基于110KV分級絕緣變壓器中性點絕緣配合問題的探討

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摘要：目前我國的大部分城鎮以及業供電系統中主要應用110KV變壓器，在實際工作中為防止雷電過電壓以及操作過電壓對中性點絕緣造成破壞，工作人員在變電站設計中都要將過電壓保護和二次繼電保護相配合。本文就110KV分級絕緣變壓器中性點絕緣配合問題進行了深入的分析探討，以供同仁參考。

關鍵詞：110KV分級絕緣變壓器；性點絕緣；配合；探討

目前我國的電力系統所使用的變壓器的絕緣結構主要有全絕緣結構以及分級絕緣結兩種。全絕緣結構中性點的絕緣水平大致與三相端部出線電壓等級的絕緣水平相同，因此它主要應用于絕緣要求較高的小接地電流接地系統，在我國主要是35KV及以下電壓的系統。除此之外就是分級絕緣結構，分級絕緣結構的中性點的絕緣水平較低，目前分級絕緣的變壓器已經被廣泛的應用于110KV及上電壓等級電網電力系統，采用分級絕緣的變壓器能夠有效的減少內絕緣尺寸，大大的縮小整個變壓器的尺寸，能夠節約造價。

一、變壓器中性點不接地運行時的過電壓分析

對于中性點不接地運行的變壓器，其中性點可能出現的過電壓包括雷電過電壓，操作過電壓，暫時過電壓，正常運行時的工頻過電壓等。因此，在中性點直接接地電網中110kV 變壓器中性點不接地時可能出現的過電壓形式主要有：雷電沖擊波侵入變壓器時造成變壓器中性點電位升高的雷電過電壓以及因110kV 接地系統故障形成局部不接地系統時的過電壓。

在實際工作中，雷電過電壓主要從輸電線路人侵的雷電波，在變壓器中性點上出現的最大過電壓幅值取決于變壓器的人口避雷器殘壓。如果110kV 系統單相接地時接地變壓器側斷路器跳閘.不接地變壓器側斷路器拒動，則系統形成局部不接地系統.此時的中性點過電壓值更高，其值近視為相電壓值.如果此非正常運行狀態持續保留在局部不接地系統中，該變壓器中性點的暫態過電壓會對分級絕緣的變壓器中性點的絕緣構成威脅，因此，應在變壓器中性點加裝間隙保護，防止變壓器絕緣的損壞.

二、110kV分級絕緣變壓器中性點絕緣過電

一般變壓器中性點不接地時中性點絕緣水平為全絕緣，不需要安裝避雷器，但在多雷區且單進線裝有消弧線圈的變壓器應在中性點加裝避雷器，其額定電壓與線端相同。一般變壓器部份接地時中性點絕緣水平只達到線端水平的一半，中性點按其絕緣水平的不同，應安裝相應保護水平的避雷器。在實際工作中，為留有裕度，可選取適當的裕度系數，此時耐受中性點出現的最大穩態電位，至少可在1000s 以上，具有足夠的裕度.對于變壓器l10kV 側中性點：（126/√3）×1.1×1.1×0.6=52.8（kV，有效值）。

在實際的工作中，經過試驗數據證明中性點部分接地時采用半絕緣的變壓器運行基本上是安全的，僅在斷路器出現非全相或嚴重不同期產生的鐵磁諧振過電壓可能危及中性點絕緣。不存在部分中性點不接地的變壓器，自然不會出現弧立的不接地電網，因此防“失地”的繼保裝置可以省略。眾所周知繼保裝置越簡單，可靠性越高。一般應與變壓器中性點絕緣水平相同。110kV變壓器中性點絕緣水平為35kV級時，小電抗絕緣水平也為35kV級，由于有充足的裕度，可省去避雷器。

1、防止變壓器絕緣損傷

測量電力變壓器的絕緣電阻和吸收比或極化指數，對檢查變壓器整體的絕緣狀況具有較高的靈敏度，能有效地檢查出變壓器絕緣整體受潮，部件表面受潮或臟污，以及貫穿性的缺陷。當絕緣貫穿于兩極之間時，測量其絕緣電阻時才會有明顯的變化。檢修需要更換絕緣件時，應采用符合制造廠要求，檢驗合格的材料和部件，并經干燥處理；此外在進行變壓器運行檢修時，要嚴禁蹬踩引線以及絕緣支架。

2、對于中性點避雷器保護的選擇

一般來說，對母線側避雷器選擇較為輕松，一般按照廠家生產使用的電壓等級選擇不會有什么問題，但中性點選擇卻是有較大的難度，各地方存在較多性點避雷器不匹配的問題并給予糾正。在實際工作中，選用中性點保護采用分級絕緣的變壓器。繞組中性點的絕緣水平比繞組首端的低。當變壓器設計為中性點必須接地運行時，中性點絕緣水平比首端低得多。當變壓器運行方式為中性點接地運行，也可在系統不失去接地情況下不接地運行，其中性點絕緣水平相對較高。

（1）單獨用避雷器保護方式

110kV變壓器中性點絕緣水平為60kV或38kV。60kV絕緣水平的中性點可用Y1W-73/200型避雷器，其直流1mA電壓103kV相當于73kV工頻峰值，中性點能承受1倍相電壓的短時工頻過電壓；其1kA殘壓為200kV，雷電耐壓水平可按U耐=1.1×（1.1U殘+15）kV，現殘壓為200kV，那么設備絕緣為258kV就可滿足要求。雷電耐受為300kV的絕緣使用225kV殘壓的避雷器也可滿足絕緣配合。

對于110kV變壓器，當中性點絕緣的沖擊耐受電壓小于或等于185kV時，即屬于標準分級絕緣結構的變壓器。對于中性點不接地的分級絕緣變壓器，當雷電波從線路侵入變壓站到達變壓器中性點以及系統單相接地、非全相運行，特別是伴隨產生變壓器勵磁電感與線路對地電容諧振時，會產生較高的雷電過電壓或工頻穩態過電壓，對分級絕緣變壓器中性點構成威脅，甚至使變壓器中性點絕緣損壞。

（2）混合絕緣技術

混合絕緣技術指一種在線圈高溫部位采用N 芳香聚□胺紙和層壓板，在變壓器其他不太熱的區域采用纖維素的技術。這種技術的開發使變壓器性能大幅度提高，同時提高了可靠性和減少了維護工作量。110kV、220kV是供電網絡的主要電壓等級，由于電壓很高，中性點一般采用直接接地方式，由于繼電保護整定配置及防止通訊干擾等方面的要求，為了限制單相短路電流，其中有部分變壓器采用中性點不接地方式。在這種運行方式下，由于雷擊、單相接地短路故障等會造成中性點過電壓，而且變壓器大多是分級絕緣，因此過電壓對中性點的絕緣造成很大威脅，必須對其設置保護裝置防止事故發生。

結束語

變壓器絕緣水平是能夠承受住運行中各種過電壓與長期最高工作電壓作用的水平。本文通過對中性點過電壓的種類以及高低和危害進行分析，將變壓器中性點避雷器、間隙保護和二次繼電保護結合起來作了合理配置和整定。目前在我國的電力系統中，大多都用非線性元件，即避雷器限制電力系統的過電壓水平。變壓器可有不同的試驗電壓。以絕緣水平是按絕緣配合決定的，用不同特性的避雷器保護變壓器時，也會產生不同的效果。因此，在實際工作中，工作人員要結合實際情況合理的進行110KV分級絕緣變壓器中性點絕緣的配合。

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