主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题的解决措施
变压器间隙零序电流保护的整定配合改进措施
１ 引 言
按照 目前 常 规 的变 压 器 中性 点 间 隙 电流保 护 的 整 定 ， 当 电源 线 发 生 单接 地 故 障并 且跳 闸 时 ，变 压 器 的 问隙 零序 保 护 与 上 级 线路 零 序 二 段保 护 有可 能
果 发 生 单相 接 地 故 障时 中性 点 接地 的变 压器 先跳 闸
甘
肃
电
力
技
术
４ １
变 压 器 间 隙零 序 电流 保 护 的整 定配 合 改进 措 施
吴玉硕 庞 伟
（ 肃 白银供 电公 司 甘 肃省 白银 市 ７０ ０ 甘 ３９ ０
甘 肃 电力调度 通信 中心 甘 肃省 兰州市 ７ ０５ ０ ０） ３
【 摘
要 】 对 于 常规 的 变压 器零序 过压 或 中性点 间隙 电流保 护 的整 定 ， 当电 源线路发 生 单相 接地 故 障 ，且
Ｔ Ｖ二 次绕组 加 电压 ７ Ｖ时 ，绕组励 磁 电流为 ２ Ａ ０ ０，
地 （ 中 性点接 地 变 压器 误 跳 闸 ）或 低 压侧 有 电源 如 或 电动 机 的不接 地 变压 器 的 中性 点应 装 设放 电间隙
和 间隙零序 保护 。在 间隙 放 电 时 ，应 由主变 压器 高
压 侧 中性 点间 隙接地 零 序保 护 动 作切 除 短路 点 。主 变 压器 高压 侧 中性 点 问隙接 地 零序 保 护应 分别 整 定 计 算 中性 点间隙 零序 过 流保 护 和 中性 点 间隙零 序 过
一
为 接地 短 路 故 障 的 的后 备 保 护 。电力 系 统希 望 每 条 母 线上 的零 序 综合 组 抗 尽 量 维持 不 变 ，确 保 零 序保
Ｏ ５ 。这 样 变压 器 过 压保 护 与 电源 线 路零 序过 流 ．ｓ
间隙保护、零序保护的说明
间隙保护、零序保护的
说明
-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
这个问题需分两种情况说明：1、独立TA方式。
该方式为主变直接零序过流取自主变套管中性点TA，间隙零序过流取自与放电间隙相串联的TA。
该方式下两种保护TA相互独立，无论中性点接地与否，两种保护同时投入而不会出问题。
证明如下：设两TA变比相同，则通常直接零序过流定值与时限应大于间隙零序过流定值与时限。
（1）、如主变中性点经间隙接地时间隙击穿，此时两TA流过相同电流，由间隙零序过流保护正确动作跳闸，如间隙过流保护拒动则可由直接零序过流保护作为后备动作跳闸。
（2）、当主变中性点直接接地，如系统发生接地故障，直接零序过流保护中将流过零序电流，而由于中性点地刀合位将间隙TA旁路，故间隙过流保护中将无电流流过，最终直接零序过流保护正确动作跳闸，间隙过流保护不会误动。
2、复用TA方式。
该方式为主变中性点无间隙TA，故二次接线将主变套管中性点TA二次电流串联接入直接零序过流保护和间隙零序过流保护通道。
该方式下两种保护复用同一TA，如果保护同时投入将可能发生误动作。
证明如下：（1）、如果主变中性点经间隙接地时间隙击穿，此时两保护流过相同电流，由间隙零序过流保护正确动作跳闸。
（2）当主变中性点直接接地，如系统发生接地故障，直接零序过流和间隙零序保护中将流过相同的零序电流，如果该电流大于间隙零序过流定值而小于直接零序过流定值，间隙过流保护将误动；即使故障电流大于零序过流定值，间隙过流保护也将提前误动出口。
因此，应分清自己所辖变电站的一次TA安装情况究竟属于哪种情形，再结合二次回路进行思考。
2。
变压器间隙保护和零序保护投退原则
变压器是电力系统中非常重要的设备，用于将电压从一个电路传递到另一个电路，并且能够根据需要改变电压的大小。
在变压器的运行过程中，常常会受到各种外部和内部因素的影响，可能会出现各种故障。
为了保证变压器的安全运行，需要对其进行有效的保护。
变压器保护系统主要包括间隙保护和零序保护，这两种保护方式对于保护变压器的安全运行起到了至关重要的作用。
下面将从间隙保护和零序保护的投退原则进行详细介绍。
1. 间隙保护的原理和作用间隙保护是变压器保护系统中的一个重要组成部分，它主要是用来检测变压器绕组与油箱、绝缘套管等之间的电气间隙是否存在故障，一旦出现故障、如绕组与油箱之间发生击穿或绝缘老化，会导致电气间隙减小，这时候间隙保护就会及时动作，保护变压器不受到损坏。
2. 间隙保护的投退原则（1）间隙保护的投入条件a. 当变压器运行时，间隙保护设备首先要处于工作状态；b. 当间隙阻抗变化达到设定值时，间隙保护设备要及时动作；c. 当变压器绕组与油箱、绝缘套管之间发生故障时，间隙保护设备要及时动作。
（2）间隙保护的退去条件a. 当变压器停机时，间隙保护设备应退去；b. 当间隙阻抗变化不再存在故障时，间隙保护设备应退去。
3. 零序保护的原理和作用零序保护是用于检测变压器绕组的接地故障，防止接地故障的持续发展，保护变压器及其周边设备的安全运行。
4. 零序保护的投退原则（1）零序保护的投入条件a. 当变压器运行时，零序保护设备首先要处于工作状态；b. 零序电流超过设定值时，零序保护设备要及时动作；c. 当变压器绕组发生接地故障时，零序保护设备要及时动作。
（2）零序保护的退去条件a. 当变压器停机时，零序保护设备应退去；b. 当零序电流恢复正常时，零序保护设备应退去。
变压器的间隙保护和零序保护是保证变压器安全运行的重要手段，它们的投退原则是确保在变压器正常运行时保护设备处于工作状态，及时发现并阻止故障的发展，同时确保变压器停机时保护设备能够及时退出，避免不必要的干扰。
110kV 主变压器间隙保护误动作原因分析及处理措施
110kV某变电站是110kV电网核心变电站机构之一，其主要职责即为乡镇企业单位供电和百姓群体供电，内在正常负荷12MVA 装配备1台数量的110kV主变压器设备，最终联络站点电压均为220kV。
110kV侧选取内桥接线模式为主要操作手段，以桥背投模式为主，分位处位置为分段101断路器设备，需要注意的是，此时35KV线路回数量为2，10kV线路回数量为5，在中低压侧位置处并无并网线路状况存在。
1故障情况要点分析某变电站110kV线路万赞I线发生V相接地短路不良状况，基础性故障距离为9km，I线距离I段保护行为，52ms之后171断路器设备实施跳开态势，此时相关线路被切除，1801ms之后重合闸动作，此时故障被定性为基本排除。
110kV变电站故障发生瞬间，后备保护结构系统正常运行，551ms间隙保护1出口，间隔1ms之后则顺利进行2出口保护，此时主变压器设备三侧对应电路前设备均被断开，失电状态开始波及开来，具体负荷损失量度为12mva，分支变电站220V1号主变压器设备110kV侧中性点和2号主变压器设备110kV侧中性点均接地。
2故障成因及排查要点分析因为此变电站2号主变压器设备定值已被原定，对应主变压器设备保护模式以PST-1202C为主，高压侧位置间隙零序过流投入机制和对应过压保护投入机制均保持正常平稳运行态势，间隙过流定值详细量度为4A，需要注意的是，正规间隙过压定值应为150V，通过间隙零序过流0.5s以及零序过压0.5s后，主变压器设备三种位置断路器设备均显示跳开，此时桥内容也被涵盖其中。
应该了解到，外接口位置处的三角电压内容即为间隙过压核心点。
故障出现后阶段内，52ms线路切除操作正常，三项电流消失殆尽，UV此时实际显示为0V，但是UU和UW却不是0V，但后二者基本保持规则波形运动，当此次故障出现后551ms阶段，间隙保护1出口，1ms后间隙保护2出口，常规保护动作跳开原有主变压器设备本体三侧开关，整个电站显示为失电。
变压器零序保护与间隙保护
1、主变压器中性点零序过流、间隙过流和零序过压各保护什么类型故障保护整定原则是什么
答：主变压器中性点零序过流、间隙过流和零序过压，是保护设备本身引出线上的接地短路故障的，一般是作为变压器高压侧110——220千伏系统接地故障的后备保护，零序电流保护，是变压器中性接地运行时的零序保护；而零序电压保护是变压器中性点不接地运行时的零序保护；而间隙过流则是用于变压器中性点以放电间隙接地的运行方式中。
零序过流保护，一次启动电流很小，一般在100安左右，时间约秒，零序过压保护，按经验整定为二倍额定相电压，为躲过单相接地的暂态过压，时间通常整定为——秒，变压器220KV侧中性点放电间隙的长度，一般为325毫米，击穿电压的有效值为千伏，当中性点的电压超过击穿电压时，间隙被击穿，零序电流通过中性点，保护时间整定为秒。
变压器零序保护和间隙保护的配合
变压器零序保护和间隙保护的配合多台变压器并列运行时只允许一台变压器中性点直接接地。
当发生接地故障时，中性点直接接地的变压器零序电流保护首先动作，若故障仍未切除，再由零序过压保护进行切除。
故单从零序保护选择性判断保护选择性不高。
现结合我公司关于主变保护的整改计划，对多台变压器并列运行时发生接地故障时的动作逻辑进行叙述。
标签：选择性；列运行；零序保护；间隙保护2013年6月8日接到广州中调下发流溪河电厂涉网安全检查后整改计划，其中针对主变保护提出加装间隙CT以完善间隙零序过流回路，健全主变不接地保护。
现结合我厂两台主变并列运行的运行工况对并列运行变压器接地故障的正确切除进行分析。
1 保护原理当中性点直接接地系统中发生接地短路时，将出现很大的零序电流，利用零序电流来构成接地短路的保护，具有显著的优点，被广泛应用在110kV及以上电压等级的电网中。
而当中性点不直接接地时，若发生单相接地时，其他两相的对地电压要升高倍，对绝缘水平不高的设备构成安全威胁，因此为了防止故障进一步扩大造成两点或多点接地短路时，应由间隙保护及时反应。
2 我厂主变零序与间隙保护现状介绍流溪河发电公司升压站主接线为单母线运行，无母线联络开关（如图1所示）。
两台主变压器并列运行，正常运行工况下一台主变中性点直接接地，另外一台主变中性点不接地。
两台主变后备保护装置均配有接地保护（即零序过流保护）和不接地保护（即间隙保护），中性点接地的主变投入零序过流保护，中性点不接地主变投间隙保护。
当发生接地时由于电厂系统内存在一中性点接地，故零序过压不会突变过高而达到整定值，此时故障由中性点接地主变的零序过流保护功能跳开本侧开关。
若故障未被消除，此时运行中的变压器中性点不接地，而使非故障相相电压升至倍，主变绝缘将承受倍电压冲击考验。
而此时由于整个电厂运行小系统中无中性点接地，故由间隙保护进行保护，切除故障点。
现阶段主变保护装置存在以下三点弊端：两台主变保护装置在故障发生时零序过流保护无选择性，正确率为50%。
一起主变间隙零流保护误动的原因分析及防范措施
一起主变间隙零流保护误动的原因分析及防范措施摘要：文章分析了地区电网由于雷击造成的线路瞬时性接地故障，从而导致变电站主变间隙零流保护因与线路保护配合不当造成跳闸，致使全站失压的事故原因，参考相关规程文献，指出其存在的问题，并提出相应的解决办法。
关键词：主变；间隙零流保护；误动；原因分析；防范措施1 引言在地区电网中，经常发生110 kV线路发生瞬时性接地故障，由于间隙距离不能躲过线路接地时产生的过电压，造成间隙击穿放电，主变间隙零流保护动作跳闸，线路电源侧开关重合成功后不能恢复正常供电的情况。
本文分析了地区电网由于雷击造成的线路瞬时性接地故障，导致某变电站主变间隙零流保护因与线路保护配合不当造成主变进线及中低压全部跳闸，致使全站失压的事故原因，并通过参考相关规程文献，结合相关实际情况，找出其存在的问题，提出了相应的解决办法。
2 事故经过2011年7月20日15时21分30秒，110 kV线路129保护装置接地距离II 段、零序过流II段动作，129开关跳闸，重合成功，测距为距129开关36.714 km （线路全长35.9 km），AC相接地短路故障。
在线路129跳闸的同时，对侧1号主变110 kV间隙零流保护动作，高压侧进线开关143（该断路器无保护设置）、主变中压侧301、低压侧501开关跳闸，导致全站失压（该站只有一台主变）。
2.1 一次系统接线方式系统接线方式如图1所示。
跳闸前的运行方式为：1号主变运行，供35 kV 系统、10 kV系统负荷，配置间隙零流保护；对侧129线路保护配置距离、零序电流保护，重合闸为投入状态。
2.2 现场检查情况站内一、二次设备均正常，经分析129线路保护和变电站1号主变间隙过流保护动作报告和录波图得出：两侧保护整定动作时间相同，在发生单相接地故障时，产生零序过电压引起1号主变间隙击穿，间隙过流保护动作，跳开主变三侧开关，致使全站失压。
根据当时雷雨天气情况，确定是雷击线路，造成线路129开关跳闸。
110kV变压器间隙零序保护动作分析及措施杨福
2012年7月内蒙古科技与经济July 2012 第14期总第264期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy &Economy N o .14T o tal N o .264110kV 变压器间隙零序保护动作分析及措施杨 福,黄建英(包头供电局,内蒙古包头 014030) 摘 要:介绍了变压器中性点间隙零序保护的动作原理,用实例分析了间隙零序保护动作的全过程,并针对现场实际,提出了提高变压器间隙零序保护可靠动作的措施。
关键词:变压器;间隙保护 中图分类号:T M 403.5 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)14—0066—01 为了避免系统发生接地故障时,中性点不接地的变压器由于某种原因中性点电压升高造成中性点绝缘损坏,在变压器中性点安装一个放电间隙,放电间隙的另一端接地。
当中性点电压升高至一定值时,放电间隙击穿接地,保护了变压器中性点的绝缘安全。
笔者用实例对间隙零序保护动作原理及原因进行了分析,并提出了提高间隙零序保护动作可靠性措施。
1 故障时的运行方式召庙变1、2号主变运行,210、110中性点隔离开关合,220、120中性点隔离开关断;220kV I 、II 母经母联212断路器并列运行;110kV I 、II 母经母联112断路器并列运行,101、151、153、155断路器、119电压互感器在I 母运行,102、152、156断路器、129电压互感器在II 母运行。
北重变召北线111断路器带110kV I 母、181电压互感器、1号主变运行,951断路器带10kV I 母981电压互感器、961站用变及5路10kV 出线运行。
电气一次设备联络如图1所示。
图1 电气一次设备联络2 事故经过2010-7-25T 10:21内蒙古包头供电局220kV 召庙变151召北线线路发生故障,保护动作报告显示为A 相永久性接地故障,召庙变151保护零序I 段、距离I 段保护动作,重合闸动作,重合到故障点后,151保护装置距离加速、零序I 段、距离I 段保护动作跳开151断路器;同时110kV 北重变1号主变高压侧间隙零序保护动作,跳开111、951断路器,北重变全站失电。
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主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题的解决措施
主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题产生的原因是多方面的，其根本原因在于技术层面，通过对某市输电线路中主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题的分析印证了这一结论，因此要解决这一问题应当采用科学严谨的故障技术解决方案，严格按照科学的方案实施流程保障该方案能够发挥实际效用，进而解决这一常见问题。
标签：主变压器间隙保护；系统零序保护；失配问题；解决措施
前言
主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题在我国供电系统中比较常见，文章通过对我国的主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题进行分析，针对这一问题高发的主要原因提出了针对性的解决方案与措施，为解决供电线路系统中常见的主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题，保障我国供电系统平稳运行提供了一定的参考。
1 主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题和原因
1.1 故障问题
主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题主要表现为变压器的供电电路电源线发生接地事故时，供电的电源电路断路器会自动跳开，同时系统的零序保护会与变压器中主变压器的间隙保护失去原有的配合作用，导致主变压器失电和相关线路失电现象同时出现，造成变压器的瞬间故障，由于变压器的间隙保护在故障发生时使间隙保护跳开，因此在故障恢复时即使重合闸能够使整个供电线路瞬间恢复电流供应，但是间隙保护装置断开的线路仍然处于断电状态，不能自动恢复供电。
1.2 主要原因
发生主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题的主要原因是由于意外情况到时变压器的保护装置断电，并产生后续事故，主要是因为变电站常用的主变压器的保护系统通常是通过系统零序保护系统与间隙保护装置共同构成，其运转需要系统零序保护系统与间隙保护装置通过配合共同实现，但是当变压器遭遇特殊的意外情况时，例如，雷电危害等等，会使整个供电线路的电流瞬间出现过高的情况，当电流强度高出变压器正常承受范围时，在系统零序保护系统与间隙保护装置的保护下会出现跳闸现象，致使整个变压线路失压并出现大范围断电现象[1]。
此外诱发主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题的原因还包括单相接地故障，这一故障会导致三项出现不对称运行的状况，一旦出现这种情况不接地的变压器会产生中性点电压偏移的问题，过大的电压会击穿中性点导致断路器断开，还会出现变压器的接地电路线路出现调整，产生主变压器间隙保护与系统零
序保护失配问题。
1.3 实例分析
主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题是常见的供电电路问题，普遍存在我国常见各种电力输送系统中，例如在某市的供电网络中主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题就比较常见。
据资料显示2012年贵阳市的电力传输系统中110kV的变压器有86台，这种变压器按照《3kV-110kV电网继电保护装置运行整定规程》设计，变压器的保护装置都不是通过中性点通过直接接地的系统，变压器的保护系统通过间隙零序电流和零序电压保护装置实现，因此在贵阳市的供电系统中主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题比较常见。
因为当输电网络中出现单相接地故障时，这种110kV的变压器由于结束设计的问题会出现电源线路保护与变压器的中性间隙点保护同时工作，进而使系统单项接地产生的零序过电压能够轻易击穿系统中变压器的中性间隙点，进而导致保护装置各侧的电路断路器断开[2]。
经过对贵阳市近年来经常出现的主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题进行分析得出结论，只有在选择输电线路中的变压器时应当注重考虑变压器的保护装置运行模式，依据系统该电路的供电整体设计，选择合适的变压器，才能在运行中有效减少电压对变压器中的中性点的影响，消除主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题产生的土壤，有效保障供电网络的平稳无故障运行。
2 主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题的解决措施
2.1 故障技术方案
根据以上分析可知，要解决主变压器间隙保护和系统零序保护失配问题，就需要增加该地区的供电网主变压器系统的局部接地点，使相应的k值逐渐减小，以此降低110kV变压器出现接地故障时产生的零序电压，将该地区的主变压器中的中性点的暂态和稳态电压控制在57kV和37kV以内，使其电压远远低于主变压器中的中性点绝缘频电压，同时需要增加接地变压器中的零序保护，进而使其推出间隙保护。
此外在制定完解决故障的方案时，需要严格按照方案执行技术，对主变压器的零序保护装置进行相应的调整，并根据相应的装置技术规程和装置运行整定规程对主变压器进行保护，按照科学的验算方法，精确地验算出主变压器系统的零序保护定值。
在雷击天气发生雷击故障时，主变压器一般情况下都处于零序电流最小的状态中，应将110kV零序保护的末端保护段相互配合，确保变压器母线灵敏度比1.6大，还要保证零序保护时间要比零序段的保护时间长。
2.2 方案分析
在传统主变压器间隙保护方案中，由于上级供电系统单项接地故障更容易引起的跳闸现象，通过对上文方案进行分析可以发现该方案有效的避免了这一现象的发生，有效解决了传统电路中容易出现主变压器间隙保护与系统零序保护失配的问题。
首先，零序电流的不断增大对零序保护线路的影响，在供电系统将接地点增加时，会出现一些接地故障，这时零序电流也会相应的增加，对系统零序段
保护的影响很大，要实现这一方案需要对供电系统中的其他一些零序线路的保护没有影响，退出零序段的保护，采用接地段的保护取代零序段的保护，通过这种保护方式解决供电系统在增加接地点后出现的故障。
其次，零序电流的分布状况对零序线路保护产生的影响，在供电系统接地点增加时，接地故障一旦产生，零序电流的分布情况就会随之发生变化，对供电系统内部的零序线路保护具有一定的影响，如果要解决以上现象问题，需要对供电系统中的其他零序线路不构成威胁的情况下，改变其零序保护线路的方向，以防范反方向的零序线路在接地故障中得不到保护。
第三，零序保护的灵敏度，在系统中增加接地点引发接地故障时，系统内部的零序线路保护的灵敏度也会受到相应的影响，在对系统零序段进行保护时其灵敏度可以通过110kV变压系统合理的增加接地点后满足电网的保护装置运行要求，因此增加接地点的方案也是可行的。
2.3 方案实施
实施上述方案时应当严格按照相关的设计标准建设供电网络，首先，在方案实施过程中应当对传统的机械控制技术进行技术升级改造，大量使用先进的电脑控制技术，确保方案正常实施过程中主变保护装置的技术能够满足方案设计的技术要求标准。
其次，依照方案的运行设计标准，应当使用中性接地闸刀开关，确保保护装置性能参数能够保障该方案顺利运行。
第三，应当着重按照方案实施的技术标准对变压器的侧零序保护装置进行严格配制，在原有的相关国家与行业标准规定基础上重新进行极值计算，依照计算结果设置主变压器的侧零序保护值数据。
第四，在方案实施过程中及时对方案的运算数据进行检测，及时发现该方案中出现偏差的运算数据，并进行更正与修订，提高方案数据标准的可靠性，保障该方案及时得到妥善的完善，切实发挥最大效用，进而解决供电线路运行过程中存在的主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题。
3 结束语
綜上所述，文章提出的解决方案具备现实可操作性，该方案能够有效解决我国供电线路系统中常见的主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题，为我国的供电系统稳定运行提供有力保障。
参考文献
[1]焦晓燕，吴志敏，王江萍，等.电网零序保护应用中的问题分析研究[J].内蒙古电力技术，2013（5）.。