110kV变压器中性点过电压计算及其保护策略
110 kV变压器中性点过电压保护配置探讨
不超过3。 在这种极限情况下， 一相接地时中性点的
稳态电位 Uo为:
Uo=
3
2 +3
叽 =0.6 Ug= 35% U xz .
(4)
绝缘的冲击耐受电压肯定大于 185 kV， 并不需要在 间隙旁并联金属氧化物避雷器。
3 中性点 间隙保护配置
3. 1 变压器中性点间隙值的确定
(2) 经验算如断路器操作中因操动机构故障出
现非全相或严重不同期时产生的铁磁谐振过电压可 能危及中性点为标准分级绝缘、运行时中性点不接
地的110 kV 及220 kV 变压器的中 性点绝缘， 宜在
中 性点装设间隙。 (3) 有效接地系统中的中性点不接地的变压 器， 如中性点采用分级绝缘且未装设保护间隙， 应在 中性点装设雷电过压保护装置， 且宜选变压器中性 点金属氧化物避雷器。 发现规程推荐中性点保护以间隙为主， 只有在 未装设间隙的情况下才需要装设中性点避雷器。 另据国网公司 《 十八项电网项目 重大反事故措 施》 (试行) 规定: “ 为防止在有效接地系统中出现孤
根据中华人民共和国现行的电力行业标准， 我 国 110 kV 系统中变压器中性点一般采用直接接地 或经低阻抗接地， 部分变压器中 性点也可不接地。 系 统运行中出现于设备绝缘上的过电压有: 暂时过电 压(工频过电 谐振过电压) 、 压、 操作过电压和雷电过 电压。 如何防止这些过电 压对于变压器绝缘的破坏，
收稿 日期 :2007 - 09- 16
护应采用棒间隙保护方式。 对于110 kV 变压器， 当 中 性点绝缘的冲击耐受电压蕊185 kV 时， 还应在间 隙旁并联金属氧化物避雷器， 间隙距离及避雷器参
数配合应进行校核。 间隙动作后， 应检查间隙的烧损 情况并校核间隙距离” 。 根据现行国标 GB1094- 85 《 电力变压器》 及
主变压器中性点过电压保护配置原则
主变压器中性点过电压保护配置原则由于电力系统运行的需要，110～220 k V有效接地系统的变压器中性点大部分采用不接地运行方式，变压器一般采用分级绝缘结构，绝缘水平相对较低，所以不接地运行的变压器中性点需要考虑对雷电过电压、操作过电压和暂时过电压的保护。
根据DL／T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的有关规定，提出以下保护配置意见：a）对110 kV和220 k V有效接地系统中可能偶然形成的局部不接地系统（如接地变压器误跳开关等原因引起）、低压侧有电源的变压器不接地中性点应装设间隙保护。
b）经验算，如断路器因操作机构故障出现非全相和严重不同期产生的铁磁谐振过电压可能危及中性点为标准分级绝缘、运行时中性点不接地的110 kV和220 k V变压器的中性点绝缘，宜在中性点装设间隙。
c）变压器中性点间隙值的确定应综合考虑———间隙的标准雷电波动作值小于主变压器中性点的标准雷电波耐受值；———因接地故障形成局部不接地系统时间隙应动作；———系统以有效接地方式运行、发生单相接地故障时，间隙不应动作。
2变压器中性点保护配置方式的分析根据以上配置原则，参照广东省电力试验研究所的试验数据，直径16 mm、水平布置、半球头圆钢的棒－棒间隙放电电压与间隙距离的关系见图1，在Ucp（1±σ）和U50％（1±σ）区间内放电的概率为99．7％［1］。
2．1变压器中性点绝缘水平的选取根据GB 311.7-1998《高压输变电设备的绝缘配合使用导则》，对3～220 k V油纸绝缘设备，耐受操作冲击电压的能力为耐受雷电冲击的0．83倍，其值远超过预期操作过电压水平，所以绝缘水平主要由雷电过电压决定，不需考虑操作过电压的影响。
取中性点绝缘老化累计安全系数为0．85，参考GB311．1—1997《高压输变电设备的绝缘配合》，取雷电冲击安全系数为0．714，工频电压安全系数为1．0，则中性点综合耐受雷电冲击裕度系数为0．6，综合耐受工频裕度系数为0．85。
110kV变压器中性点过电压的计算及其保护策略
第35卷第3期电网技术V ol. 35 No. 3 2011年3月Power System Technology Mar. 2011 文章编号：1000-3673（2011）03-0152-07 中图分类号：TM 77；TM 86 文献标志码：A 学科代码：470·4054110kV变压器中性点过电压的计算及其保护策略于化鹏1，陈水明1，余宏桥1，杨鹏程1，印华2，吴高林2（1．电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系)，北京市海淀区 100084；2．重庆电力科学试验研究院，重庆市渝北区 401123）Calculation of Overvoltage on Neutral Point of 110kV Power Transformers andCorresponding Protection StrategyYU Huapeng1, CHEN Shuiming1, YU Hongqiao1, YANG Pengcheng1, YIN Hua2, WU Gaolin2(1. State Key Lab of Control and Simulation of Power Systems and Generation Equipments(Dept. of Electrical Engineering, Tsinghua University), Haidian District, Beijing 100084, China;2. Chongqing Electric Power Research Institute, Yubei District, Chongqing 401123, China)ABSTRACT: To limit short-circuit current and meet the requirement of setting of relay protection equipments, the partial neutral grounding of power transformers is adopted in 110 kV power systems in China, and this kind of grounding mode will result in overvoltage on the ungrounded neutral of power transformer. The overvoltage on ungrounded neutral of power transformer of an 110kV system in Chongqing power grid is calculated by PSCAD/EMTDC software. Calculation result shows that the maximum power frequency transient overvoltage on the ungrounded neutral of power transformer will be 125.8kV; the voltage on the neutral of power transformer will came up to phase voltage while single-phase earth fault occurs in ungrounded system; under the condition of open-phase operation the ferro-resonance overvoltage with peak value of 261.2kV may result in the neutral of no-load power transformer and such a peak value seriously threatens the security of power equipments and the insulation of transformer neutral; lightning overvoltage can damage the insulation of transformer neutral, so it should be limited as well. Finally, a protection configuration scheme that is suitable to the neutral of 110kV power transformer is given, and it is pointed out that when air-gap and arrestor are parallelly adopted, the restriction of arrestor on power frequency transient overvoltage on the neutral of power transformer should be taken into account.KEY WORDS: neutral; power transformer; arrester; air-gap; power frequency overvoltage; lightning overvoltage摘要：为了限制短路电流和满足继电保护整定的需要，110kV系统采用的是部分变压器中性点接地方式，这种接地方式会使不接地变压器的中性点产生过电压。
110kV变压器中性点过电压保护-5文档资料
110kV 变压器中性点过电压保护我国主要对于110kV 电力系统进行应用，该系统属于接地系统，但位于变电站的部分较短线路由于会受到信号对其的干扰，因此为有效避免干扰，采用了较短线路实行不接地的运行方式。
但该方式仍存在一定的弊端，这种运行情况下，雷击以及单相接地短路故障都会使得中性点有电压通过，因此不利于确保其绝缘性，对工作人员以及供电的安全起到一定的威胁性。
本文从110kV 变压器中性点过电压保护进行了探讨，并做出了详细的分析。
1 110kV 变压器中性点绝缘及接地方式随着当前的不断发展，我国大多采用国产的分级绝缘结构，中性点分为不同的电压级别，从而对于其安全性进行有效的控制。
并且国产变压器按照国家规定也对于雷电全波和截波耐受电压进行了合理的设置。
110kV 在我国广泛被采用，该系统是大接地的电流系统，对于电流的稳定性有所保证，并且减弱了其他食物对其产生的干扰性，能够良好的对于继电进行保护。
在应用过程中大多的110kV 变压器中性点可直接接地使用，但部分需要在不接地的情况下对其进行使用。
2 分级绝缘变压器中性点的过电压保护方式在110kV 系统的使用过程中存在着不稳定的情况，在局部不接地的位置有电源流过，伴随着磁电感的产生，会对于整个电路造成谐振，从而引发较高的电压经过，分级绝缘变压器在此过程中就会受到较大的影响，甚至会造成绝缘的损坏，对人们的安全造成威胁。
因此，通常对于中性点的过电压保护采用水平棒间隙的保护方式。
整个系统中对于变压器的中性点也有着一定的要求。
要求其冲击放电的电压不可超过冲击时的耐压值，并且保护间隙放电所产生的电压也应大于其点位上升高过程当中所产生的最大值。
3 分级绝缘变压器中性点的保护配置3.1对于中性点装设放电间隙的保护在中性点放电的间隙，应进行零序电流的保护，并且设置零序电压的保护，从而使得中性点没有及时起到作用时也对于断路器进行断开。
3.2对于不装设放电间隙中性点的保护当母线位置上的变压器都不接地运行时，应首先对于变压器进行断开，从而进行有效的保护。
110kV主变中性点过电压保护配置的探讨
110kV主变中性点过电压保护配置的探讨作者：吴斌来源：《科技创新与应用》2013年第08期摘要：文章介绍了110kV主变压器中性点过电压的各种可能情况，对各类过电压保护方式作了分析和对比，介绍了110kV主变中性点过电压保护配置的相关原则。
关键词：中性点；过电压；放电间隙；绝缘水平1 引言110kV系统属于中性点有效接地的大接地电流系统。
为防止通信干扰，满足继电保护配置要求，并考虑到单相短路时的短路电流以及零序电压水平，通常只让部分110kV变压器中性点直接接地，而多数110kV变压器的中性点并不直接接地运行。
不接地变压器的中性点在运行过程中可能会受到雷电、操作、工频等各类过电压的影响。
另外，110kV及以上变压器一般使用分级绝缘，中性点处的绝缘水平往往比较薄弱。
因此在实际运行中，常常需要对不接地变压器的中性点进行过电压保护措施。
本文分析了变压器中性点过电压现象及相关保护方式，讨论了主变中性点过电压保护相关配置原则。
2 中性点的过压情况分析电力系统的过电压现象一般可分为三种情况：（1）雷电过电压；（2）操作过电压；（3）暂时过电压，即工频过电压或谐振过电压。
中性点不接地的变压器，在雷电波从线路到达变压器中不接的地中性点时，雷电波可能在中性点发生全反射，并产生幅值很高的雷电过电压，危及变压器中性点绝缘。
标准的雷电波形并不一定都是由雷电发出，比如，单相接地时，可能在非接地相上产生出近似于雷电过电压的短波前。
对中性点雷击过电压，可以采用避雷器保护，一般按照变压器的标准雷电波耐受水平，并考虑绝缘老化的累计效应乘以系数0.85，得到的实际绝缘耐受水平大于避雷器的标称雷电冲击放电电压或残压。
暂时过电压主要由单相接地故障和谐振等造成。
在我国的标准中性点接地系统中，在不失去有效接地的情况下，一般单相接地故障的非故障相工频过电压不会超出线电压的80%。
但在110kV终端站中，不接地变压器实际上形成了一个局部不接地系统，若单相间歇性电弧接地故障发生，按最高电压126kV计算，主变中性点稳态过电压能达到73kV，暂态电压则能达到132kV。
渭南电网110kV变压器中性点过电压保护方式研究
采 用Ｙ Ｗ一 ２１６型 避霄 器 ，其 额定 电压 为７ Ｖ， ７ ／８ ２ｋ
雷 电冲击 残 乐 为 ｌ６ｋ ８ Ｖ，雷 电 冲击耐 压 耐 １１ ＝ ．Ｘ （ ． ＋ ５ ＝ ４ ． ｋ Ｉ 即设 备 的雷 电耐 受 电压水平 １１ １ ）２ １ Ｖ Ｉ ６ ， 为２ １ Ｖ 即可 满 足要求 ， ４．ｋ ６ 小于 ２ ０ｋ 中性点 耐 ５ Ｖ的
１１ １ ０ ｋ ． Ｖ变压 器 中性 点的 绝缘 水 平 １
阀式 避雷 器 。其余 变 压器 采用 无 间隙金 属氧 化锌 避 雷器 （ Ａ）ＭＯ 参 数 的 型号 集 中选 择 Ｙ１ Ｗ一 ２ ＭＯ ， Ａ ． ７／ ５
１６ ８ 和Ｙ１ Ｗ一 ３２ ０ ． ７ ／０ ，并 非根 据 中性 点 绝缘 水 平 进 ５
级 的变压 器２ 台 ，４ｋ 等 级 的变压 器６ 台 过 电压 ７ ４ Ｖ ８
而对避 雷器并联 间隙 的保 护方式未 加评议 。 本文通 过 对渭 南 电 网１０ｋ 系统 变 压器 中性 点过 电压保 护 方 Ｖ １
式 的调查 统计 ， 合对变 压器 中性点 的绝缘 水平 和过 结
表 １ １ ０ｋ 变 压 器 中 性 点 的 绝 缘 水 平 Ｖ １ ｋ ｖ
２ 过 电压 分 析
在实 际运 行 中 ，变压 器 中性 点 常见 的过 电压 主
要 有 雷 电过 电压 、系统 单相 接地 在 中性 点引 起 的过 电压及 非全 相 运行 在 中性点 引起 的过 电压 等 。
行 选 择 。２０ 年 以来 ，渭南 电网新 投及 正在 设计 的 ０８ １０ Ｖ ｋ 变压 器 中性 点 全部 采用 ＭＯ 并 联 间隙 的保 护 １ Ａ
方式 ， 统计 情况 见表 ２ 。
国产 １０ｋ 变 压器 通 常为 分级 绝缘 结 构 ， １￣ １ Ｖ 表 ３ Ｊ ，
110kV变压器中性点过电压计算及其保护策略
110kV变压器中性点过电压计算及其保护策略摘要：110kV系统通过改变变压器中性点的接地形式，从而实现调控短路电流量，同时使得继电保护能够整定，而且不接地变压器的中性点通过这种接地形式也能够产生过电压。
本文针对110kV变压器中性点过电压的计算进行分析，结合分析内容提出相对应的保护策略。
关键词：110kV变压器；过电压；保护策略1.引言由于电力系统常规运行中三相对称的缘故，电力变压器不会产生过电压。
若出现意外情况，比如单相接地短路、非全相运行或者是雷电等，则变压器中性点会产生一定的过电压，甚至会和相电压一般；若是出现简谐振动，变压器中性点则会产生更大的过电压。
再者由于110kV变压器中性点大部分都是分级绝缘，因此保护变压器中性点是非常重要的。
通过运行实践以及相关资料显示，在雷电冲击、非全相电力运行以及系统单相接地短路事故中，变压器中性点产生的过电压会在极大程度上影响变压器中性点的绝缘。
2.110kV变压器系统的软件仿真2.1设计110kV变压器系统的仿真模型为了更清晰的计算变压器中性点在不同事故中所产生的具体过电压值，本文通过ATP-EMTP软件构建110kV变压器的模型进行仿真分析。
2个110kV变压器通过YYd的方法连接，设定相同的参数、最大容量，避雷器接在变压器的中性点。
以变压器110kV侧母线作为起点，在110kV侧输电线路上共计设有6个点，点与点之间的距离为20m。
（如图1）2.2 110kV变压器系统模型的仿真结果本次的仿真结果是110kV输电线路上出现单相短路故障，和母线的距离越近，其中性点所产生的过电压值就会越大；换言之，接地点的过电压值越小，那么就越远离母线，其根本原因是由于正序电阻的不断降低所造成的。
此外，110kV母线侧出现了接地的情况，而2个变压器系统的高压侧电源没有出现接地的情况，中性点的最大电压值高达97kV，几乎接近了110kV输电线路中所产生的相电压，其产生原因是电力系统实际上等效于一个无穷大系统。
接带分布式电源的110kV变压器中性点过电压分析
接带分布式电源的110kV变压器中性点过电压分析发表时间：2020-12-11T14:56:00.173Z 来源：《中国电业》2020年22期作者：黄鑫[导读] 110kV及以上系统为有效接地系统，部分220kV变压器高中压侧中性点接地，110kV变压黄鑫国网江西省电力有限公司南昌供电分公司南昌 330069摘要：110kV及以上系统为有效接地系统，部分220kV变压器高中压侧中性点接地，110kV变压器中性点一般不接地。
在考虑雷电冲击、单相接地以及开关非全相动作等情况下，通过对接带分布式电源的110kV变压器中性点的过电压分析，提出了其中性点接地方式选择意见。
关键词：分布式电源；110kV变压器；中性点；过电压Analysis of Neutral Point Overvoltage of 110kV Transformer with Distributed Generation Xin Huang(State Grid Nanchang Power Supply Company，Nanchang 330069，China) Abstract:110kV and above electric power systems are effective grounding operation, Part of neutral points of 220kV Transformer at high and medium voltage side are grounded, which of 110kV transformer are generally not grounded.Consideration of lightning impulse,single phase grounding and breaker incomplete phase malfunction, according to the analysis of Neutral Point Overvoltage Protection of 110 kV Transformer with Distributed Generation,the suggestion of mode of grounding is proposed. Key words: distributed generation;neutral point overvoltage;lightning impulse;single phase grounding;incomplete phase 中图分类号：文献标识码：文章编号：1 引言为保持系统零序网络稳定、限制接地短路电流以及降低零序保护的配合难度，110kV变压器中性点一般采用间隙接地，单个变电站中220kV主变采取至少一台高中压侧中性点接地。
- 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、"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、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)。
110kV变压器中性点过电压计算及其保护策略
发表时间：2017-08-08T19:52:12.857Z 来源：《电力设备》2017年第10期作者：朱梁
[导读] 摘要：110kV系统通过改变变压器中性点的接地形式，从而实现调控短路电流量，同时使得继电保护能够整定
（国网上海市区供电公司 200080）
摘要：110kV系统通过改变变压器中性点的接地形式，从而实现调控短路电流量，同时使得继电保护能够整定，而且不接地变压器的中性点通过这种接地形式也能够产生过电压。
本文针对110kV变压器中性点过电压的计算进行分析，结合分析内容提出相对应的保护策略。
关键词：110kV变压器；过电压；保护策略
1.引言
由于电力系统常规运行中三相对称的缘故，电力变压器不会产生过电压。
若出现意外情况，比如单相接地短路、非全相运行或者是雷电等，则变压器中性点会产生一定的过电压，甚至会和相电压一般；若是出现简谐振动，变压器中性点则会产生更大的过电压。
再者由于110kV变压器中性点大部分都是分级绝缘，因此保护变压器中性点是非常重要的。
通过运行实践以及相关资料显示，在雷电冲击、非全相电力运行以及系统单相接地短路事故中，变压器中性点产生的过电压会在极大程度上影响变压器中性点的绝缘。
2.110kV变压器系统的软件仿真
2.1设计110kV变压器系统的仿真模型
为了更清晰的计算变压器中性点在不同事故中所产生的具体过电压值，本文通过ATP-EMTP软件构建110kV变压器的模型进行仿真分析。
2个110kV变压器通过YYd的方法连接，设定相同的参数、最大容量，避雷器接在变压器的中性点。
以变压器110kV侧母线作为起点，在110kV侧输电线路上共计设有6个点，点与点之间的距离为20m。
（如图1）
2.2 110kV变压器系统模型的仿真结果
本次的仿真结果是110kV输电线路上出现单相短路故障，和母线的距离越近，其中性点所产生的过电压值就会越大；换言之，接地点的过电压值越小，那么就越远离母线，其根本原因是由于正序电阻的不断降低所造成的。
此外，110kV母线侧出现了接地的情况，而2个变压器系统的高压侧电源没有出现接地的情况，中性点的最大电压值高达97kV，几乎接近了110kV输电线路中所产生的相电压，其产生原因是电力系统实际上等效于一个无穷大系统。
在本次的仿真过程中，还发现了变压器110kV侧中性点上产生的电位归零是由于线路中的零序电流在输入中性点与接地点的结合部分时被阻挡了，而且35kV上的中性点出现同样的情况，分析其原因是由于10kV侧的连接形式是采用了三角状连接从而阻挡了零序电流的进入所致。
3.110kV变压器中性点的保护策略
3.1降低110kV变压器中性点的过电压
在确定变压器之间的相隔距离之后，通过电压计算公式我们可以得知，降低正序电流的输出值，能够实现降低变压器中性点的过电压值。
那么，为了能够降低正序电流的输出值，我们可以改变变压器的接地形式。
在原本的变压器仿真模型的基础上进行改动，让1个变压器中性点接地，而其他部分不改变。
那么，110kV电力系统中在输出线路侧出现单相接地短路的时候，未接地的那个变压器中性点产生过电
压的具体数值如表1所示。
（表1，修改过后的变压器110kV侧中性点产生的过电压值）
由此可知，未接地变压器的中性点过电压值不论是在稳态或者是暂态都是有一定程度的降低的。
而在加设接地置之后，因为零序阻抗值逐渐的降低，所以线路中零序电流值就会逐渐的增加，一定要对系统中单相接地短路所包含的容量进行准确的计算，并且要把继电保护的整定结构放在考虑范围中。
3.2避雷器的选择
采用避雷器对在单相线路接地事故中变压器中性点产生的暂态过电压进行有效的调控，就需要正确的在变压器中性点上设置合适的避
雷器，从而实现保护系统的可靠作用。
同样在原有的变压器仿真模型上，将原本的避雷器型号进行更换，用ATP-EMTP软件再次计算变压器110kV侧输电线路上出现的单相接地事故中高压侧中性点所产生的过电压值，具体过电压值如表2所示。
（表2，更换避雷器后变压器110kV侧中性点的过电压值）
表4中的数据在与之前数据的对比中显示，变压器中性点的保护在选择额定电压为60kV的避雷器之后，线路单相接地事故中，暂态电压以及稳态电压的电压值数据上有一定程度的减小，这就表示是在中性点上选定合适的位置进行保护能够对降低变压器中性点暂态过电压值产生效果。
4.结语
为了能够对线路短路电流进行正确的调控，并且实现继电保护的合理整定，110kV电力系统运行都是通过采取变压器的中性点接地系统来实现的。
在这种情况下，变压器中未接地中性点就会出现不同的过电压，并且对其绝缘造成极大的损伤，因此，要对其进行有效合理的限制。
本文针对110kV变压器中性点的过电压的计算进行分析，用ATP-EMTP软件设计仿真模型，并且根据仿真结果进行较为全面的分析，发现在变压器中性点上出现的问题，根据问题提出保护策略，首先是能够有效的降低变压器中性点中产生的过电压值，其次就是能够在正确的中性点上配置合适的避雷器，才能够实现对变压器中性点的绝缘结构的保护。
参考文献：
[1]刘永志.110kV系统主变压器中性点接地方式研究[D].长春工业大学，2016.
[2]许鸣昌.110kV变压器中性点可控间隙的研究[D].华北电力大学（北京），2016.
[3]朱锴.220kV变压器中性点过电压仿真分析及其保护探究[J].低碳世界，2016，28：23-24.
[4]敬亮兵，方梦鸽，李臻奇，扈海泽，荣展鹏，赵军，张宇雄.变压器接地新方法研究[J].电瓷避雷器，2016，06：103-108+115.。