2021年浅谈变压器绝缘水平及中性点避雷器的选择
2021年电气工程师供配电专业试卷和答案(11)
2021年电气工程师供配电专业试卷和答案（11）一、单选题(共40题)1.某工厂有一台同步电动机，电气参数为：额定功率1250kW，额定电压交流三相6kV,额定启动容量为9MVA，电动机启动转矩与额定转矩之比为1.1，生产机械的静阻转矩为0.3，采用电抗器降压启动，启动电抗器每相额定电抗值为1.05Ω。
6kV母线短路容量为40MVA，母线上预接负荷的无功功率为lMvar，要求启动时母线电压不低于额定电压的85％。
电缆或导线的线路电抗忽略不计。
请选择启动电抗器参数。
采用每相额定电抗值为1.051Ω电抗器降压启动时，启动电流为（）。
A：5. 84kA；B：3. OlkA;C：2. 47kA；D：0. 584k【答案】：D【解析】：2.装有两台及以上主变压器的35~llOkV变电所，当其中一台变压器断开时，其余变压器的容量，应能满足（）的用电。
A：仅一级负荷中的一级负荷；B：仅一级负荷；C：一级与二级负荷，且不小于全部负荷的60%;D：全部负荷。
【答案】：C【解析】：3.继电保护、自动装置、控制、信号的二次回路线路中的操作回路，在最大负荷下，操作母线至设备的电压降，不应超过额定电压的（)。
A：5%；B：10%;C：15%,D：20%。
【答案】：B【解析】：4.选择屋外配电装置导体时所用的最大风速应取（）。
A：50年一遇离地高10m处最大风速；B：30年一遇离地高10m处最大风速；C：百年一遇离地高10m处lOmin的平均最大风速；D：30年一遇离地高10m处lOmin的平均最大风速。
【答案】：D【解析】：5.当出线回路较少且无并列运行要求，又无继电保护和自动装置要求时，降压变电所主变压器二次侧（10kV或6kV)的总开关的选型原则是（）。
A：可采用隔离开关或隔离触头；B：必须选用断路器；C：必须选用熔断器；D：必须选用负荷开关。
【答案】：A【解析】：6.变风量空调机组与定风量空调机组的基本区别在于（）。
中性点放电间隙和避雷器配置探讨——以110kV分级绝缘变压器为例
图 1 是典型的 1 10 kV变压器主接线图, 采用分级绝缘变压器中性 点可直接接地运行, 也可不接地运行的方式。分级绝缘变压器中性点过 电压, 保护通常采用变压器中性点装设避雷器和放电间隙, 其中避雷器 主要是防止雷电过电压; 间隙保护主要防止变压器中性点绝缘遭受危险 的工频过电压及谐振过电压损坏, 两者有效配置起来对分级绝缘变压器 中性点过电压进行了有效保护。
应用科技
中性点放电间隙和避雷器配置探讨
— —— 以 110kV 分级绝缘变压器为例
宋梅芳 ( 广西 博阳 电力 设计 有限 责任 公司 , 广 西南 宁 530023)
[ 摘 要] 目前, 大部分城镇和企业供电系统中广泛应用 110k V 变压器, 为防止雷电过电压、操作过电压和变压器高压侧单相接地引起过 电压对中性点绝缘破坏, 在变电站设计中都要将过电压保护和二次继电保护相配合。 [ 关键词] 110 kV; 配置; 分级绝缘变压器
采用分级绝缘的变压器, 绕组中性点的绝缘水平比绕组首端的低; 当变压器 设计为中 性点必须 接地运 行时, 中性点 绝缘水 平很低 。如 1 1 0k V系统中的分级绝缘变压器中性点绝缘水平为 95 kV。为防止雷电 过电压、操作过电压和变压器高压侧 ( 11 0k V系统) 单相接地引起过电 压对中性点绝缘破坏, 在变电站设计中都要将过电压保护和二次继电保 护相配合。
1 中性点放避雷器和放电间隙的配置分析 1.1 放电间隙选择配置 有效接地系统可能形成局部不接地系统, 低压侧有电源的主变压器 不接地中性点应装设间隙。如断路器操作出现非全相或发生较危险铁磁 谐振过电压, 主变压器不接地中性点也应装设间隙。变压器采用放电间 隙保护配置, 放电间隙装于变压器中性点与地线之间, 有棒形、球形和 角形等多种形式。工程中以棒—棒形用得最多, 计算其间隙长度。 在工频电压作用下, 间隙 50% 工频击穿电压应满足以下条件: 首先, 工频电压作用下, 间隙 ( 气隙) 耐受电压应大于电网单相接 地而引起的中性点电位升高暂态值 。 其次, 系统发生接地故障时, 当有关中性接地点跳闸后, 而带电 源的中性点不接地变压器仍保留在故障电网中, 1 1 0kV系统变成一个不 接地系统, 电网零序电 压升高 ( 故障点零序电压最高可达到相电压) , 在对变压器绝缘有较大危害情况下, 放电间隙应能动作放电, 降低对地 电压, 防止变压器绝缘破坏。同时, 配合继电保护切除变压器, 即气隙 确保击穿电压低于额定相电压峰值 2 Ugx ( Ugx 是相电压, 即相线与中性 线间的电压) 。 根据 U0=! 2 U0 得: U50 ( 1- 3R) Kc>U0=! 2 U0 根据上试得: U50 ( 1- 3R) Kc>U0= !2 Ugx 按照 最不 利 的条 件 考虑 , U0= ! 2 U0 中 U 0 取 极限 值 0.6 U xg, 1 1 0k V 系统电 压取三 相系统 最高 电压 1 2 6k V; U50 ( 1 - 3R) Kc>U0= ! 2 U0 中取额 定电压 11 0 kV; R 为空气气隙 工频击穿电压的 标准偏 差, 取 0.0 2; Kc 为气象系数, 取 1.0 5, 可得: ! 2 ×0 .6 ×1 2 6/ ! 3 <U50 ( 1 - 3 ×0 .0 2) ×1 .0 ologytrndnologytrndnologytrndnologytrnd中性点放电间隙和避雷器配置探讨以110kv分级绝缘变压器为例宋梅芳广西博阳电力设计有限责任公司广西南宁530023摘要目前大部分城镇和企业供电系统中广泛应用110kv变压器为防止雷电过电压操作过电压和变压器高压侧单相接地引起过电压对中性点绝缘破坏在变电站设计中都要将过电压保护和二次继电保护相配合
变电所防雷保护措施及避雷器的选择
变电所防雷保护措施及避雷器的选择变电所防雷保护措施及避雷器的选择，抑制大气过电压的防雷措施，分析了雷电的危害，防止感应雷的措施，防止直击雷的措施，以及避雷器与避雷针的选择要求等。
变电所防雷保护措施一、变电所防雷保护电力及供电系统中，各种电气设备都有肯定的绝缘强度。
假如超过了设备所能承受的程度，绝缘就会击穿。
引起电气设备绝缘击穿的电压叫过电压。
引起过电压的原因有两种：①是操作过电压，也叫内部过电压；②是大气过电压，也叫外部过电压。
操作过电压产生的原因有很多种，如弧光接地，切断电感或电容都会产生过电压。
大气过电压的产生是由雷电现象引起。
【变电所防雷保护措施及避雷器的选择】因此，要抑制大气过电压，防雷措施就显得非常紧要。
1雷电的危害雷电的形成伴随着巨大的电流和极高的电压，在它放电的过程中产生极大的破坏力，雷电的危害重要是以下几个方面：1.1雷电的热效应雷电产生强大的热能使金属熔化，烧断输电导线，摧毁用电设备，甚至引起火灾和爆炸。
【变电所防雷保护措施及避雷器的选择】1.2雷电的机械效应雷电强大的电动力可以击毁杆塔，破坏建筑物，人畜已不能幸免。
1.3雷电的闪络放电雷电产生的高电压会引起绝缘子烧坏，断路器跳闸，导致供电线路停电。
2、雷电过电压雷电过电压又称为大气过电压它是由于内的设备或构筑受到直接雷击或雷电感应而产生的过电压。
由于引起这种过电压的能量来源于外界，固有成为外部过电压。
雷电过电压产生的雷电冲击波，其电压幅值。
可高达108V，其电流幅值可高达几十万安，因此对电力系统危害极大，必需实行有效措施加以防护。
二、雷电过电压的基本形式2.1雷击过电压（直击雷）雷电直接击中电气设备，线路或建筑物，强大的雷电流作用，通过该物体泄入大地，在该物体上产生较高的电位差，成为直击雷过电压。
雷电流通过被击物体时，将产生破坏作用的热效应和机械效应，相伴的还有电磁效应和对相近物体的闪络放电。
2.2感应过电压（感应雷）当雷云在架空线路上方时，由于雷云先导作用，使架空线路上感应出与先导通道符号相反的电荷。
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。
主变中性点接地方式的选择
主变中性点接地方式的选择刘治全【摘要】电网中变压器中性点接地方式的选择,对电网的安全经济运行具有重要的作用.它与电网的绝缘水平、保护配置、系统的供电可靠性、发生接地故障时的短路电流及分布等关系密切.对不同情况下变压器中性点的接地方式的选择进行了讨论.【期刊名称】《建材技术与应用》【年(卷),期】2008(000)001【总页数】2页(P20-21)【关键词】变压器;接地方式;中性点;零序保护【作者】刘治全【作者单位】广东省云浮硫铁矿企业集团公司,传媒中心,广东,云浮,527343【正文语种】中文【中图分类】TM732引言电网中变压器中性点接地方式的选择，是一个关系到电网安全运行的综合性问题。
它与电网的绝缘水平、保护配置、系统的供电可靠性、发生接地故障时的短路电流及分布等关系密切。
110 kV电压等级的电网经常采取变压器中性点直接接地的方式，称为大电流接地系统。
其特点是当系统发生接地故障，尤其是发生单相接地故障时，非故障相的对地电压不升高，接地相的故障电流较大。
在大电流接地电网中，接地电流的大小和分布以及零序电压的水平，主要取决于电网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，合理地选择主变中性点接地方式，快速切除故障，可提高系统供电的可靠性，同时还能减小故障电流对设备的危害，对电网的安全经济运行具有重要的作用。
1 变压器中性点接地方式1.1 220 kV主变110 kV侧的接地方式区域电网一般以220 kV变电站为主电源，以110 kV线路为骨架形成区域电网。
对于有单台主变的220 kV变电站，其主变的220 kV侧和110 kV侧中性点都直接接地。
而对于有2台主变的220 kV变电站，则有2种不同的主变中性点接地方式：方式1是其中1台主变的高、中压侧均接地，而另1台主变的高、中压侧均不接地；方式2是1台主变的高、中压侧均接地，但另1台主变只有中压侧接地。
为便于讨论，用模拟电网对这两种方式进行分析。
110kV变压器中性点避雷器
110kV变压器中性点避雷器韩铁光【摘要】@@%变压器中性点保护问题实质上是如何选用中性点保护装置,使之能有效地保护变压器的中性点绝缘不受雷电大气过电压的危害,而又能在正常的工作电压及系统故障中可靠地运行.氧化锌避雷器的非线性伏安特性要远远好于磁吹式碳化硅避雷器,残压的变化特性、陡波响应特性也要好于磁吹式碳化硅避雷器,其保护特性好,没有工频续流、灭孤等问题.应根据电网的结构、变压器中性点的绝缘水平、中性点的暂时过电压等因素,优先选用HY1.5W-60/144型Y1W5-55/132氧化锌避雷器进行有效保护.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2012(031)005【总页数】1页(P64)【关键词】变压器;中性点;氧化锌避雷器【作者】韩铁光【作者单位】大庆油田设计院【正文语种】中文变压器中性点保护问题实质上是如何选用中性点保护装置，使之能有效地保护变压器的中性点绝缘不受雷电大气过电压的危害，而又能在正常的工作电压及系统故障中可靠地运行。
在氧化锌避雷器未大量应用之前，我国主要采用碳化硅避雷器或碳化硅避雷器加间隙的保护方式，并有几十年的运行经验。
但需要指出的是，无论是普阀式碳化硅避雷器，还是磁吹式碳化硅避雷器，只不过是它们的电气特性不同。
就其结构而言，内部都装放电间隙和分路电阻，都存在工频特性变化的问题，而这种选择性的变化，将酿成设备事故。
当中性点出现工频电位升高时，避雷器在正常情况下是不动作的，但如果持续的时间较长，避雷器内部将出现电流迅速增加、发热，甚至闪络的现象，最终极有可能导至避雷器爆炸。
由于碳化硅避雷器的结构缺陷以及它不能限制操作过电压的特点，在选择中性点绝缘的保护避雷器时应予以淘汰，而选择结构和性能更好的氧化锌避雷器。
中性点保护用避雷器的安全运行，需要满足3个条件：①避雷器的残压、冲击放电电压要低于中性点冲击绝缘水平；②避雷器的灭弧电压要大于因系统单相接地等引起的中性点电位升高的稳定值，以避免避雷器因不能灭弧而引起爆炸；③避雷器工频放电电压的幅值要高于中性点电位升高的暂态最大值，以避免保护不能按要求动作。
避雷器选择
一、选用避雷器必须满足的要求是：避雷器的VS特性、V A特性要分别与被保护设备的VS 特性和V A特性正确配合；避雷器的灭弧电压与安装地点的最高工频相电压应正确配合。
这样，即使在系统发生一相接地故障的情况下，避雷器也能可*地熄灭工频续流电弧，避免避雷器发生爆炸。
二、选择管型避雷器时应注意管型避雷器不能用作有绕组的电气设备的过电压保护，而只用于线路、发电厂和变电站进线的保护；管型避雷器遮断电流的上限应不小于安装处短路电流的最大值，下限不大于安装处短路电流的最小值。
三、阀型避雷器分普通型和磁吹型两大类，选择时应注意避雷器的保护比Kb数值大小要按照额定电压的大小来选择。
要注意校验避雷器的额定电压、工频放电电压、冲击放电电压及残压，要注意与被保护电气设备的距离。
四、选择氧化锌避雷器时，要计算或实测避雷器安装处长期的最大工作电压。
应使避雷器的额定电压大于或等于避雷器安装点的暂态工频过电压幅值。
注意残压与被保护设备绝缘水平的配合。
变压器防雷保护装置的选型与应用技术
变压器防雷保护装置的选型与应用技术随着电力系统的发展和电子设备的普及，变压器作为输配电的重要设备，其正常运行对电力系统的稳定性和可靠性至关重要。
然而，雷电天气等突发情况给变压器带来了巨大的威胁，因此选用合适的防雷保护装置成为了保障变压器运行安全的关键。
一、防雷保护装置的选型选择适合的防雷保护装置对于保护变压器免受雷击是至关重要的。
以下是一些常见的防雷保护装置的选型要点：1. 避雷针：避雷针常常被用于建筑物顶部，能够释放自然界的静电荷，防止其积累到危险程度。
在某些情况下，也可以将避雷针放置在变压器旁边，以吸引和分散雷电对变压器的影响。
2. 避雷器：在变压器的输入侧和输出侧安装避雷器是一种常见且有效的防雷保护措施。
避雷器能够将雷电冲击电流引入接地，通过控制回路的电压和电流，保护变压器免受雷击。
3. 防雷屏蔽：在变压器外壳和绝缘部分之间设置金属屏蔽，可以有效地屏蔽雷电的电磁波，防止其对变压器造成损害。
以上只是几种常见的防雷保护装置，选型时需要根据具体情况，如变压器类型、运行环境、雷电频率和等级等因素综合考虑。
二、防雷保护装置的应用技术选好了合适的防雷保护装置后，还需要正确应用技术来确保其有效工作。
以下是几个值得注意的技术要点：1. 接地系统：良好的接地系统是防雷保护装置正常工作的基础。
确保变压器的接地电阻足够低，并定期检测和维护接地系统的连接，以保障其接地效果。
2. 防雷电位的均衡：将防雷保护装置的引线布置在合适的位置，使得保护装置和待保护设备具有相同的等电势，从而减少雷暴时的电流流入。
3. 监测系统：安装变压器防雷保护装置后，需要定期对装置进行监测和检测，确保其正常工作。
同时，可以添加报警装置，当保护装置受损或失效时，及时发出警报，以便及时维修或更换。
4. 分级保护：根据变压器的重要性和所处环境，可以对防雷保护装置进行分级保护。
对于重要性较高的变压器，可以采用多层保护，提高防雷能力，确保其安全运行。
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2021年浅谈变压器绝缘水平及中性点避雷器的选择
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( 安全管理 )
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2021年浅谈变压器绝缘水平及中性点避雷
器的选择
摘要：介绍变压器绝缘水平、表示方法以及变压器中性点避雷器的配合。
关键字：变压器绝缘中性点避雷器
变压器的绝缘水平也称绝缘强度，是与保护水平以及其它绝缘部分相配合的水平，即耐受电压值，由设备的最高电压Um决定。
设备最高电压Um对于变压器来说是绕组最高相间电压有效值，从绝缘方面考虑，Um是绕组可以联结的那个系统的最高电压有效值，因此，Um是可以大于或者等于绕组额定电压的标准值。
绕组的所有出线端都具有相同的对地工频耐受电压的绕组绝缘称全绝缘；绕组的接地端或者中性点的绝缘水平较线端低的绕组绝缘称分级绝缘。
绕组额定耐受电压用下列字母代号标志：
LI——雷电冲击耐受电压
SI——操作冲击耐受电压
AC——工频耐受电压
变压器的绝缘水平是按高压、中压、低压绕组的顺序列出耐受电压值来表示（冲击水平在前）的，其间用斜线分隔开。
分级绝缘的中性点绝缘水平加横线列于其线端绝缘水平之后。
如：LI850AC360—LI400AC200/LI480AC200—
LI250AC95/LI75AC35。
含义为：220KV三侧分级绝缘的主变压器，第一个为高压侧引线端、中性点、中压侧引线端、中性点、低压侧。
对于避雷器保护的选择：
一般来说，对母线侧避雷器选择较为轻松，一般按照厂家生产使用的电压等级选择不会有什么问题，但中性点选择却是有较大的难度，前几年广东电网公司专门发文指出各地方存在较多性点避雷器不匹配的问题并给予纠正。
现就主变压器110kV中性点保护方式
中性点避雷器的选择作个简单的说明。
单独用避雷器保护方式
60kV绝缘水平的中性点可用Y1W－73／200型避雷器，其直流1mA电压103kV相当于73kV工频峰值，中性点能承受1倍相电压的短时工频过电压；其1kA残压为200kV，雷电耐压水平可按U耐＝1．1×（1．1U残＋15）kV，现残压为200kV，那么设备绝缘为258kV就可满足要求。
雷电耐受为300kV的绝缘使用225kV残压的避雷器也可满足绝缘配合。
44kV绝缘水平的中性点可用Y1W－60／144型避雷器，其直流1mA电压86kV相当于60kV工频峰值，单相接地时110kV中性点最高电压为0．6UΦ约43．8kV，可承受一般单相接地过电压，但承受1倍相电压的短时工频过电压较困难，选择Y1W－73／200型避雷器对避雷器安全好多了，但主变绝缘保护裕度降低了。
一般不应以降低主变保护裕度来保护避雷器。
35kV绝缘水平的中性点避雷器选择，残压不成问题，但工频过电压损坏可能性增大，应考虑系统单相接地时中性点电位升高不会
损坏避雷器，该电压约为43．8kV，因此避雷器直流1mA电压应取60KV以上（43.8KV×√2≈60KV），可采用Y1W－48／109型避雷器。
避雷器不能承受1倍相电压的短时工频过电压。
XXX图文设计
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