某种特殊运行方式下220kV变压器中性点接地方式设置论文

某种特殊运行方式下220kV变压器中性点接地方式设置[摘要] 本文通过一种特殊运行方式下220kv变压器中性点接地方式不同可能对110kv电网及变压器本身的影响进行分析，指出了不同的接地方式，可能会对110kv电网及变压器运行安全造成不同的影响，最终选出了最佳接地方式。

[关键词] 变压器中性点接地方式零序保护运行方式变化
1.引言
为响应南方电网方略，保证用户可靠供电，保证电网安全，在设备轮停检修的情况下，经过单条220kv线路或者同塔双回220kv 线路供电的220kv变电站，成为终端220kv变电站。

当向终端220kv 变电站供电的220kv线路检修情况下，为保证用户正常供电、保证终端220kv变电站内站用电，必须采用特殊的运行方式。

该特殊运行方式为，用110kv线路经终端220kv变电站110kv母线转供其他110kv线路，以及经220kv变压器向10kv用户供电的特殊运行方式。

当110kv线路经220kv变压器向10kv母线供电的特殊运行方式下，该220kv变压器的中性点接地方式，可能会对变压器本身、以及供电的110kv系统保护产生影响。

本文详细分析了某220kv终端变电站特殊运行方式下，220kv变压器中性点接地方式不同对电网和设备可能产生的影响，进行梳理，最终找出最优的运行方式，保证特殊运行方式下，电网能够可靠运行。

2.某终端220kv变电站正常运行方式
正常运行情况下，该终端变电站a由220kv线路向两台220kv
变压器供电，2台220kv变压器变中110kv母线并列运行，变低10kv 母线分裂运行；终端变电站a经110kvab线路与220kv变电站b联络，110kv线路ab由变电站b充电至变电站a侧，a站侧开关热备用；变电站a经110kvac线、110kvad线分别向110kv变电站c和变电站d供电。

2.1正常运行系统运行接线如图l所示。

图1正常运行方式下110kv系统接线图
220kv变电站a正常运行方式：220kv母线经系统供电；110kv ab 线、ac线、#1主变变中挂110kv 1m母线运行，110kvad线、#2主变变中挂110kv2m母线运行，#1主变变高、变中中性点直接接地，#2主变变高、变中中性点不接地，110kv母线i、ii母并列运行。

1l0kv线路ab线由220kv变电站b侧充电至220kv变电站a热备用；1l0kv线路ac线供110kv变电站c负荷；110kv线路ad线供110kv 变电站d负荷。

由于220kv变电站a站内有工作，需要将220kv部分全部停电，为保证110kv变电站不中断供电，需要采取特殊运行方式通过110kv 线路ab转供变电站a原供电负荷。

2.2特殊运行方式系统运行接线如图2所示。

图2特殊运行方式110kv系统接线图
220kv变电站a特殊运行方式：220kv母线停电；110kv ab线、ac线、#1主变变中挂110kv 1m母线运行，110kvad线挂110kv2m 母线运行，、#2主变变停电；#1主变经变中供变低负荷，110kv母
线i、ii母并列运行。

1l0kv线路ab线由220kv变电站b侧送电至220kv变电站a经1l0kv线路ac线供110kv变电站c负荷；经110kv 线路ad线供110kv变电站d负荷。

由于该特殊方式下#1主变中性点接地方式的不同对电网和设备产生的影响不同，现对不同接地方式对电网及设备产生的影响进行分析。

3. #1主变中性点接的方式对电网的影响分析：
3.1变高中性点接地方式对系统的影响。

由于110kv线路ab线经#1主变供10kv负荷时，#1主变变高侧至变高开关2201开关之间的引线带电。

若变高中性点不接地，#1主变变高侧至变高开关2201开关之间的引线发生接地故障时，此时从故障点向变压器看，零序组看改为无穷大，相当于开路，几乎没有零序电流，零序电压为故障前线路电压，这时#1主变变高中性点对地电压将会升高为相电压。

向量图如下：
图3：变高中心点不接地，a相发生单相接地故障时的电压向量图
从图中可以看出，主变中性点un的对地电压升高为原a相电压。

这时变压器只能够通过变压器放电间隙来保护变压器。

如放电间隙击穿，由于故障点距离变压器很近，所以放电间隙将流过很大的零序电流，这样大的零序电流足以烧毁放电间隙的尖端。

放电间隙尖端烧毁后，使得再次故障时，主变间隙不能够再击穿，进而使变压器绝缘损伤。

以下是某变压器放电间隙尖端烧毁前后图片。

图4：某变压器放电间隙尖端烧毁前后照片
因此，为防止变高侧至变高开关之间的引线发生接地故障，损坏变压器，#1主变变高中性点必须直接接地。

下面再对变压器中压侧中性点接地方式的不同，对电网及设备的影响进行分析。

3.2变中中性点接地方式对系统的影响。

当变中中性点经间隙接地时，这时对于220kv变电站b的110kv 系统来说，零序网络没有发生改变，只有220kv变电站b的变压器中性点直接接地运行，相应110kv线路保护定值满足要求，仅需对220kv变电站a的110kv出线ac、ac两条线路保护定值进行更改，保证ac、ad线路的保护与ab线路220kv变电站b侧保护进行配合关系，保证本线故障，不会越级到上级线路。

继保人员工作量较少，方式变更倒闸操作时间较短。

对电网影响不大。

但是，如果线路ab 线发生接地故障，这时变电站a中的#1主变变中中性点会承受电压，向量图如图3所示，变中放电间隙会击穿，如果故障点距离变电站a足够近，这时放电间隙同样会流过很大的零序电流，同样会使变中放电间隙的尖端烧毁，从而使放电间隙失去作用，110kv系统再次发生故障时，放电间隙将失去作用，可能会使变压器绝缘损伤。

对设备影响较大。

当#1主变变中中性点直接接地运行时，这时这时对于220kv变电站b的110kv系统来说，增加了一个接地点，110kv系统零序网络会发生变化。

新增的接地点与220kv变电站b的变压器中性点并
列运行，对于220kv变电站b的110kv线路（除了ab线外）来说，零序阻抗变小，相应110kv线路保护零序保护定值会发生超越，不利于保护的选择性。

为保证保护的选择性，整定计算人员必须重新计算220kv变电站b的110kv线路（除了ab线外）的零序保护定值。

方式变更前继电保护人员除了对220kv变电站a的110kv出线ac、ac两条线路保护定值进行更改外，还需要对220kv变电站b的所有出线进行定值调整，这样增加了继电保护人员的工作量，也同时增加了刀闸操作的时间。

但是这却能够保证变压器的安全。

如果220kv变电站b的所有110kv线路零序i段已退出，就不必对220kv 变电站b的所有出线进行定值调整了。

或者220kv变电站b的所有110kv线路零序i段退出对系统影响不大的情况下，操作前有运行人员将220kv变电站b的所有110kv线路零序i段退出，这样也能够避免220kv变电站a的 #1主变变中中性点直接接地运行时，相关线路保护发生超越。

继电保护人员不必进行定值更改操作，工作量也不会增加多少。

4.改进措施
综合以上分析可以看出，220kv降压变压器如果通过110kv 线路向低压侧供电，该降压变压器的中性点运行方式不同对电网和设备的影响也不同，需要综合进行考虑。

特别是变压器放电间隙如果击穿后流过大电流将会烧毁放电间隙尖端，从而使放电间隙失去作用。

为保证变压器绝缘不受影响，变压器高压侧220kv中性点必须直接接地运行。

变压器变中侧110kv中性点也应直接接地运行，但
应该对受影响的线路零序i段定值进行核算，或者在条件允许的情况下，将受影响的线路零序i段退出。

参考文献：
[1] 刘万顺，电力系统故障分析，北京：中国电力出版社，2006.
[2] 《3～110kv电网继电保护装置运行整定规程》（dl/t
584-2007）.
[3] 《电力变压器运行规程》（dl/t 572-95）.
作者简介：
王英民，男，工程硕士，研究方向为电力系统继电保护。