110kV變壓器中性點保護及變電管理運行探討

陳達毅

湛江港(集團)股份有限公司，廣東 湛江 524019

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110kV變壓器中性點保護及變電管理運行探討

陳達毅*

湛江港(集團)股份有限公司，廣東 湛江 524019

在目前我國的變壓器主要有110kV或者220kV級別的，但是在對其裝設的中性點以及其間的間隙并沒有很好的保護措施，若終端變壓器中性點間隙搶先放電而無法實現持續放電，中性點就會出現因沒接地而出現故障電網，而隨著社會主義現代化建設的發展，變電運行逐漸成為維持社會安穩快速發展的基石，因此需要加強對變電管理運行方面的建議，本文通過分析希望可以對中性點的保護進行研究，提出一定的措施與方案，并通過對管理的研究，可以有效的促進變電站的管理，切實有效的控制電路輸送問題以及人員安排問題，使得變電站的發展更為有序。

110kV變壓器；中性點；故障處理對策；變電管理運行

而中性點的有效連接與接地往往是安全因素的關鍵所在，這是一類綜合性的選擇，涉及到安全可靠性與成本經濟性，是電力系統實現安全與經濟運行的基礎，本文便主要從110kV變壓器中性點保護措施探討，并擬定出變電站管理運行措施，希望可以對相關的行業有一點幫助。

一、雷擊閃絡理論分析

(一)現狀與簡介

我國目前的變電站中性點的運行方式主要有兩種，一是直接接地，二是經低阻抗接地。在一般情況下，110kV變壓器中前者的安全穩定水平低于后者，因為會有單向接地短路電流的產生，因此會干擾到通信信號，從而大部分的110kV變壓器的中性點不直接進行接地運行模式。

(二)110kV變壓器中性點絕緣分析

目前大多數的技術手段是采用分級的方式進行110kV變壓器的中性點絕緣的，一般按35/44/60kV進行分段，而其中60kV是目前變電站主要使用的分度，因為不同的絕緣分級中的絕緣效果不同，因此需要進行分別的生產，其中60kV等級的電壓需要的最小工頻耐壓值為119-140kV，而全波沖擊耐壓則為195-325kV，而越高的分級，則其最小與最大耐壓值會逐漸增大，但是這些數值僅是在實驗理想情況下的參考數值，在實際情況下還需要考慮可能會出現絕緣老化等現象，因此絕緣耐壓值需要取一定的系數來保證在實際情況下的安全。

二、變壓器保護原理

(一)原理簡述

當中性點接地電網出現了短路事件時，通常利用對稱分量的方式將電流與電壓分解為正序、負序以及零序分量。在電網中，零序電流可以當做一個故障點，它需要變壓器的中性點來使之構成回路，在電路中正向零序電流方向是指母線流向故障點的方向，而正向零序電壓則是指高于地面的電壓。

(二)零序電流特點

電網零序分量的特性有四個方面。第一，中性點處零序電壓為零，因此最高電壓點為故障點，故障點至中性點電壓逐漸降低。第二，雖然規定的零序電流方向為母線流向故障點，但是由于實際情況為零序電流從故障點流向母線，因此總為負數。第三，在已經發生故障的線路中，零序功率的方向是與規定的方向相反的，因此也恒為負數。第四，根據電路與原理可以推導出公式，Zb10為變壓器的零序阻抗，該處的阻抗角為該處的零序電流與零序電壓之間的相位差，且與故障點的位置無關。

(三)外部接地短路保護措施原理

變壓器中性點接地網絡中會出現短路狀況，因此需要安裝零序電流保護，結構分為兩段，每段自帶兩個時限，以較短時限動作于縮小故障影響范圍，以較大時限動作于斷開變壓器，且零序方向原件的選擇與安裝需要根據自耦變壓器和變壓器中性點接地的繞組方式來進行。當電網中有一部分接地短路時，中性點接地處變壓器跳開，而不接地的變壓器仍能夠帶著故障正常運行，使得保護措施啟動，從而在允許的條件下帶著故障繼續運行。

三、故障的處理對策

在變電站進行工作的過程中，鐵芯中的引線電流極其不穩定，操作者應加大色譜分析以及帶電測量的一些工作。在某一次中的周期性檢測中可以發現其鐵芯絕緣僅為二十七歐姆，之后對鐵芯之下的引線電流進行測量，其結果發現有很多的數據均超出了一安培，其最大的數值近達2.6安培。通過采用鉗型的電流表對引線下的鐵芯電流進行測量，其電流數值為0.2至2.6安培，通過對這一鐵芯中的引線回路增添一些限流電阻，使其電流被限制在一安培以下。在變電站中110KV變壓器，通過對其安置限流電阻之前，其引線中的電流僅為0.2至2.6A，當增添二十歐姆電阻之后，它的電流均在30至80毫安之間，而沒有大于1安培，則結果表明這一限流電阻是比較合適的。

通常狀況下，對于110kv的變壓器而言，其漏磁的概率是比較小，通過采用鉗型的電流表對其進行測量，就可以滿足這一要求。假如這一變壓器的漏磁比較大的話，通過采用鉗型電流表對鐵芯的電流進行測量具有較大的誤差，容易引發一些誤判。然而對于一些功率比較大的變壓器來說，通過采用鉗型的電流表對其進行測量是不能夠滿足要求的，通常需要在鐵芯中采用串聯的方式方法對其進行測量，這樣的話就可以減少漏磁的影響，進而避免一些不必要的誤判。

在變壓器鐵芯當中，其多點接地是當前最為常見的一種故障，然而在變壓器進行運作的時候，要是發現變壓器中產生了多點接地的故障，此時應立刻停電對鐵芯中的絕緣電阻進行測量，并對其進行取樣及其色譜分析，之后對其進行以下一些步驟的分析和處理。其一，通過采用充放電的方法對其進行處理三到五次，要是達到了擊穿異物的主要目的的話，要是這一故障被消除了，則變壓器方可以進行投入到運作中去。當變壓器在運作了一段時間時，應通過采用電流測量的方式方法對鐵芯進行測量，要是電流小于兩百毫安，乙炔沒有出現而總烴在上升則表明該現象處于安全狀態；其二，要是采用電容器中的充放電法依舊是難以將故障排除時，應采用萬能表對其進行測量，并判斷其何種阻值接地；其三，當故障在沒有進行處理之前，加強對其對鐵芯阻值的測量工作，并觀看其油中顯示的氣體變化，要是一旦出現了乙炔，則表明鐵芯中的絕緣發生了變化，此時應減少檢測的周期，并確保變壓器的正常運行。

[1]王云偉.變電站危險點及控制措施[J].農村電氣化，2017(01)：58.

[2]周海東.110kV變壓器鐵芯多點接地故障的處理對策[J].工程技術：全文版，2016(11)：179.

陳達毅(1986-)，男，廣東湛江人，本科，湛江港(集團)股份有限公司，工程技術管理員，研究方向：電氣工程及自動化。

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1006-0049-(2017)15-0235-01