110kV變壓器間隙零序保護(hù)動(dòng)作探析

【摘要】110千伏變壓器間隙零序保護(hù)動(dòng)作，是110千伏變壓器在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)運(yùn)行障礙的時(shí)候，自動(dòng)實(shí)行的一種保護(hù)動(dòng)作，本文通過(guò)介紹實(shí)例，分析了110千伏變壓器間隙零序保護(hù)的主要?jiǎng)幼髟?，以及分析了間隙零序保護(hù)動(dòng)作的全過(guò)程和提高得措施。

【關(guān)鍵詞】110千伏變壓器；間隙零序保護(hù)動(dòng)作；原理

110千伏變壓器屬于大功率的設(shè)備，在運(yùn)行的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)中性點(diǎn)電壓升高造成中性點(diǎn)絕緣損壞故障現(xiàn)象，為了避免這些故障造成對(duì)企業(yè)和工作人員的危害，在變壓器中性點(diǎn)安裝一個(gè)放電間隙，放電間隙的另一端接地。當(dāng)中性點(diǎn)電壓升高至一定值時(shí)，放電間隙擊穿接地，保護(hù)了變壓器中性點(diǎn)的絕緣安全。這種方法是目前解決這個(gè)現(xiàn)象的主要方法。

1、事故概述

故障的運(yùn)行方式：某電站變1、2號(hào)主變壓器正常運(yùn)行。110千伏中性點(diǎn)隔離開關(guān)合在啟動(dòng)中使隔離點(diǎn)開關(guān)關(guān)閉，這樣在把中性點(diǎn)隔離開關(guān)斷開；使斷路器能夠正常運(yùn)行，對(duì)于110kV一號(hào)和二號(hào)母經(jīng)母聯(lián)112斷路器并列運(yùn)行，在各個(gè)鏈路斷路器濟(jì)進(jìn)行互感器母運(yùn)行時(shí)，這樣能夠各個(gè)系統(tǒng)能偶正常運(yùn)行，進(jìn)行出線運(yùn)行。

2、事故經(jīng)過(guò)

某供電局供電線路發(fā)生故障，通過(guò)對(duì)保護(hù)動(dòng)作報(bào)告的研究，確定事故等級(jí)為A級(jí)，是由于永久性接地故障引起整個(gè)線路發(fā)生故障。整個(gè)線路處于零序I段。實(shí)施保護(hù)動(dòng)作后，重合閘動(dòng)作，重合到故障點(diǎn)后，1跳開斷路器，這樣就造成了110千伏變壓器啟動(dòng)了主變高壓側(cè)間隙零序保護(hù)動(dòng)作，跳開線路中的斷路器，這樣就造成了變電站全站失點(diǎn)。

3、變壓器間隙零序保護(hù)動(dòng)作構(gòu)成原理

這種變壓器間隙零序保護(hù)工作應(yīng)用在110千伏變壓器中，主要是為防止變壓器在工作過(guò)程中，電壓對(duì)變壓器在工作過(guò)程中產(chǎn)生的危害，這種110千伏便也器在工作中，其中的中性點(diǎn)采用不接地進(jìn)行放電間隙保護(hù)。這種放電間隙裝置一般都安裝在變壓器的中性點(diǎn)與地線連接之間。

如果變壓器系統(tǒng)發(fā)生了接地故障，對(duì)于這個(gè)相關(guān)的中性點(diǎn)就會(huì)直接接地，這樣110千伏變壓器就會(huì)全部跳閘，但是與電源連接的中性點(diǎn)，如果不接地變壓器這種故障現(xiàn)象仍然保存在電網(wǎng)中，會(huì)使整個(gè)電網(wǎng)零序電壓值升高，直到零序電壓值升高到接近變壓器額定電壓為止。

這樣會(huì)導(dǎo)致變壓器中的絕緣材料受到很大的傷害，會(huì)在一定的放電間隙中進(jìn)行放電，所以多數(shù)采用降低連接地面的對(duì)地電壓，利用這種方式能夠防止變壓器絕緣損壞程度。如果在變壓器在放電間隙中不能夠長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)電流，需要通過(guò)間隙零序進(jìn)行電流保護(hù)，將變壓器從故障電網(wǎng)直接切換出來(lái)，這切換過(guò)程如圖所示。

這個(gè)過(guò)程主要是當(dāng)放電間隙擊穿防護(hù)以后進(jìn)行直接接地，通過(guò)放電間隙處的地方會(huì)出有電流流出，這個(gè)電流相當(dāng)于中性結(jié)點(diǎn)的電流，利用這股電流能夠直接啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，使變壓器直接跳開。

4、間隙零序保護(hù)動(dòng)作工作原理

當(dāng)故障發(fā)生的時(shí)候，110千伏變壓器的中性點(diǎn)，利用不接地的變壓器，工作過(guò)程中使某個(gè)結(jié)點(diǎn)的電壓迅速升高，這樣使中性結(jié)點(diǎn)的絕緣物質(zhì)損壞，這樣就把變壓器中性結(jié)點(diǎn)安裝一個(gè)放電間隙，一端直接與變壓器相連，另一端接地，變壓器中性點(diǎn)電壓升高到一定數(shù)值的時(shí)候，出現(xiàn)變壓器絕緣物質(zhì)損壞，這樣就能夠擊穿放電間隙直接接地，利用這種方式能夠保證變壓器工作更加穩(wěn)定。不會(huì)對(duì)變壓器造成損害。

5、保護(hù)動(dòng)作分析

從上述案例過(guò)程進(jìn)行分析，能夠發(fā)現(xiàn)間隙零序動(dòng)作啟動(dòng)之前，110千伏的側(cè)母線的三相電壓數(shù)值最大值能夠達(dá)到14.7伏，工作中C相最大值會(huì)達(dá)到15.7伏，這樣就出現(xiàn)了電壓特性異常的狀況，因?yàn)檎Ｇ闆r下故障切除電壓的數(shù)字是很低的，所以對(duì)于圖中的A相短路后直接接地，這樣能夠保證其他B、C相兩相電壓能夠處在正常值的狀態(tài)，所以在進(jìn)行故障切除以后，其中三相電壓的數(shù)值為0。

對(duì)應(yīng)電氣一次設(shè)備聯(lián)絡(luò)圖，當(dāng)發(fā)生永久性接地故障的時(shí)候，在線路中要啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，如果這個(gè)過(guò)程中某個(gè)變壓器由于電壓升高時(shí)間隙被擊穿，就會(huì)出現(xiàn)主變壓器間隙保護(hù)動(dòng)作開始進(jìn)行，如果出現(xiàn)110千伏便也出現(xiàn)反電動(dòng)勢(shì)，這樣就能夠由接地故障出現(xiàn)沒(méi)有全部切除的效果，放電間隙的保護(hù)動(dòng)作不能夠及時(shí)進(jìn)行，如果出現(xiàn)放電間隙電流達(dá)到一個(gè)整定值的時(shí)候，就不能夠啟動(dòng)間隙零序電流保護(hù)動(dòng)作。如果延時(shí)0.5s保護(hù)動(dòng)作，跳開高壓就能夠直接切除故障。

6、保護(hù)誤動(dòng)分析

保護(hù)誤動(dòng)作也是主變間隙在進(jìn)行工作工程中的配合性工作。這種方式主要應(yīng)用在出現(xiàn)雷電，或者電壓作用比較強(qiáng)的過(guò)程，這種避雷作用的工作過(guò)程是在電壓作用時(shí)，避雷器發(fā)生動(dòng)作，間隙不出現(xiàn)動(dòng)作；在內(nèi)部過(guò)電壓作用時(shí)，避雷器不動(dòng)作，間隙動(dòng)作。避雷間隙之間尺寸大小的會(huì)由電壓和雷電波的強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)定，如果出現(xiàn)多雷的情況，整個(gè)線路在變電站近區(qū)出現(xiàn)線路單相接地的狀況，這樣對(duì)于大氣與內(nèi)部過(guò)電壓會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，這樣就使電壓不能夠顯示出數(shù)值，這兩種方式在電壓通過(guò)疊加形式，會(huì)直接導(dǎo)致主變壓器的間隙被擊穿，導(dǎo)致變壓器最終跳閘，另一方面在如果有條件可以做一下?lián)舸?shí)驗(yàn)，這樣能夠確定電壓值與變壓器的耐受能力，利用電壓值進(jìn)行對(duì)比，考慮是否能在規(guī)程規(guī)定范圍內(nèi)適當(dāng)放大間隙距離。

7、提高間隙零序保護(hù)動(dòng)作可靠性措施

上文中我們敘述了關(guān)于間隙零序保護(hù)動(dòng)作的主要原理和運(yùn)作過(guò)程，以及誤保護(hù)動(dòng)作的原理分析，通過(guò)一定的數(shù)據(jù)分析能夠總結(jié)出變壓器可靠性的措施，首先在變壓器中性點(diǎn)出現(xiàn)放電間隙誤擊穿的時(shí)候，一般會(huì)出現(xiàn)上文章中所敘述的保護(hù)誤動(dòng)作的現(xiàn)象出現(xiàn)。這樣為了能夠提高間隙保護(hù)的工作可靠性保證，這樣才能夠正確的整理放電間隙情況和放電間隙距離，這種做法是非常重要措施。這種做法主要表現(xiàn)在三個(gè)方面。

第一方面，要在計(jì)算放電間隙之前，確定影響變壓器中性結(jié)點(diǎn)的因素，要根據(jù)變壓器所在系統(tǒng)的影響因素，來(lái)確定零序阻抗的大小值，在計(jì)算電力系統(tǒng)發(fā)生了接地故障的時(shí)候，要確定失去中性點(diǎn)接地時(shí)的時(shí)候是否會(huì)傷害到住變壓器的中性點(diǎn)的絕緣物質(zhì)，如果不會(huì)出現(xiàn)傷害的問(wèn)題，就要根據(jù)沖擊過(guò)電壓，進(jìn)行選擇放電間隙出現(xiàn)的間隙距離。

第二方面，對(duì)于放電間隙距離的選擇，應(yīng)根據(jù)變壓器絕緣材料的等級(jí)、中性點(diǎn)能承受的電壓能力的大小，來(lái)采用的放電間隙類型計(jì)算確定數(shù)值。最后為了能夠提高間隙保護(hù)的性能，間隙電流互感器的變比值應(yīng)該相應(yīng)的減少。

第三方面，由這樣變壓器零序保護(hù)所用的零序電流互感器較大，故間隙電流互感器應(yīng)單獨(dú)設(shè)置。這樣才能夠保證間隙零序保護(hù)動(dòng)作可靠性。

結(jié)束語(yǔ)

間隙零序保護(hù)動(dòng)作是保護(hù)變壓器在受到高電壓的時(shí)候，整個(gè)設(shè)備不會(huì)被傷害，在進(jìn)行使用的時(shí)候一定要明確間隙零序保護(hù)動(dòng)作的構(gòu)成原理和工作原理，這樣才能夠使這項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用中起到良好的效果。