变压器间隙保护的整定原理及配合
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。
浅谈110kV主变中性点放电间隙的整定
２而 Ｂ站 的 １ ） 撑主变 ｌ Ｂ间隙保护时限规程规定为≤Ｏ ｓ ．， ５ 所以 １０ Ｖ Ａ １ｋ Ｂ线路 Ａ侧 开关跳闸前 ． Ｂ站 的经过 问隙接 地 的主变 ， 间隙保护先跳 主变各侧开关 。 ３ 以前 为解决此矛盾 采取将 线路末 端的主变 间隙保 护 ） 时 限延长 的方法 。 整定 为 ≥１５ 。此 办法存 在重 大隐 患（ ． ｓ 主 变 中性点 过 电压 损害 主变绝 缘 ） ，最 严重 的后 果是 烧损 主
２１ 年 ０ 月第 ０ 期 ０２ ３ ９
科 技 视 界
能源科技
浅谈 ｌＯ Ｖ主变中性点放 电问隙的整定 ｌｋ
张 维
（ 东华 工
【 要】 摘 针对 １ＯＶ线路发生接地故障， ｌｋ 而线路末端 １０Ｖ主变间隙保护动作跳主变三侧开关的事件， １ｋ 从棒间隙并联避
性点绝缘有 ３ ｋ ４ ｋ ６ ｋ ５ Ｖ、４ Ｖ、０Ｖ等 电压等级。对于中性点不直 接接地的分级绝缘变压器 ． 中性 点保护 一般 采用放 电间隙并 联氧化锌避 雷器 。 本文通过分析棒间隙并联避雷器保护 的作用 与分 工 ， 阐
１ 因接地故障形成局部不接地 系统时 ， ） 间隙可靠动作 ； ２ 系统 以有效接地方式运行发生单相接地故 障时 ， 隙 ） 间 不应动作 。基于以上原则假设一变压器 中性点避雷器与棒 间
2012年03月第09期科技视界能源科技浅谈llokv主变中性点放电问隙的整定张维东华工程科技股份有限公司安徽合肥230022摘要针对1lokv线路发生接地故障而线路末端110kv主变间隙保护动作跳主变三侧开关的事件从棒间隙并联避雷器保护的作用与分工入手对1lokv侧系统有关保护变压器中性点间隙距离选择间隙电流保护的协调整定给出了改进方案
则》 中给 出， 中性 点有 效接 地系统中分级 绝缘变压器 ， 当其中
220kV变压器中性点间隙过电压保护与中性点间隙距离的配合分析
2018年第4期54220kV 变压器中性点间隙过电压保护与中性点间隙距离的配合分析翟保豫 马 涛 李开鑫（国网新疆电力公司电力科学研究院、乌鲁木齐 830000）摘要 本文根据电压相量分析得出变压器实际运行时中性点零序电压的取值范围，再根据零序电压取值，计算变压器中性点间隙过电压保护整定值。
继电保护采集到的中性点间隙电压、电流值达到整定值则可靠动作。
同时根据零序电压取值，粗略的计算出中性点保护间隙距离，在系统发生单相接地时保护间隙不动作，在系统局部失地中性点过电压危及中性点绝缘安全的情况下可靠动作。
通过继电保护、中性点间隙保护和中性点保护间隙的配合，保障变压器安全稳定运行。
关键词：变压器中性点；间隙保护；保护间隙；配合The analysis with gap overltage protection and protection gap of220kV transformer neutral pointZhai Baoyu Ma Tao Li Kaixin(State Grid Xinjang Electric Power Company Electric Power Research Institute, Urumqi 830000)Abstract In this paper, according to the voltage vector analysis of the actual operation of the transformer neutral zero sequence voltage range. According to the zero sequence voltage value, calculate the transformer neutral point over-voltage protection set value, the relay protection reliable action, jump circuit breaker. The transformer to exit the operation. And according to the value of zero sequence voltage, a rough calculation of the neutral point to protect the gap distance. In the system occurs when the single-phase ground protection gap is not reliable breakdown, in the system of local ground failure over-voltage endanger the safety of the neutral point of the case, the protection gap and reliable breakdown.Keywords ：transformer neutral point; gap overltageprotection; protection gap; coordination电力系统中的中性点不接地运行的变压器因为系统接地故障、雷击、非全相、操作等原因造成中性点电压升高。
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%。
变压器保护定值整定
变压器定值整定说明注：根据具体保护装置不同，可能产品与说明书有不符之处，以实际产品为主。
差动保护（1）、平衡系数的计算对上述表格的说明：1、Sn为计算平衡系数的基准容量。
对于两圈变压器Sn为变压器的容量；对于三圈变压器Sn一般取变压器高压侧的容量。
2、U h、U m、Ul分别为变压器高压侧、中压侧、低压侧的实际运行的电压。
3、n ha、n ma、n la分别为高压侧、中压侧、低压侧的TA变比。
4、TA的二次侧均接成“Y”型5、I b为计算平衡系数的基准电流，对于两圈变压器，I b取高压侧的二次电流；对于三圈变压器I b一般取低压侧的二次电流。
如果按上述的基准电流计算的平衡系数大于4，那么要更换基准电流I b，直到平衡系数满足0.1<K<4；如果无论怎么选取基准电流都不能满足0.1<K<4的要求，建议使用中间变流器（2）、最小动作电流I op。
0I op 。
0为差动保护的最小动作电流，应按躲过变压器额定负载运行时的最大不平衡电流整定，即：I op.0=Nam)InU fi(n)*Krel(2∆+∆+式中：I n 为变压器的二次额定电流，K rel 为可靠系数，K rel =1.3—1.5；f i(n)为电流互感器在额定电流下的比值误差。
f i(n)=±0.03（10P ），f i(n)=±0.01（5P ） ΔU 为变压器分接头调节引起的误差（相对额定电压）； Δm 为TA 和TAA 变比未完全匹配产生的误差，Δm 一般取0.05。
一般情况下可取：I op.0=（0.2—0.5）I n 。
（3） 最小制动电流的整定I res.0 =Na1.0)In-(0.8。
（4）、比率制动系数K 的整定 最大不平衡电流的计算 a 、三圈变压器I unb.max =K st K aper f i I s.max +ΔU H I s.H.max +ΔU M I s.M.max +Δm 1I s.1.max +Δm 2I s.2.max 式中：K st 为TA 的同型系数，K st =1.0K aper 为TA 的非周期系数，Kaper=1.5—2.0（5P 或10P 型TA ）或Kaper=1.0（TP 型TA ）f i 为TA 的比值误差， f i =0.1；I s.max 为流过靠近故障侧的TA 的最大外部短路周期分量电流；I s.H.max 、I s.M.max 分别为在所计算的外部短路时，流过调压侧（H 、M ）TA 的最大周期分量电流；I s.1.max 、I s.2.max 分别为在所计算的外部短路时，流过非靠近故障点的另两侧的最大周期分量电流；Δm 1、Δm 2为由于1侧和2侧的TA （包括TAA ）变比不完全匹配而产生的误差，初选可取Δm 1=Δm 2=0.05；b 、 两圈变压器I unb.max =（K st K aper f i +ΔU +Δm ）I s.max 式中的符号与三圈变压器一样。
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要求2017
附件1220kV与110kV变压器中性点接地方式安排与间隙保护配置及整定要求一、变压器中性点接地方式安排要求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。
1.自耦变压器中性点必须直接接地或经小电抗接地。
2.没有改造的薄绝缘变压器中性点宜直接接地运行。
3.220kV变压器1）220kV变压器110kV侧中性点绝缘等级为35kV时，220kV侧、110kV侧中性点应直接接地运行。
2）变压器的220kV、110kV侧中性点接地方式宜相同。
3）220kV厂站宜按一台变压器中性点直接接地运行。
4）有两台及以上变压器的220kV厂站，220kV或110kV 侧母线任意一侧或两侧分列运行时，每一段母线上应保持一台变压器中性点直接接地运行。
4.110kV变压器1）110kV变压器110kV中性点绝缘等级为66kV时，中性点可不直接接地运行。
2）110kV中性点绝缘等级是44kV及以下的变压器，中性点宜直接接地运行。
3）发电厂或中、低压侧有电源的变电站，厂站内宜保持一台变压器中性点直接接地运行。
4）无地区电源供电的终端变压器中性点不宜直接接地运行。
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；间隙零序电压、零序电流宜各按两时限配置；对于全绝缘变压器或中性点放电间隙满足取消条件的变压器（例如：中低压侧无电源且中性点绝缘等级为66kV 的110kV变压器），间隙零序过流保护应退出，间隙零序过电压保护可保留。
1.间隙保护动作逻辑一（推荐）变压器间隙零序过电压元件单独经较短延时T1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，经较长延时T2出口；逻辑简图如图1所示：图1 间隙保护逻辑一简图间隙保护动作时间整定要求如下：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。
220kV变压器中性点间隙过电压保护与中性点间隙距离的配合分析
220kV变压器中性点间隙过电压保护与中性点间隙距离的配合分析摘要：社会经济的高速发展下，现代科学技术得到快速的进步，使得人们的物质生活水平不断提升，但同时也为电力行业带来了巨大的压力，尤其大量电子产品、电器在人们生活当中的广泛应用，对电力能源的需求急剧增长。
在电力系统中，变压器是其重要的组成设备，在正常运行过程中，往往会受到多种因素的影响。
而导致变压器发生一些故障或受到多种安全隐患的威胁。
本篇文章将主要针对220KV变压器中性点间隙过电压保护与中性点间隙距离配合进行细致的分析，首先进行中性点零序电压向量分析，再确定继电保护间隙保护定值整定原则，最后从变压器中性点间隙距离的选择提出如何进行220KV变压器中性点间隙过电压保护与中性点间隙距离配合的建议。
关键词：220kV；变压器；过电压保护；中性点；间隙距离现代电力系统当中中性点不接地运行的变压器常会由于受到系统接地故障或雷击或其他非全相操作等因素影响而造成中性点电压升高，一旦电压升高到一定值，就会对中性点绝缘带来一定的威胁，这就需要装设变压器中性点间隙作为保护屏障，在中性点电压升高到一定值时，间隙击穿就会将变压器中性点电压限制在不损坏中性点绝缘值范围内，以达到保护变压器的目的。
而又由于间隙的击穿电压与间隙距离相关，所以变压器中性点及其距离整定正确与否，直接决定了变压器中性点绝缘水平和安全性，这就需要整定较为适宜的间隙距离，而且在中性点电压到达一足够高电压值时，间隙如没有被击穿，为实现对变压器的保护，提高变压器运行安全性，则需要通过继电保护装置间隙过电压保护动作，使变压器可退出运行。
所以，继电保护过电压保护定值正确与否，对变压器中性点绝缘安全至关重要，为能够实现对变压器的保护，确保其运行安全，需要选择合适的间隙距离、间隙过电压保护定值，并保证两者之间的协调配合。
1.中性点零序电压相量研究在220kV中性点接地系统中，其在正常运行状态下，电压相量会保持稳定相量，为了确保对系统发生单相接地故障时短路电流不大于三相短路故障时短路电流值与继电保护整定配合要求的限制，一般会采取根据系统零序阻抗与正序阻抗比值，合理进行系统中变压器接地运行方式的安排，也就是所有的中性点不会同时进行接地。
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变压器间隙保护的整定原理及配合
针对终端系统，如110kV终端变电站，为了防止站内间隙保护误动，在进行整定时，会有更多的因素纳入考虑范畴。
本文以终端主变间隙作为分析对象，讨论终端侧间隙保护整定时，应采取哪些防误动措施。
一、误动的机理
以终端侧为研究对象，进行分析
其中，Z L1、Z L2、Z L0分别表示线路正序、负序零序阻抗。
如上图所示，强电源的馈供系统，终端变电站中主变中性点经间隙接地。
在馈供线路末端K点发生单相接地故障时，有如下序网络分量图。
正序网络：
其中，U F|0|表示系统在故障前的正序电压，Z S1表示电源正序阻抗，U K1表示故障点正序电压。
其中，Z S2表示电源负序阻抗，U K2表示故障点负序电压。
其中，Z S0表示电源零序阻抗，Z L0’表示故障点K至终端变电站母线部分线路零序阻抗；Z Tp、Z Ts分别表示变压器两侧绕组漏抗，Z Tm0表示零序励磁电抗。
由于Z Tm0 >> Z Ts，零序网络图简化后可得到：
其中，Z T表示变压器零序阻抗。