淺析110kv中性點接地系統保護配合方案

摘 要：做好中性點接地保護對于整個110kv供電系統的穩定運行而言非常重要。本文一方面介紹了線路重合閘與間隙保護的概念及其原理。另一方面闡述了110kv中性點接地保護配合方案的選擇，對實際工作有一定的指導意義。

關鍵詞：主變；中性點；接地系統；保護方案

1 引言

110kv作為供電系統中較為常見的電壓等級，其電壓相對較高，因此，110kv中性點多采用直接接地形式。但是，隨著各個地方電網容量不斷增大，很多小電源開始接入l10kv變電站主變低壓側，由于這些小電源的引入，主變高壓側極易發生單相接地跳閘故障，故障產生的過電壓還將破壞中性點絕緣，進而導致重合閘無法動作。并且，為了抑制通訊干擾和整定繼電保護，常常需要對單相短路電流進行限制，這便決定了有些變壓器的中性點采用不接地形式，而中性點不接地又極易受雷擊及接地短路等故障影響，同樣會使零序電壓升高。因此，為確保電網系統的安全運營，需加大力度做好中性點接地系統的保護工作，這便要求我們需要充分了解110kv中性點接地特點，制定出相應的保護措施，從預防和應對兩方面入手，探索出一套既滿足絕緣需要，又滿足繼電保護，且符合110kv輸送電線路運行方式的配合方案，從根本上確保供電系統穩定運行。

2 線路重合閘與間隙保護

2.1 線路重合閘

有區域小電源接入主變的低壓側發生事故致使跳閘時，由于小電源會反送電，重合閘所在線路仍存在電壓，重合閘自檢驗仍有電壓存在，導致重合閘無法動作。此外，《電力線路工程技術標準規程應用手冊》中明文規定：當終端變電站有區域小電源接入時，若電網線路主網側的保護動作，而低壓側保護未動作，那么應在線路發生故障后，跳斷連接區域小電源線路的斷路器，以達到解列小電源的目的。因此，應在適當的地方裝設解列重合閘，以便使重合閘自檢驗無壓后重合主網側開關。

2.2 間隙保護

110kv線路多采用分級絕緣，即越遠離中性點的地方，其絕緣等級越高；越臨近中性點的區域，其絕緣等級越低。單相接地一旦發生，將會導致中性點的零序電壓增高。為了防止過高的電壓損壞電力設備，可以對中性點采用間隙保護。

間隙保護的根本目的是為了防止過電壓。簡單來說，就是利用兩根尖端的金屬棒，其中一根金屬棒連接變壓器電壓輸入端，另一根金屬棒連接地網，并使這對金屬棒的尖端相對但中間留有一定的間隙，當變壓器遭受過高的電壓打擊時，此間隙便會被擊穿，進而將過電壓引入大地。

3 保護配合方案的選擇

制定保護配合方案，首要考慮的是在110kv線路發生接地故障時，怎樣能夠將區域內的小電源迅速切除。

3.1 傳統主變中性點保護方案

針對我國主變低壓側常有小電源接入的情況，通常僅讓一臺變壓器接地，保護方案選用零序電流繼電器與零序電壓繼電器相配合對變壓器進行保護的方式，其中零序電壓繼電器受采用接地方式變壓器臨近的變壓器的零序電流繼電器所控制。以達到先跳斷未對中性點進行接地的變壓器，然后再跳斷中性點接地的變壓器。傳統保護方案的缺點是無法應用于僅一臺變壓器不接地的配電線路。

3.2 現階段主變中性點保護設計方案

現在多采用零序電流電壓保護。《電力線路工程技術標準規程應用手冊》中規定：針對l10kv直接接地的輸電線路，若在其低壓側存在帶電源的變壓器時，單相接地一旦發生，將會導致中性點的零序電壓增高，為了避免電壓過大，需安裝保護裝置。110kv以上高壓線路，其變壓器多采用分級絕緣，中性點需安裝間隙保護，此外，還應增設零序電流電壓保護回路。一旦單相接地發生，零序電流電壓保護回路宜經0.3～0.5s延時動作，跳開變壓器各側斷路器。

3.3 探討的主變中性點保護方案

3.3.1 針對終端變電站，當有區域小電源接入時，可將零序電壓解列裝置安裝在主變上，將零序電壓U0整定為5V，發生中線點接地缺失時，保護動作延遲時間為0.1s跳斷聯網輸電線路之間的斷路器，此外，增設零序電流電壓保護回路，其保護動作延遲時間為0.5s，之后跳開變壓器各側斷路器，防止地區電源聯網線路斷路器拒動時110kv接地系統電壓升高對主變中性點及其他電氣設備的威脅。中性點問隙距離調為115mm。

3.3.2 針對非終端變電站，當有區域小電源接入時，其保護配合方案的選擇應考慮到小電源的分布情況。當有帶區域小電源接入的臨近終端變電站與本主變連接時，則應設置兩段間隙電流保護以對本主變的中性點進行保護配合，第一段延時0.1s跳斷區域接入電源開關，第二段延遲0.5s對主變的三側開關進行跳斷，并配置零序過壓保護，以0.5s跳斷主變二三側開關。當有不帶區域小電源接入的臨近終端變電站與本主變連接時，則應設置零序電壓解列裝置以對本主變的中性點進行保護，零序電壓U0整定為5V，保護動作延遲時間為0.1s跳斷聯網輸電線路之間的斷路器，此外，增設零序電流電壓保護回路，其保護動作延遲時間為0.5s，之后跳開變壓器各側斷路器，防止地區電源聯網線路斷路器拒動時110kv接地系統電壓升高對主變中性點及其他電氣設備的威脅。

3.3.3 針對部分沒有區域小電源接入的變電站，其保護配置較為簡單，僅需裝設零序電流電壓保護回路即可，保護回路宜經0.3～0.5s延時動作，跳開變壓器各側斷路器。

3.4 實例分析

以圖1所示局部電網為例，假定僅3變帶有區域電源，其具體分析如下：

圖1 局部電網示意圖

當k1點發生單相接地時，假設零序電流電壓保護已經裝設在2變及3變的主變上，那么1變保護將跳閘并將接地故障切除，由于區域電源反送電，致使2變和3變成為不接地線路。但是因1變至2變間的線路的接地點還存在，增高了零序電壓，零序電壓作用于2主、3變主變中性點，間隙過流保護將動作，將主變各側的斷路器跳斷，2、3變電站均會受影響停電。若實施按所探討的保護方案，那么為1變至2變線路的保護跳閘，迅速將接地故障切斷。3變主變將零序電壓配置為5V，保護動作延遲時間為0.1s跳斷區域電源，之后1變至2變線路重合。由于區域電源被切除，2變的間隙保護將不動作，僅3變會受影響停電。

4 結束語

110kv中性點接地保護方案多種多樣，工作人員只有在問題中分析、實踐中總結，在不同環境下靈活運用所掌握的知識，才能不斷完善技能，最終達到保證110kv供電系統穩定運行的目的。

參考文獻

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