“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和110kV主变压器中性点过电压保护配置与使用意见》
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。
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。
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。
4．电网变压器中性点接地方式应尽量保持变电所零序阻抗基本不变。
云南电网主变压器中性点接地运行数目均由省调统一分配及管理，各运行单位不得随意更改，需要改变变压器中性点运行方式时，应事先得到省调同意。
在操作过程中允许某一厂站中性点接地数短时超过规定。
110KV电网主变中性点接地方式分析
110KV电网主变中性点接地方式分析摘要：电力系统中变压器中性点接地方式的选择是一个综合性的技术问题，本文概述了目前电网的几种接地方式，分析了多个变压器时主变110kV侧的中性点接地方式，提出了主变接地方式选择应注意的问题。
关键词：变压器；中性点；接地方式引言电力系统中变压器中性点接地方式的选择是一个综合性的技术问题，它与系统的供电可靠性、短路电流大小、过电压大小及绝缘配合、保护配置、系统稳定、通信干扰等关系密切。
变压器中性点接地方式的选择直接影响到电网的安全稳定运行。
在电网系统中，变压器中性点直接接地系统在发生接地故障时，尤其是单相接地故障时，接地相的故障电流较大，非故障相对地电压不升高，这种系统称为大电流接地系统。
在大电流接地系统中，零序电压和接地电流的分布及大小主要取决于系统中中性点直接接地变压器的分布。
在电网发生的故障中，接地故障占80%以上。
因此，合理的选择主变中性点接地方式，快速的切除故障，可以提高系统的供电可靠性。
1 中性点接地方式介绍1.1 中性点直接接地中性点直接接地，就是将中性点直接与大地连接。
当发生单相接地时，其单相接地电流非常大，甚至会超过三相短路，任何故障将会引起断路器跳闸。
我国的110kV及以上变电站变压器多采用中性点采用直接接地方式，对于直接接地系统，发生单相接地时，非故障相的工频电压升高低于1.4 倍相电压；断路器响应时间短，跳开故障线路及时，设备承受过电压的时间相对较短，可降低设备的绝缘水平，从而使降低电网的造价。
但中性点直接接地系统的缺点是发生单相接地短路时，短路电流大，要迅速切除故障部分，使供电可靠性降低。
1.2 中性点不接地中性点不接地系统，又称小电流系统。
该方式不需附加设备，投资较省，适用于农村10kV 架空线路长的供电网络。
它的另一个优点是发生单相短路时，单相接地电流很小，对邻近通信线路、信号系统的干扰小，一般此时保护只动作于信号而不动作于跳闸，供电线路可以继续运行，但电网长期一相接地运行，其非故障相电压升高，绝缘点被击穿，而引起两相接地短路，最终将严重损毁电气设备。
110～220kV变压器中性点保护间隙距离计算选择
110～220kV变压器中性点保护间隙距离计算选择摘要：根据过电压及绝缘配合要求，总结110～220kV变压器中性点保护间隙的整定计算原则，根据目前电力系统实际情况，计算110～220kV变压器中性点保护间隙可调范围值，并提出保护间隙可调范围通用设计值，以供设计单位及中性点设备厂家参考。
关键词：变压器中心点保护间隙；棒间隙距离；过电压及绝缘配合中图分类号：0 引言电力系统中110～220kV变压器中性点可采用直接接地方式，部分变压器中性点根据运行要求也可采用不接地方式。
为防止在有效接地系统中偶然出现局部不接地系统，并产生较高工频过电压损害变压器中性点绝缘，110～220kV不接地变压器的中性点应采用水平布置的棒间隙保护，当因接地故障形成局部不接地系统时，该间隙应动作。
当系统以有效接地系统方式运行发生单相接地故障时，该间隙不应动作。
该间隙距离还应兼顾雷电过电压下保护变压器中性点标准分级绝缘的要求。
保护间隙虽有限制过电压的能力，但其熄弧能力差，实际工程中常采用在保护间隙旁边并联金属氧化物避雷器，避雷器作为雷电冲击过电压主保护，保护间隙为后备保护。
另外，保护间隙的工频击穿电压还应与避雷器持续运行电压配合，以免避雷器长时间运行在中性点工频过电压下而被损坏。
1 变压器中性点过电压110～220kV变压器中性点采用经隔离开关接地，并配置与隔离开关并联的中性点避雷器及放电间隙，其典型电气接线示意见图1。
当中性点隔离开关处于合闸位置时，变压器中性点为直接接地；当中性点隔离开关处于分闸位置时，变压器中性点为经棒间隙接地。
图1 110～220kV变压器中性点成套装置接线示意图（1）侵入雷电波过电压。
当雷击线路时，雷电冲击波侵入变压器，在三相同时进波时，变压器不接地的中性点类似于开路情况，在中性点产生的雷电过电压最严重情况可达波幅值的2倍。
此过电压会对分级绝缘的变压器中性点造成危害。
此情况下，宜优先装设无间隙金属氧化物避雷器MOA作为主保护，间隙可作为后备保护。
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。
间隙保护国家有关规定
间隙保护国家有关规定根据国家电力公司制定的《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》〔国电发［2000］589号〕和有关网局《110-220KV变压器中性点过电压保护方式规定》，现摘录如下：1、当220KV变电站有两台及以上主变运行时，应将其中一台主变高压绕组中性点直接接地。
2、110KV、220KV变压器不接地的中性点应装设间隙或采用避雷器与间隙并联保护方式。
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、发生单向接地故障时，间隙不应动作；避雷器应能承受单向接地时中性点的稳态电压升高。
间隙的标准雷电波放电电压和避雷器雷电冲击残压应低于变压器中性点雷电冲击耐受水平。
3、220KV变压器〔自耦变除外〕的220KV绕组中性点为110KV绝缘水平〔LI400AC200〕，110KV绕组中性点为60KV绝缘水平〔LI325AC140〕，均应采用钢棒间隙与避雷器并联保护方式。
220KV绕组中性点宜选用Y1.5W-144/320型氧化锌，间隙距离宜选用300mm; 110KV绕组中性点宜选用Y1.5W-60/144型氧化锌，间隙距离宜选用140mm。
4、110KV变压器中性点采用以下保护方式110KV绕组中性点为60KV绝缘水平(LI325AC140),宜选用Y1.5W-60/144型氧化锌避雷器与140mm距离的间隙相并联。
110KV绕组中性点为44KV绝缘水平(LI250AC95),宜选用Y1.5W-60/144型氧化锌避雷器与120mm距离的间隙相并联。
110KV绕组中性点为35KV绝缘水平(LI185AC85),可以采用单独间隙保护，间隙距离宜选用115mm。
有关各方可以根据当地海拔高度和空气湿度放电间隙距离作适当调整。
5、棒间隙采用φ16mm镀锌圆钢，端部形状接近半圆无棱角〔不允许焊接铜球〕，尾端应有螺纹以便调节，间隙应水平布置以防止雨水短接。
避雷器应加装放电记数器，以便于巡视人员监视。
110kV和220kV变压器中性点过电压保护方式的选择 - 复制
地系统最大暂时工频过电压，但裕度较小。在中性点不接地系统最大暂
时工频过电压下，避雷器可能损坏。
c)110mm间隙与Y1.5W－48／109避雷器并联时，满足保护中性点要
求。但Y1.5W-48／109避雷器非标准型号，在避雷器残压作用下，间隙
根据以上分析，结合《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(DL ／T620-1997)有关规定，提出以下保护配置意见： (1) 对110kV及220kV有效接地系统中可能偶然形成局部不接地系统(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。 (2) 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110kV及220kV变压器的中性点绝缘，宜在中性点装设间隙。 (3) 变压器中性点间隙值的确定应综合考虑以下三点： a) 间隙的标准雷电波动作值小于主变中性点的标准雷电波耐受值。 b) 因接地故障形成局部不接地系统时间隙应动作。
1.2 暂时过电压的影响
1.2.1开断无载变压器 高压开关开断无载变压器时，对变压器励磁电流产生了截流，由于变
压器励磁电感与变压器及其引线对地电容之间的能量转换，变压器会出 现操作过电压。 1.2.2 电力系统发生单相接地
当电力系统发生单相接地故障后，变压器中性点的稳态电压为 U0＝k/(k+2)Uxg
b)单独采用Y1.5W-72／186避雷器时，避雷器额定电压72kV，雷电冲 击残压186kV，可以耐受中性点有效接地系统最大暂时工频过电压。避 雷器雷电冲击电流残压低于中性点雷电冲击耐压水平，满足保护中性点 要求。
电力系统中性点接地方式研究
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电力系统中性点接地方式研究
避雷器与间隙并联保护
缺点： • 避雷器保护水平、棒间隙动作特性与变压器中性点的 绝缘水平之间的配合要求很苛刻，难以实现。
变压器中性点保护的发展： ➢ 复合间隙 ➢ 可控间隙
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电力系统中性点接地方式研究
复合间 隙
结构设计及优点：
采用复合绝缘子作机械支撑，将高、低压电极固定在绝 缘子两端，间隙电极为羊角形。其放电电极和燃弧电极 分离；具有同心度好、距离确定准确、安装调试方便和 耐烧蚀性能强、放电电压稳定等优点；克服了分体式安 装棒间隙的固有缺陷，更适合变压器中性点保护。
电容 均压回 路
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可控间隙与避雷器并联保护示意图
电力系统中性点接地方式研究
结论
➢ 复合间隙其放电电极和燃弧电极分离；具有同心 度好、距离确定准确、安装调试方便和耐烧蚀性 能强、放电电压稳定等优点；克服了分体式安装 棒间隙的固有缺陷，更适合变压器中性点保护。
➢ 为防止雷电侵入波引起误动，建议变压器中性点 零序电流电压保护整定时间由现行的0.3～0.5s延 长到0.8s，一次侧电流取50～100A。
缺点： 发生单相接地且失地故障时，引起的过电压易使
避雷器受损或爆炸。
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电力系统中性点接地方式研究
棒－棒间隙保护
棒间隙参数： • 间隙结构：选用Φ12～16不锈钢棒，端部为半球头； • 间隙距离：110kV、220kV变压器分别选为105～ 115mm和255～300mm。 缺点： • 采用分体式安装，距离调节不准，同心度差，放电后 产生的电弧烧蚀电极； • 在雷电冲击下，产生截波，威胁设备绝缘安全； • 保护间隙不能自熄弧，需要靠继电保护切断电弧，引 起继电保护误动。
中性点间隙保护成套装置110、220技术参数比较-改
系统运行概况
系统额定电压：110kV
系统最高电压：126kV
系统频率：50 Hz
系统中性点运行方式：中性点直接接地
变压器额定电压：110kV
变压器中性点耐受电压
8/20µS雷电冲击（峰值）：250 kV
1min工频：95kV
隔离开关
型号：GW13
额定电压：110 kV
最高电压：126 kV
操作机构：电动操作机构：交流380V，控制电压：交流220V。带电动机保护器，带遥信，电动机构除能进行远方遥控外，还能进行就地电动操作，必要时也能进行就地手动操作。除控制、指示及闭锁等通常用的辅助触点外，每组隔离开关主刀闸需提供用户使用的常开与常闭触点各12个，辅助触点的开断能力为直流220V、5A。交流250V、4A，辅助触点应为定位式。机构箱采用不锈钢材料。
钢材：热浸锌
间隙额定电压：72.5kV
间隙电极距离范围：90-140 mm（在此范围内可调）
工频电压放电范围：50-63 kV
电极形式：半球形，钢球表面进行防腐处理。
钢材：热浸锌
避雷器
被保护设备类型：变压器
避雷器额定电压：144kV
持续运行电压：≥116kV
标称放电电流：1.5kA
直流1mA参考电压：≥205kV
雷电冲击电流残压峰值：≤320kV
操作冲击电流残压峰值：≤299kV
2ms方波电流（A）20次（峰值）：600A
瓷套爬电比距：≥31mm/kV
被保护设备类型：变压器
避雷器额定电压：72 kV
持续运行电压：58kV
标称放电电流：1.5kA
直流1mA参考电压：≥103kV
雷电冲击电流残压峰值：≤186kV
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附件2
“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；
逻辑简图如图1所示：
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。
2）220kV变压器220kV侧间隙零序过电压3U0按180V、T=0.5s，跳变压器各侧开关.
3）220kV变压器110kV侧间隙零序过电压3U0按150V、T=0.5s，跳变压器各侧开关。
4）110kV变压器间隙零序过电压3U0按150V，动作后第一时限0.3s跳110kV 母联或分段开关，第二时限0.6s跳变压器各侧开关。
5、变压器间隙零序过电流保护整定要求：
1）220kV变压器220kV侧中性点间隙零序过电流动作跳变压器时间与220kV线路单相重合闸周期（故障开始至线路开关单相合闸恢复全相运行）配合，按一次电流100A、T=1.5s，跳变压器各侧开关。
2）220kV变压器110kV侧中性点间隙零序过电流按一次电流100A，动作跳变压器各侧开关时间与110kV线路保护全线有灵敏度段动作时间配合，级差宜取0.3-0.5秒，动作时限不小于1.5s。
3）110kV变压器间隙零序过电流按一次电流100A，动作后第一时限先跳110kV母联或分段开关，与110kV线路保护全线有灵敏度段动作时间配合，级差宜取0.3-0.5秒，动作时限不小于1.5s；第二时限跳变压器各侧开关。