组成。
高压绕组和低压绕组之间通过铁芯进行互感耦合。
当高压绕组输入电能时，铁芯内的磁通量不断变化，从而诱发低压绕组的电动势，将高压电能传输到低压绕组。
通过主变压器的升压作用，将发电机上产生的电能提高到220kV的高压电能，从而实现电力输送的目的。
主变压器的结构水电站220kV主变压器的结构与其他变压器的结构类似，主要有铁芯、绕组、油箱、油泵、调压器等部分组成。
其中铁芯和绕组是主变压器的核心部分。
铁芯是由多个层次的硅钢片堆叠组成，硅钢片的主要作用是降低铁芯的磁导率，从而减少铁芯损耗和发热。
在水电站中，铁芯尺寸较大，普遍采用分裂式铁芯结构。
绕组分为高压绕组和低压绕组两部分，高压绕组上可以采用多层绕组形式，以提高电压等级。
低压绕组一般采用铜箔包裹式绕组。
油箱是主变压器中的一个重要组成部分，它可以承载油量，并且冷却主变压器的绕组和铁芯。
油泵则是负责将油箱中的油液循环流动，保证油液能够有一个良好的流通，保证变压器的正常运转。
主变压器的选型水电站220kV主变压器对于工程的性能和设计要求十分高，选型也需要考虑不同的因素。
主要有以下几点：1.电力需求。
主变压器选型应该根据水电站设备总功率来确定。
一般来说，设备总功率越大，需要的主变压器容量也就越大。
2.压力等级。
水电站主变压器的压力等级通常为220kV，这个也是形成主变压器选型的重要参考。
如果需要更高的压力等级，例如500kV，那么就需要更大的主变压器。
110kv主变压器的类型、优缺点以及应用范围
110kv主变压器的类型、优缺点以及应用范围110kv主变压器是一种高压变压器，主要用于升降电网的电压。
下面，我将详细介绍110kv主变压器的类型、优缺点以及应用范围。
一、类型：110kv主变压器根据外壳结构和冷却方式可以分为多种类型，常见的包括油浸式、干式、无油型和SF6气体绝缘型主变压器。
1. 油浸式主变压器：油浸式主变压器使用绝缘油进行冷却和绝缘，具有良好的绝缘性能和散热性能，可以承受较大的负荷和短时过载。
由于其具有成熟的技术和较低的成本，目前仍然是110kv主变压器的主要类型之一。
2. 干式主变压器：干式主变压器不需要绝缘油，采用无油绝缘材料进行绝缘和冷却，具有无污染、防火、环保等优点，适用于一些特殊环境，如高海拔、沿海等地区。
3. 无油型主变压器：无油型主变压器采用绝缘材料和绝缘气体进行绝缘和冷却，不需要绝缘油，具有无火灾隐患、无污染等优点，适用于一些要求高安全性和环保的场所。
4. SF6气体绝缘型主变压器：SF6气体绝缘型主变压器使用SF6气体进行绝缘和冷却，具有较高的绝缘强度和热稳定性，适用于一些大型电网和特殊工况的变电站。
二、优缺点：1. 优点：（1）能够实现高电压输电和远距离输电，提高输电效率；（2）具有较好的绝缘性能和传输性能，能够稳定传输电能；（3）适用于大型电网，具有承载能力强、应用范围广的优势；（4）具有较高的效率和稳定性，能够提供稳定的电压输出。
2. 缺点：（1）体积较大，占用空间较大；（2）成本较高，维护费用也较高；（3）搬运和安装较为困难。
三、应用范围：110kv主变压器常用于配电网、变电站、电力系统等场所，主要用于电力输电和分配，具有以下应用范围：（1）用于电网的变电站，将高压电能转变为适合输送的低压电能；（2）用于电力系统的输配电过程中，提供稳定的电压输出；（3）用于大型工业企业和商业设施，提供稳定的电力供应。
总结：110kv主变压器是一种用于升降电网电压的关键设备，通过将电能从高压输送到低压，实现电力的输电和分配。
220kV和110kV变电站典型设计研究与应用
220kV和110kV变电站典型设计研究与应用一、本文概述随着电力行业的迅猛发展，220kV和110kV变电站作为电力系统中不可或缺的关键环节，其设计、建设和运行水平直接影响着电力系统的安全、稳定和经济性。
因此，对220kV和110kV变电站的典型设计进行研究与应用，具有重要的理论和实践意义。
本文旨在对220kV和110kV变电站的典型设计进行深入的研究，分析当前国内外变电站设计的最新理念和技术趋势，总结出一套符合我国国情和电力行业发展趋势的变电站典型设计方案。
同时，通过案例分析，探讨典型设计在实际工程中的应用效果，为今后的变电站设计提供有益的参考和借鉴。
本文的研究内容主要包括以下几个方面：对220kV和110kV变电站的典型设计进行理论探讨，明确典型设计的内涵、特点和优势；分析国内外变电站设计的最新理念和技术趋势，提出适合我国国情的变电站典型设计原则和技术路线；再次，结合具体案例，分析典型设计在实际工程中的应用情况，总结经验教训；对变电站典型设计未来的发展方向进行展望，提出相应的建议和对策。
通过本文的研究，期望能够为220kV和110kV变电站的设计、建设和运行提供有力的技术支持和指导，推动我国电力行业向更高水平发展。
二、变电站典型设计概述变电站典型设计是针对不同电压等级、不同地理位置、不同运行条件的变电站，制定的一套标准化、模块化的设计方案。
这种典型设计旨在提高变电站建设的效率，降低建设成本，同时确保变电站的安全性和稳定性。
在220kV和110kV变电站的设计中，典型设计的应用尤为重要。
变电站典型设计包括电气一次设计、电气二次设计、结构设计、水工设计、暖通设计等多个方面。
电气一次设计主要涉及电气主接线、变压器选择、电气设备布置等；电气二次设计则包括保护、控制、测量、通信等系统的设计。
结构、水工和暖通设计则关注变电站的建筑结构、给排水、通风空调等基础设施的设计。
在220kV和110kV变电站典型设计中，需要综合考虑变电站的容量、地理位置、运行环境等因素。
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1.自耦变压器中性点必须直接接地运行。
2.220kV分级绝缘变压器中性点接地运行方式的安排，应按照DL/T 559-94《220-500kV电网继电保护装置运行整定规程》第4.1.4条执行，并应考虑变压器中性点绝缘水平：当主变压器220kV侧中性点绝缘等级为110kV时，220kV侧中性点可不接地运行；当220kV主变压器的110kV侧中性点绝缘等级为66kV时，110kV侧中性点可不接地运行；当主变压器110kV侧中性点绝缘等级为44kV时，中性点一般应直接接地运行；当主变压器110kV侧中性点绝缘等级为35kV时，110kV侧中性点必须直接接地运行；当220kV主变压器中压侧或低压侧有并网小电源时，220kV侧和110kV侧中性点均宜直接接地运行，220kV进线侧宜配置线路保护。
2.
3.主变压器中性点间隙零序电流保护用零序电流互感器应串接在棒间隙接地端回路上。
4.
5.间隙零序电流电压保护的零序电流和零序电压动作值按DL/T 559-94和DL/T 584-95相关规定整定，即：
6.
220kV侧：零序电流动作值100A(一次值)，零序电压动作值180V(二次值)；
110kV侧：零序电流动作值40-100A(一次值)，零序电压动作值150V-180V(二次值)。
7.在终端变电站运行的220kV变压器，220kV侧中性点绝缘等级为110kV、110kV侧中性点绝缘等级为66kV或44kV时，220kV、110kV侧中性点可采用棒间隙并联避雷器保护，变压器220kV侧和110kV侧中性点间隙零序电流保护动作时间整定应考虑下列两种情况：
8.
（1）无并网小电源的终端变电站，220kV侧中性点绝缘等级为110kV、110kV侧中性点绝缘等级为66kV，若变压器220kV侧和110kV侧中性点均不接地运行，则变压器中性点只采用避雷器保护，应将棒间隙活动电极拆除并妥善保存，间隙零序电流保护退出运行。若110kV侧中性点绝缘等级为44kV，运行方式安排和保护整定配合有困难不能直接接地运行的，110kV侧中性点应采用棒间隙并联避雷器保护，间隙零序电流保护动作时间参照第5条第（3）点执行。
6.对部分分级绝缘变压器间隙零序电流电压保护暂时无法实现两段时限整定，且中压或低压侧有小电源接入的，要求对相关回路进行改造，完善此功能。
四、其他相关问题及要求
1.各地调应跟踪并定期核对变压器中、低压侧小电源并网情况，及时调整主变压器中性点的保护方式。还应结合每年的年方式编制计算、调整变压器中性点接地方式，以适应电网发展的需要。
3.110kV分级绝缘变压器中性点接地运行方式的安排，应按照DL/T 584-95《3-110kV电网继电保护装置运行整定规程》第4.1.3.4条执行，并应考虑变压器中性点绝缘水平：当主变压器中性点绝缘等级为66kV时，中性点可不接地运行；当主变压器中性点绝缘等级为44kV时，中性点一般应直接接地运行，当主变压器中性点绝缘等级为35kV时，中性点必须直接接地运行。
（2）中压侧或低压侧有并网小电源的终端变电站，220kV侧中性点绝缘等级为110kV、110kV侧中性点绝缘等级为66kV或44kV，若运行方式安排和保护整定配合有困难不能直接接地运行的，变压器220kV侧中性点可采用棒间隙并联避雷器保护，间隙零序电流保护动作时间第一时限整定为0.3秒解列小电源接入断路器，第二时限整定为1.3秒跳变压器各侧断路器。
9.在终端变电站运行的110kV分级绝缘变压器，分下列两种情况考虑主变压器中性点过电压保护的整定与使用原则：
10.
（1）110kV中性点绝缘等级为66kV，中压侧或低压侧没有小电源并网的系统，中性点可不接地运行。变压器中性点只采用避雷器保护，应将棒间隙活动电极拆除并妥善保存，间隙零序电流保护退出运行。
2.各供电单位应定期检查主变压器中性点是否烧损、并联避雷器是否动作，总结运行经验，为采取必要的改进措施提供依据。
3.金属氧化物避雷器要求
中性点标称电压（kV）
中性点绝缘水平（kV）
避雷器额定电压（kV）
110
LI400AC200
146
66
LI325AC140
73
44
LI250AC95
60
5.
6.
7.
三、主变压器中性点过电压保护（二次部分）配置和与主变压器中性点过电压保护（一次部分）配合使用要求
1.新建工程分级绝缘变压器应配置中性点间隙零序电流电压保护，设二段时限。已投运变压器若采用微机型变压器保护的，要求增加一段时限。
10次放电电压平均值的范围：102±5%kV
110 kV系统中性点间隙距离（mm）1101Fra bibliotek0140
150
160
165
170
10次放电电压平均值的范围：60±5%kV
（4）应定期检查棒间隙距离（特别是间隙保护动作后），如不符合要求应及时调整。
（5）新建工程投产前及主变预试时应进行棒间隙稳态工频放电电压试验(取10次试验电压平均值)，采用峰值电压表（以峰值/ 方式）记录工频放电电压，并做好试验记录备查；若工频放电电压低于上表要求值时，应进行相应调整。
二、主变压器中性点过电压保护（一次部分）配置和使用要求
1.分级绝缘变压器运行时中性点可能不接地的，应采用棒间隙并联金属氧化物避雷器保护。
2.
3.棒间隙要求
4.
（1）棒间隙应使用直径为14mm的铜棒，采用水平布置，端部为半球型，表面加工细致无毛刺并镀锌，尾部应留有50mm螺扣，用于调节间隙距离。
（2）安装棒间隙时应考虑与周围接地物体的距离大于1m，接地棒长度应不小于0.5m，离地面距离不小于2m。如图1所示：
220kV和110kV主变压器
中性点过电压保护配置与使用意见（试行）
一、主变压器中性点接地方式要求
500kV-110kV主变压器中性点接地方式应遵循DL/T 559-94《220-500kV电网继电保护装置运行整定规程》和DL/T 584-95《3-110kV电网继电保护装置运行整定规程》的有关规定，并兼顾各电压等级主变压器中性点绝缘水平。
图1棒间隙安装示意图
（3）棒间隙距离根据海拔高度的不同，按下表选取：
不同海拔高度下的间隙距离（参考值）和
试验工频放电电压（以峰值/ 方式测量）的10次平均值范围
海拔高度(m)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
220kV系统中性点间隙距离（mm）
300
320
340
360
390
410
430
（2）110kV中性点绝缘等级为66kV或44kV,中压侧或低压侧有小电源上网的系统，中性点宜直接接地运行。若运行方式安排和保护整定配合有困难的，变压器中性点采用棒间隙并联避雷器保护，间隙零序电流保护第一时限整定为0.3秒延时跳开并网小电源相关断路器，第二时限整定为1秒跳变压器各侧断路器。
（3）110kV中性点绝缘等级为44kV，中压侧或低压侧没有小电源并网的系统，变压器中性点一般应直接接地运行。若运行方式安排和保护整定配合有困难的，变压器中性点采用棒间隙并联避雷器保护,间隙零序电流电压保护的动作时间整定为1秒跳变压器各侧断路器。