变压器中性点间隙接地保护装置应用研究

在电力系统故障中，非对称三相故障可以分解出正序分量、负序分量和零序分量，而变压器线圈巾性点接地通道就是零序电流途径通道，零序保护装置是根据零序电压和零序电流大小有选择地切除故障变压器。为保证保护的灵敏度，就不能将所有变压器中性点接地。而为了防止中性点不接地，变压器中性点电压在故障时升高伤害变压器绝缘，所以不直接接地的变压器中性点采用间隙保护。当中性点电压升高时，空气间隙被击穿引起电弧，将中性点接地。当电压降低后，电弧熄灭，中性点又不接地了。如果存这个间隙保护回路上加一个电流互感器，在保护动作时，电流流过发出信号，如果其他保护没有正确动作，电流n持续，过一定延时，也能动作跳开开关。l10kV、220kV、330kV、500kV电力变H{器中性点必须安装间隙接地保护装置，从而实现变压器中性点接地运行或不接地运行2种不同的运行方式。1技术数据变压器中性点间隙接地保护装置的技术数据如表1所示。2保护装置设计特点2.1符合标准。专业制造，整体安装变压器中性点间隙接地保护装簧严格按照GB1985-2004《高压交流隔离开关和接地开关》、GB／Tll022—1999《高压开关设备和控制设备的共用技术要求》、GB11032-2000《交流无间隙金属氧化物避雷器》、DL，r62O—l997《交流电气装置的过电压保护及绝缘配合》、GB5583—1985《互感器局部放电测量》、DL仃620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、GB31l1．1一l997《高压输变电设备的绝缘配合》及“国家电网公司十八项电网重大反事故措施”等国家及行业标准的有关规定设计，并配套专门的工艺流程、检验流程和设备，保证产品制造的流程化、标准化和专业化。2．2有效保护．特性稳定接地间隙的选择决定保护装置的稳定性。实际工程中的间隙有2种，分别为棒间隙与球间隙。一般来说，棒问隙为极不均匀电场，放电电压不稳定，分散性大，从而决定了其保护性能差。球间隙为均匀电场，放电电压稳定，分散性小，保护性能好。基于此，变压器中性点间隙接地保护装置主要采用球形放电间隙方式，比惯用的棒形放电间隙放电电压准确率高、分散性小、特性稳定，与避雷器特性及主要变压器的绝缘配合、充分有效，热容量大，不易烧损。提高了保护安全性和保护效果。2．3组配灵活．使用方便变压器中性点问隙接地保护装置一般采用球形间隙，亦可按用户要求采用棒形间隙。避雷器与隔离开关可根据工程需要任意组合选配。隔离开关的动作亦可按工程要求选择使用手动或电动机构。间隙的技术参数可在工厂完成调试，亦可在现场进行调试。3使用条件与注意事项3．1使用条件（1）适用于户内、外。Q）环境温度：不低于-40℃，不高于+55℃；相对湿度：不大于95％（25℃）。（3）海拔高度不超过4000111，超出4000m可根据实际情况特制。（4）地震烈度8度及以下地区；zui大风速不超过35m／s。（5）电网频率：58~62HZ（60Hz系统）、48~52Hz（50Hz系统）。（6）安装场所的空气中不应含化学腐蚀气体和蒸气，无爆炸性尘埃。3．2使用注意事项（1）变压器中性点电流互感器一般装设在变压器出线套管上，不包括在本装置内。接地保护装置结构图如图l所示。（2）设计时应掌握变压器额定电压、电流互感器变比，隔离开关额定电流、操作机构形式，氧化锌避雷器额定电压等参数。--------3．3电流互感器选用采用环氧树脂浇注的干式电流互感器。电流互感器装在不锈钢箱体里，不受环境气候影响，使用寿命长，使保护不会出现误动或拒动且稳定可靠。电流互感器=二次侧设0．5／1oP两个次级。供测量保护使用。不用时应将其短路。3．4安装注意事项安装尺寸：接地保护装置安装尺寸如表2所示。安装注意：（1）设备可利用底座的4个安装孔进行吊装，不得把吊绳捆绑在瓷柱上，防止损坏设备。（2）固定操作机构的槽钢支架和由操作机构到隔离开关导电杆转轴的钢管，均由安装单位现场制作，长度、尺寸现场确定。（3）设备应可靠接地。-----------------4工程安装后测试实验检查设备外观完好，状况外观检查完成后，解开避雷器与问隙连接母线排，打开隔离开关。进行以下参数性能测试：4．1氧化锌避雷器测试（1）工频lmA参考电压试验：在避雷器曲端施加工频电压，当通过避雷器的电流等于lmA时，测量加在避雷器上的工频电J土，该电压应不低于避雷器额定电J玉。（2）直流1mA参考电J玉试验：在避雷器两端施加直流电压（直流电雎的脉动部分不大于±1．5％），当通过避雷器的电流为1mA时，测量加在避雷器上的直流电值，该电压应不得小于技术数据表l的规定值。（3）泄漏电流试验：在避雷器两端施加0．75倍直流lmA参考电址，测出流过避雷器的漏电流，该电流值应不大于50A。注：严禁给避雷器做工频放电电压试验。4．2隔离开关机械操作和机械特性试验对隔离开关进行1O次分、合闸空载操作，每次都应达到合闸位置和分闸位置。且整个过程中隔离开关各部分无损害。4．3工频间隙放电测试在试验变压器原边串联一块10A及以上的电流表。在间隙的进线端子与接地端子N之间施加工频电压，试验时施加到放电间隙的电压应从零开始，在高压侧能准确读数的条件下，迅速升压到间隙放电为止（观察电流表，当电流发生突变时，表明间隙放电，此刻的电J玉值应为工频放电电压值）。每次放电后，应在0．2S内切断工频电源。每连续2次试验时间间隔不小于10S，测量次数为3次，每次所测的放电电压值应符合技术数据表中规定。注：如果工频放电电压值超出范围，可对问隙进行微调。5结语中性点接地保护装置就是以实现变压器中性点接地或不接地运行2种不同的运行方式设计的，从而避免变压器中性点因受雷电冲击和故障引起电压升高，对变压器绝缘造成损害。无论大小电流系统，中性点接地保护装置设计时遵循以下条件：（1）严格按照DT／T620一l997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、GB3l1．1一l997《高压输变电设备的绝缘配合》及《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》等国家及行业标准的有关规定进行设计、制造，有效保护屯网安全，改善电网环境。（2）模块结构，系统采用模块化结构，现场免焊接设计，集隔离开关、氧化锌避雷器、避雷器在线检测仪、放电间隙、间隙保护和零序保护互感器等电器设备于一一体，具有体积小、便于安装调试、可靠性高等特点。（3）特性稳定，系统间隙可调的棒形间隙配球型电极的放电方式，与惯用的棒形间隙放电方式相比，放电电压准确率更高、分散性更小、特性更稳定，与避雷器的保护特性和变压器的绝缘配合更，且热容量大，不易烧毁。提高了保护的安全性、可靠性。（4）方案可定制，系统采用棒形间隙配球型电极的纯间隙变压品中性点接地保护方案，也可采用间隙与避雷器并联工作，协同保护的方案。避雷器与隔离开关可根据工程需要，定制方案，灵活组配。隔离开关的操动机构亦可按工程要求选择使用手动或电动方式。间隙的技术参数可存工厂完成调试，亦可在现场进行校正。