淺議變壓器中性點的運行方式

劉豐蓮

（國網(wǎng)技術(shù)學(xué)院，山東 泰安271000）

0 引言

電力系統(tǒng)的中性點是指三相繞組作星型連接的變壓器和發(fā)電機的中性點。我國電力系統(tǒng)廣泛采用的中性點接地方式有小電流接地系統(tǒng)、大電流接地系統(tǒng)兩種。其中，35kV及以下電壓等級采用小接地電流系統(tǒng)，110kV及以上電壓等級采用中性點直接接地系統(tǒng)。

1 6～35kV變電站

6～35kV配電網(wǎng)一般采用小電流接地方式，主要可分為以下兩種：不接地、經(jīng)消弧線圈接地。

中性點不接地方式適用于6～10kV單相接地故障時電容電流不大于30A或35kV單相接地故障時電容電流不大于10A的線路。此類系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時接地電流僅為電容電流且較小，故障點電弧可以自動熄滅，線電壓仍然平衡。故發(fā)生單相接地故障時，線路不跳閘，只發(fā)出接地信號，可繼續(xù)運行一段時間（一般規(guī)定不超過2h，某些新型電壓互感器規(guī)定不超過8h），以保證供電連續(xù)性，且對通訊的干擾也比較小。但發(fā)生單相接地后，非故障相電壓升高至線電壓，因此對設(shè)備的絕緣要求較高。發(fā)生單相接地后，應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)通過接地選線系統(tǒng)或由人工查找接地點并處理。

中性點經(jīng)消弧線圈接地適用于單相接地故障時電容電流較大，瞬時性單相接地故障較多的架空線路為主的配電網(wǎng)。發(fā)生單相接地時，接在中性點的消弧線圈的感性電流補償接地點流過的容性電流，使故障電流減小到電弧自熄，熄弧后故障點絕緣自行恢復(fù)，降低系統(tǒng)弧光接地過電壓的概率。與中性點不接地系統(tǒng)相同的是，線路發(fā)生單相接地時，不必立即跳閘，可帶單相接地故障運行2h。

2 110kV變電站

110kV及以上電壓等級采用中性點直接接地系統(tǒng)。110kV變電站主變的高壓側(cè)正常運行時中性點接地與否由調(diào)度決定。當110kV變電站為終端變電站時，為提高繼電保護的靈敏性，正常運行中變壓器一般采用中性點不接地運行方式。但在投運或停運變壓器時，中性點必須先接地，并投入相應(yīng)零序保護。原因如下：為使變壓器絕緣尺寸縮小，從而降低造價，110kV及以上變壓器大多采用分級絕緣（也稱半絕緣）結(jié)構(gòu)，即靠近中性點的繞組絕緣水平低于三相端部繞組的絕緣水平。若中性點不接地，變壓器投運或停運時斷路器的分合閘三相不同期會造成變壓器中性點出現(xiàn)過電壓，最高可達到相電壓甚至更高，損壞其繞組絕緣。中性點接地也可以限制各種操作過電壓。主變投入運行后，可按系統(tǒng)需要由調(diào)度決定中性點是否拉開。

3 220kV變電站

3.1 安排變壓器中性點接地方式的原則

變壓器中性點接地方式的安排應(yīng)盡量保持變電站的零序阻抗基本不變。接地點的數(shù)目和地點應(yīng)按繼電保護的整定要求決定。（1）若變電站只有一臺變壓器，則中性點應(yīng)直接接地。（2）高壓側(cè)采用雙母線并列運行的變電站有兩臺變壓器時，一般將一臺變壓器中性點直接接地，當該變壓器停運時，需將另一臺變壓器中性點直接接地。（3）若雙母線運行的變電站有三臺及以上變壓器，一般每組母線上有一臺中性點接地。

3.2 變壓器中性點接地刀閘的切換

220kV主變中性點裝設(shè)接地零序和（不接地）間隙零序保護，作為變壓器內(nèi)部繞組、引線及相鄰元件（母線或線路）接地故障的后備。若站內(nèi)兩臺主變壓器中性點需進行切換，總原則是保證電網(wǎng)不失去接地點，即采用先合后拉的方式，相應(yīng)的零序保護也應(yīng)切換。如某220kV變電站有兩臺主變T1、T2，正常運行時T1中性點接地，接地零序投入，間隙零序退出；T2中性點不接地，間隙零序投入，接地零序退出。切換兩臺變壓器的中性點應(yīng)按以下執(zhí)行：

（1）如圖1、圖2所示，若間隙保護用電流互感器接在變壓器中性點放電間隙與接地點之間，可按以下順序：1）投入T2的接地零序；2）合上T2的中性點刀閘；3）退出T2的間隙零序；4）投入T1的間隙零序；5）拉開T1的中性點刀閘；6）退出T1的接地零序。

圖1 接地零序、間隙零序用電流互感器分別裝設(shè)在中性點接地刀閘與接地點之間和間隙與接地點之間

圖2 接地零序、間隙零序用電流互感器分別裝設(shè)在中性線上和間隙與接地點之間

實踐中，圖1所示方式下，若中性點接地刀閘處于合位，間隙中無電流，間隙零序保護無法起到作用。同理，中性點接地刀閘處于合位時中性點才有電流，接地零序保護才能起作用。因此，正常情況下兩種保護的功能壓板均可處于投入狀態(tài)。但中性點零序用電流互感器（TA）需單獨裝設(shè)，不能采用主變壓器套管TA。

圖2為目前變電站常用方式。中性點零序TA無需單獨裝設(shè)，可采用主變壓器套管零序TA，更具有經(jīng)濟性。當中性點接地刀閘合上時，間隙中無電流，相當于自動退出。當中性點接地刀閘拉開時，為防止接地零序誤動作，應(yīng)退出接地零序。間隙保護壓板可始終投入，不必手動投切。

（2）若間隙零序、接地零序用TA都取自變壓器中性點套管電流互感器的不同二次繞組，中性點及相關(guān)保護的切換應(yīng)按以下順序：1）退出T2的間隙零序；2）合上T2的中性點刀閘；3）投入T2的接地零序；4）退出T1的接地零序；5）拉開T1的中性點刀閘；6）投入T1的間隙零序。

這種方式下，若間隙零序在投入位置，合上主變壓器中性點接地刀閘時，一旦發(fā)生單相接地，間隙零序電流互感器也通過零序電流。由于間隙零序電流整定值較小且時間短，間隙零序保護將誤動作。因此，為避免間隙零序過流保護誤動，應(yīng)在合變壓器的中性點地刀前先退出間隙零序保護。

4 330～750kV變電站

超高壓（330～750kV）變電站中，為了減小體積、方便運輸，多采用單相自耦變壓器。此類變壓器的高、中壓側(cè)為自耦星型連接，其中性點始終保持直接接地，不需人工拉合。其零序保護的配置按照規(guī)程執(zhí)行。

5 結(jié)語

綜上所述，35kV及以下變壓器中性點采用不接地或經(jīng)消弧線圈接地，110kV及以上采用中性點直接接地。220kV主變在進行中性點切換時，除了中性點刀閘應(yīng)先合后拉外，相應(yīng)壓板的投切應(yīng)根據(jù)間隙保護用電流互感器安裝地點的不同采取不同的操作順序。

［1］國家電網(wǎng)公司人力資源部.變電運行（110kV及以下）［M］.北京：中國電力出版社，2010.

［2］國家電網(wǎng)公司人力資源部.變電運行（220kV）下［M］.北京：中國電力出版社，2010.

［3］國家電力調(diào)度通信中心.電力系統(tǒng)繼電保護規(guī)定匯編［M］.2版.北京：中國電力出版社，2000.