摘　要：對110 kV分級絕緣變壓器中性點保護間隙配置進行了分析，認為低壓側(cè)無地方電源介入的110 kV變電所內(nèi)的主變壓器中性點不應加裝棒間隙。針對已運行的不同型式的中性點避雷器，依據(jù)零序電抗與正序電抗的實際比值，進行了配合校驗。
　　關(guān)鍵詞：110 kV分級絕緣變壓器中性點保護間隙避雷器

　　變壓器中性點接地的配置原則是：在有效接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，系統(tǒng)的中性點不允許失地，且必須保證其有效（X0／X1＜3，X0為零序電抗，X1為正序電抗）。對不接地的分級絕緣變壓器中性點，因絕緣水平的要求，通常接有相應的避雷器及保護間隙，所以，中性點保護間隙的配置應從繼電保護和過電壓保護兩方面考慮。
　　近年來，珠海電力工業(yè)局不少變電所在110 kV分級絕緣變壓器中性點上增加了棒間隙，在多雷區(qū)間隙容易發(fā)生誤動，本文將對此進行分析。

1 并聯(lián)間隙的誤動分析
　　裝并聯(lián)間隙的初衷是防止避雷器在內(nèi)部過電壓下動作時因承受不住過電壓而爆炸,損壞主變壓器及附近設備，因而要求間隙的配合特性是：在雷電過電壓作用時，避雷器動作，間隙不動作；在內(nèi)部過電壓作用時，避雷器不動作，間隙動作。兩者的分工是清晰的。間隙要滿足動作值和不動作值兩個條件，這對220 kV變壓器中性點來說易辦到，而對110 kV變壓器中性點則較難。以往只按電力試驗單位提供的間隙尺寸裝配，并不要求再做試驗。而試驗室提供的數(shù)據(jù)是分別在施加工頻電壓和雷電波的情況下測試到的，與實際運行工況相差很大。在多雷區(qū)，變電所近區(qū)線路單相接地時，大氣與內(nèi)部過電壓往往同時出現(xiàn)，疊加后傳遞到并有間隙的中性點，此時的過電壓既不是純工頻的過電壓,也不是標準雷電波，在試驗室得出的兩項獨立的數(shù)據(jù)很難代表所遇到的真實情況。另外,空氣間隙受氣象條件、電極形狀及本身放電電壓的離散性的影響，可靠性較差，至少廣東省的運行經(jīng)驗證實了這一點。這里還應強調(diào)的是，過去在部分不需要加裝棒間隙的變壓器的中性點上也增加了間隙，錯誤地認為加上間隙總會有好處，再加上繼電保護配置不停電。據(jù)統(tǒng)計，在1994～1997年雷電期間，珠海地區(qū)110 kV線路單相接地時，間隙共動作11次，誤動率100%，沒有裝間隙的卻是平平安安。
2 中性點間隙與繼電保護
　　110 kV及以上電網(wǎng)是有效接地系統(tǒng)，今日的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)通常由220 kV變電所以輻射狀向110 kV變電所供電。110 kV接地系統(tǒng)的中性點設置在220 kV變電所的220 kV／110 kV降壓變壓器上，是零序電抗的主通道，是系統(tǒng)有效性（X0）的主導成分，是不允許失地的。不管站內(nèi)有幾臺主變壓器，至少應有1臺變壓器的110 kV中性點必須接地運行，并且X0／X1＜3。DL／T620—1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》第4．1．1條指出：“應避免110 kV及220 kV有效接地系統(tǒng)中偶然形成局部不接地系統(tǒng)，并產(chǎn)生較高的工頻過電壓。”這里的“應避免”是第一道防線。由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的改善、設備可靠性和技術(shù)水平的提高，多年來已沒有看到過系統(tǒng)失地事故的報導，珠海地區(qū)電網(wǎng)形成至今,整體和局部從未發(fā)生過失地現(xiàn)象。但這并不能保證110 kV系統(tǒng)會永遠不失地，當下述情況出現(xiàn)時，仍需有中性點保護間隙：
　　a）有兩臺及以上主變壓器的220 kV降壓變電所（一般為并列運行），按最不利的情況考慮，當110 kV中性點接地運行的主變壓器發(fā)生內(nèi)部故障跳閘后，剩下一臺中性點不接地的變壓器繼續(xù)運行，會形成失地系統(tǒng)，此時應立即合上另一臺沒有接地運行的110 kV中性點接地刀閘，使系統(tǒng)恢復接地，這就是現(xiàn)場運行規(guī)程和調(diào)度規(guī)程中防止失地的具體措施。而在110 kV中性點接地刀閘合上之前（一般認為是幾分鐘）又相繼發(fā)生單相接地時（機會極少），靠另一臺變壓器供電的不接地的主變壓器110 kV中性點保護間隙擊穿，仍等效于接地系統(tǒng)。故障線路的主保護仍然會瞬時動作跳閘，電源端的零序電壓和間隙保護的零序電流仍有后備作用。文獻［1］2．3．9．2條規(guī)定：“中性點裝設放電間隙時，應按2．3．8條的規(guī)定裝設零序電流保護，并增設反應零序電壓和間隙放電電流的零序電流電壓保護。當電力網(wǎng)單相接地且失去接地中性點時，零序電流電壓保護約經(jīng)過0．3～0．5 s時限動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。”保證了原配置的繼電保護按有效接地系統(tǒng)的正常程序動作。
　　b）通過110 kV變壓器低壓側(cè)與主網(wǎng)相連的地方電源，因某種原因110 kV側(cè)與主網(wǎng)解列后會形成局部的失地系統(tǒng)，此時的變壓器已成為電源端的升壓變壓器，必須合上中性點接地刀閘，程序同上。其間110 kV中性點再發(fā)生單相接地時，就要靠變壓器中性點保護間隙擊穿，才能使獨立的110kV系統(tǒng)中性點不失地。當主保護或開關(guān)拒動時，主變壓器近后備作出反應。文獻［2］4．2．14．2條規(guī)定：“對中性點直接接地系統(tǒng)的主網(wǎng)終端變電所，如果變壓器的中性點不直接接地，且負荷側(cè)接有地區(qū)電源，則變壓器還應裝設零序電壓和間隙零序電流解列裝置，三倍零序電壓定值一般整定為10～15 V（額定電壓為300 V），間隙零序電流一次定值為40～100 A，保護動作后帶0．3～0．5 s延時，跳地區(qū)電源聯(lián)絡線路的斷路器。”靠保護間隙最大限度地維持有效接地系統(tǒng)運行。
3 中性點間隙與過電壓保護
3.1 單相接地時的工頻電壓
　　單相接地發(fā)生在終端變電所110 kV母線上時，110 kV變壓器感受到的零序電壓最高 ，等值零序電抗也最大。有效接地系統(tǒng)以X0／X1小于3為界，并不是說一定等于3，不同地區(qū)電網(wǎng)及每個變電所有著不同的X0／X1值，且差異很大，變壓器中性點處的過電壓水平自然也不一樣。表1提供了珠海電力工業(yè)局2000年部分110 kV變壓器中性點的過電壓值。通用文章及教科書均按1．15 UN（UN為系統(tǒng)的額定電壓，本計算取UN＝126 kV）和X0/X1＝3取極值，使估算裕度過高，有時會將過電壓值推向避雷器所能承受的電壓的邊緣，嚴格的電壓管理和先進的電壓調(diào)整手段都不會使電壓達到126 kV。表1按實際電抗值編制,可以看出珠海地區(qū)110 kV變壓器中性點的X0／X1值在0．613 5～2．068 2之間，穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)過電壓在17．07～37．00 kV及25．61～56．79 kV之間，遠低于變壓器中性點絕緣的工頻耐受電壓。
3.2 斷路器非同期動作引起的過電壓
　　1999年，原廣東省電力工業(yè)局下發(fā)的有關(guān)文件指出：“110 kV斷路器為三聯(lián)動機構(gòu) ，因操動機構(gòu)故障出現(xiàn)非全相或嚴重不同期的概率很小，且省內(nèi)尚未發(fā)生過有此危及中性點絕緣的情況”。所以對斷路器非同期動作引起的過電壓不作討論。
　　　　　　　　

　　　　　　　　
　　　　　　
　　　　　　
　　　　　　
　　　　　　　　
　　　　　　　　
　　　　　　
　　注：深坑變電站1號變壓器在冬季榨糖乾霧電廠投運時保護間隙投入，非榨糖季節(jié)保護間隙拆除。

4 結(jié)論
　　1998年，珠海電力工業(yè)局拆除了終端變電所低壓側(cè)無電源的變壓器中性點的保護間隙，保留及補裝低壓側(cè)有電源的變壓器中性點保護間隙，間隙距離為130～140 mm。經(jīng)過1999～2001年運行驗證，珠海地區(qū)110 kV電網(wǎng)頻發(fā)的保護間隙誤動得到了徹底根治。由于很難遇到系統(tǒng)失地時緊接著再發(fā)生單相接地故障，因此還沒有正確動作的記錄。

參考文獻

［1］DL 400—1991，繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程［S］．
［2］DL／T584—1995，3～10 kV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程［S］．