变电站220kV变压器中性点接地方式选择探讨

工业技术　Ｃｈｉｎａ　ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒｅｖｉｅｗ　●Ｉ　变电站２　２　０　ｋ　Ｖ变压器中性点接地方式选择探讨　邓玉君　林立华：　（深圳供电规划设计院有限公司广东深圳５１８０５４）　［摘要］２２ｏｋＶ变电站是地区电网与５００ｋｖ主网连络的供电枢纽点，在整个的电力系统中，２２０ｋＶ变电站的变压器发挥着非常重要的作用，系统能否安全稳　定的运行，２２０ｋｖ变压器中性点接地方式对其影响较大。本文对变电站２２０ｋＶ￣压器中性点接地方式的选择进行了探讨。　［关键词］变电站，２２０ｋＶ系统Ｉ变压器，中性点，接地方式　中图分类号：ＴＭ４１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１４）０３—００１１—０ｌ　１变压器中性点不接地时的过电压　的差频过电压，产生的此类过电压会对变压器中性点绝缘产生很严重的危害。　根据ＧＢ１０９４．３－８５￣电力变压器第三部分绝缘水平和绝缘试验》的规定，　１．２断线产生的过电压　变压器的中性点绝缘水平如表１所示。　由于电力线路断线而造成变压器非全相运行也会产生过电压。一相断线中　对于中性点接地的变压器来说，实际运行当中中性点是安全的。对于实际　性点不接地变压器中性点处可能产生的电压为以Ｕｘｇ／２，两相断线中性点不接　运行中，中性点不接地的变压器，在中性点处可能出现过电压，从而对变压器中　地变压器中性点处可能产生的电压为Ｕｘｇ。　性点绝缘造成很大的危害。由于现阶段电力系统主网构架是以２２０ｋＶ变压器为　１．３单相接地时的过电压　主，因此我们就以２２０ｋＶ变压器为例来进行分析说明。　单相接地时，在变压器中性点处会产生工频过电压。一般采用对称分量法　１．１操作产生的过电压　计算故障时变压器的中性点电压。以变压器脯发生接地短路为例分析，故障　切除空载线路、空载线路合闸、系统解列、电弧接地或者变压器的上一级线　处零序电压为：　路或者本变压器的开关不同期合闸，在中性点不接地变压器的中性点处产生操　Ｕｏ＝一ｌｏＺｏ＝一ＥｌＺｏ／（２Ｚ．＋Ｚｏ）　作过电压。如果变压器一相运行，两相不运行，中性点不接地变压器中性点处可　其中：Ｅ１为系统原有的等值电势・Ｚ１、Ｚｏ￣ｔＪ为正序阻抗、零序阻抗。忽略　能产生的电压为最大相电压Ｕｘ烈日果变压器两相运行，一相不运行，中性点不　阻抗中的电阻，并令零序电抗和正序电抗之比为ｋ＝　／　，则有　接地变压器中性点处可能产生的电压为Ｕｘｇ／２，如果被操作的线路与变压器参　Ｕｏ＝一Ｅ　Ｋ／（２＋Ｋ）此零序电压就是变压器中性点不接地时中性点的最大稳态　数达到一定的匹配关系时，暂态过程中产生的过电压可能超过２Ｕｘｇ。稳态时可　工频过电压，其值为Ｕｏ一；Ｅ，Ｋ／（２＋Ｋ）　能达￣ｌｊ２Ｕｘｇ。的情况。对于两侧均有电源的变压器，在非全相运行时有２ＵＦａ。　工频暂态过电压为￡　：（１＋　）Ｕｏ一　其中：　为衰减振荡系数，一般在０．６＿０．８Ｚ闯取值，本文取Ｏ．８。　对于不同的系统，综合零序阻抗和综合正序阻抗有不同的数值，对中性点　有效接地系统不大于３，中性点绝缘系统Ｋ＝∞，为此，对于Ｉ１ｏ４（Ｖ系统而言，单　相接地时中性点的工频稳态电压和暂态电压分别为：　Ｋ＝３时，　图ｌ一台变压器高、中压侧接地等值零序网络图　Ｕｏ　＝ｌ１０／４３　ｘ３／（２＋３）＝３８．１ＫＶ　图２两台变压器交叉接地等值零序网络图　图３　ｌ１０ｋＶ侧两台变压器接地等值零序网络图　表１变压器的中性点绝缘水平参照表　系统标称电压有效值／ＫＶ　设备最高电压有效值／ＫＶ　＿中性点接地方式　雷电量的耐受电压峰值／ＫＶ　短时工频耐受电压有效值／ＫＶ　ｌ１０　１２６　直接接地　ｌ８５　８５　１１ｏ　１２６　不接地　２５０　９５　２２０　２５２　不接地　４００　２００　国际长途功能的用户该项参数应该是Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，因此，可以根据显示数据　术的引路人。　查询到用户的呼叫权限。　参考文献　４、彩铃业务查询功能　［１】杨大成．ＣＤＭＡ２０００　Ｉｘ移动通信系统［Ｍ】．北京：机械工业出版　ＰＲＯＶ代表用户彩铃签约状态，ＩＦＡＣＴＩＶＥ代表用户彩铃未激活状态，激活　社，２００３．　后用户彩铃方可生效。ＣＲＢＴＮ０代表彩铃接入码的全局设置。采用ＬＳＴ　［２】刘博，宋俊德．３Ｇ业务平台体系架构的研究　．移动通信，２００５，２９　ＣＣＲＢＴＣＦＧ：ＨＬＲＳＮ＝１。查询用户的彩铃系统配置。　（９）：６０－６３．　结束语：总而言之，随着ＣＤＭＡ２０００无线网络在国内建设的逐步完善，　【３】傅中君．嵌入式ＧＰＲＳ无线通信模块的设计与实现【Ｊ】．计算机工程　该系统设计作为一种经济可靠且性价比高的无线数据通信方案，因此，作为通　与应用，２００４（１４）：１６２－１６４．　信企业而言，一定要有远大先见的能力，提前做好技术的研制和设计，做通信技　科技博览ｌ　１１　工业技术　Ｉ■　Ｃｈｉｎａ　ｓｃｊｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒｅｖｉ　ｅｗ　Ｕ　＝（１＋０．８）×３８．１＝６８．６ＫＶ　Ｋ：００时　＝１１０／４３＝６３．５ＫＶ　Ｕ０　：（１＋０．８）×６３．５＝１１４．３ＫＶ　考虑１１０ｋＶ系统设备设计最高电压一般为１２６ｋＶ，此时单相接地时中性点　的工频稳态电压和暂态电压分别为：　Ｋ＝３时，　Ｕｏ一＝１２６／４３×３／（２＋３）：４３．６ＫＶ　【，　＝（１＋０．８）ｘ４３．６＝７８．８ＫＶ　Ｋ＝００时　ｏ一＝１２６／４３＝７２．７ＫＶ　Ｕｏ　＝（１＋０．８）×７２．７＝１３１ＫＶ　１．４雷击过电压　当雷电进行波沿导线进入变压器时，会在变压器中性点产生过电压。在变　压器中性点上产生的最大对地的雷电过电压可以按照下式估算：　＝Ｏ．６Ｎ（１一ｅ　）　肛５　其中：ＵＲｐｓ为变压器绕组前端的雷电过电压，若绕组前端安装有无间隙金　属氧化物避雷器，则以其在标称放电电流下残压计算，Ｎ为同时进波相数，三相　同时进波，Ｎ＝３两相同时进波，Ｎ＝２：Ｔ为绕组首端雷电过电压周期性分量的　波长，瓦为变压器中性点电压的振荡周期。　统计资料表明，三相同时来波的机会是１０％，即在变压器进线侧装有避雷　器的情况下，约９０％的机会在中性点上的电压是小于所可能遭受的过电压最大　值。　１　５零序通路问题　当变压器中性点不接地时，本侧后备保护范围内发生单相接地故障时，无　法形成零序通路，造成线路零序保护和变压器本侧零序后备保护拒动。只有等　待单相故障发展成相间故障后靠距离保护动作切除故障，这样切除故障时间　长，不利于电力设备的稳定、可靠运行。　通过上述分析，我们得出根据一次系统及继电保护装置的需要，变压器宜　采用中性点接地方式运行，但是需要结合中性点接地对整个系统零序通路的影　响及继电保护装置定值整定的影响，因此需要平衡布置变压器中性点的接地方　式、接地数量和接地位置。　２变压器中性点接地方式对霉序保护的影响　变压器中性点接地的原则是：变电站只有一台变压器、自藕变压器及绝缘　有要求的变压器中性点直接接地运行，变电站有两台变压器的，应只将其中一　台中性点直接接地运行，变电站两台变压器，当一台变压器停运时，将另一台中　性点不接地的变压器改为直接接地。特殊情况，对于三绕组变压器，两台变压器　其中一台高、中压侧接地，另一台变压器中压侧接地（注：本文对变压器的分析　均为Ｙｏ／Ｙｏ／△接线）。考虑最常见的２２０ｋＶ／１ＩＯｋＶ／ＩＯｋＶ变压器，根据实际　运行经验，一般只考虑对侧变电站２２０ｋＶ变压器中性点接地，下一级１ｌ０ｋｖ变电　站变压器中性点不接地的方式。　２．１单台变压器高、中压侧中性点接地　如果本站只有一台变压器，其中性点应高、中压侧接地，当本站有两台或两　台以上变压器。选用一台变压器高、中压侧接地时，其等值零序网络图如图１所　示。　　．其中：ＸＥ为系统等值零序阻抗；ＸＨ１　ＸＭｌ＼ＸＬ１低压侧零序阻抗。，为变　压器高、中、由图１可以看出，等值到２　２　０　Ｋ　Ｖ侧母线的零序阻抗为　，／（　，＋　１）：，等值到１１０ｋＶ侧母线的零序阻抗为　ｌ＋　ｌ如果根据需　要将１＃变压器中性点倒至２＃主变，则等值到２２０ｋＶ母线的霉序阻抗为：等值　到１１０ｋＶ母线的零序阻抗为：　／／（　２＋　２）ＸＬ２＋ＸＭＬ。因此倒换中性点　前后等值到２２　母线、１ｌＯｋＶ￣线阻抗的差别仅仅为两台变压器参数的差别，　由于两台并列运行的变压器参数相差非常小，因此两台变压器可以整定定值统　一，这样有利于各级零序保护的相互配合，也有利于维持变电站零序阻抗的稳　ｌ２　ｌ科技博览　定。　此方式也有它自身的缺点，当变压器某侧后备保护范围内发生故障，越级　到变压器后备保护动作时，第一时限跳开母联开关，将故障系统与正常运行系　统初步隔离，然后第二时限动作跳开本侧开关，这时系统中性点失去，需要运行　人员马上采取措施，及时恢复系统中性点。　２．２两台变压器中－性点交叉接地　当两台变压器中性点交叉接地时，即一台变压器高压侧中性点接地、另一　台变压器中压侧中性点接地，其等值零序网络图如图２所示。　由图２可以看出，等值￣］２２０ｋＶ侧母线的零序电抗为ＸＥ／／（ｘ　ｌ＋　￡１）：等　值到１１ＯｋＶ侧母线的零序电抗为ｘ　Ｍ２＋Ｘ　Ｌ２，这种接地方式从零序序网上　将２２０ＲＶ系统和ｌｌ０ｋＶ系统完全隔离。在正常运行下，２２０ｋＶ侧发生接地故障，　１　ＩＯｋＶ￣Ｕ不会产生零序电流：反之，１１０ｋＶ侧发生接地故障，２２０ｋＶ￣Ｕ也不会产　生零序电流　这样２２诹Ｖ侧和１１０ＲＶ侧在故障时不能相互反应，不能作为相互之　间的后备，对可靠隔离故障点少了一层保障。况且如果变电站只有两台变压器，　在一台变压器退出运行时，势必要将运行变压器的２２０ＫＶ侧和ｌｔＯｋＶ侧同时接　地，又回到第一种情况。　２．３　１１Ｏｋｖ侧两台变压器接地　变压器高压侧接地，如果只有一台中压侧接地的话，如果发生故障，接地侧　变压器主进开关跳开，则系统失去中性点，如果此时系统再发生单相接地，则继　电保护装置中的零序保护不能动作，只有等到故障发展成相间故障或者变压器　中性点间隙动作跳开变压器各侧开关，从而扩大事故停电范围，造成更加严重　的后果。其等值零序网络图如图３所示。　由图３等值￣２２０ｋＶ母线零序阻抗：［（　２＋Ｘ　＋　）／／　＋　，。］／／Ｘ　等值到１１０ｋＶ母线零序阻抗：【（以＋Ｘ　１）／／ＸＬｌ＋　１］／／（ｘＬ２＋　，２）　由于中性点零序保护主要考虑各级线路和变压器之间的配合问题，考虑分　支系数的影响，上述三种变压器中性点接地方式对零序回路的影响差别很大。　２．４综合分析　（１）同一台变压器两侧均接地的方式对２２０ｋＶ，１１０ｋＶ母线等值零序阻抗影　响最小，运行方式灵活，其缺点是接地变压器跳开后将使得１１０ｋＶ系统失去中　性点，为了系统安全可靠运行，需要及时恢复系统中性点。　（２）交叉接地的方式能有效隔离２２０ｋＶ与１１０ＫＶ系统间的零序电流，对　２２０ｋＶ系统运行非常有利。但其对１１０ｋＶ￣：线零序阻抗影响较大。　（３）ｌｌ∞　两台变压器中性点接地的方式能有效克服上述两种方式的缺点，　但其运行中方式的改变对２２０ｋＶ及１１０ｋＶ－￣线影响很大，２２０ｋＶ侧中性点零序　电流保护将与出线零序电流保护不配合。综合分析我们看到，同一台变压器两　侧均接地具有Ｘ，Ｊ－＇２２０ｋＶ、ｌ　ｌＯｋｖ￣线等值零序阻抗影响最小、中性点倒换灵活的　特点　在接地变压器跳开时，只要运行人员及时将不接地变压器的中性点投入　即可，因此可以满足系统稳定的要求。　３结束语　总之，变电站２２０ｋＶ变压器中性点接地方式，不但可以防止有效接地系统　的失地现象发生，而且大大限制了流经主变压器短路电流，减小了对变压器的　短路冲击，提高了变压器抗短路冲击的能力　合理选择电网主变中性点接地运　行方式，可以使零序保护充分发挥快速切除故障的作用，提高供电的可靠性，减　少对设备的危害。　参考文献　【１】刘正华，王红．供配电系统接地电阻选择［Ｊ］．电气应用，２００９，（１８）．　［２李冰寒．２］汉中变电站主变压器电压比及分接头的选择【　西北电力技　术，２００１，（０５）．　［３】吴静，曹晖．城市配电网中性点电阻接地方式特点及应用［Ｊ］．江苏电机　工程，２００７，（０６）．