基于110KV分級(jí)絕緣變壓器中性點(diǎn)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(zhèn)以及業(yè)供電系統(tǒng)中主要應(yīng)用110KV變壓器，在實(shí)際工作中為防止雷電過電壓以及操作過電壓對(duì)中性點(diǎn)絕緣造成破壞，工作人員在變電站設(shè)計(jì)中都要將過電壓保護(hù)和二次繼電保護(hù)相配合。本文就110KV分級(jí)絕緣變壓器中性點(diǎn)絕緣配合問題進(jìn)行了深入的分析探討，以供同仁參考。

關(guān)鍵詞：110KV分級(jí)絕緣變壓器；性點(diǎn)絕緣；配合；探討

目前我國的電力系統(tǒng)所使用的變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)主要有全絕緣結(jié)構(gòu)以及分級(jí)絕緣結(jié)兩種。全絕緣結(jié)構(gòu)中性點(diǎn)的絕緣水平大致與三相端部出線電壓等級(jí)的絕緣水平相同，因此它主要應(yīng)用于絕緣要求較高的小接地電流接地系統(tǒng)，在我國主要是35KV及以下電壓的系統(tǒng)。除此之外就是分級(jí)絕緣結(jié)構(gòu)，分級(jí)絕緣結(jié)構(gòu)的中性點(diǎn)的絕緣水平較低，目前分級(jí)絕緣的變壓器已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于110KV及上電壓等級(jí)電網(wǎng)電力系統(tǒng)，采用分級(jí)絕緣的變壓器能夠有效的減少內(nèi)絕緣尺寸，大大的縮小整個(gè)變壓器的尺寸，能夠節(jié)約造價(jià)。

一、變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)的過電壓分析

對(duì)于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的變壓器，其中性點(diǎn)可能出現(xiàn)的過電壓包括雷電過電壓，操作過電壓，暫時(shí)過電壓，正常運(yùn)行時(shí)的工頻過電壓等。因此，在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中110kV 變壓器中性點(diǎn)不接地時(shí)可能出現(xiàn)的過電壓形式主要有：雷電沖擊波侵入變壓器時(shí)造成變壓器中性點(diǎn)電位升高的雷電過電壓以及因110kV 接地系統(tǒng)故障形成局部不接地系統(tǒng)時(shí)的過電壓。

在實(shí)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(diǎn)上出現(xiàn)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(tǒng)單相接地時(shí)接地變壓器側(cè)斷路器跳閘.不接地變壓器側(cè)斷路器拒動(dòng)，則系統(tǒng)形成局部不接地系統(tǒng).此時(shí)的中性點(diǎn)過電壓值更高，其值近視為相電壓值.如果此非正常運(yùn)行狀態(tài)持續(xù)保留在局部不接地系統(tǒng)中，該變壓器中性點(diǎn)的暫態(tài)過電壓會(huì)對(duì)分級(jí)絕緣的變壓器中性點(diǎn)的絕緣構(gòu)成威脅，因此，應(yīng)在變壓器中性點(diǎn)加裝間隙保護(hù)，防止變壓器絕緣的損壞.

二、110kV分級(jí)絕緣變壓器中性點(diǎn)絕緣過電

一般變壓器中性點(diǎn)不接地時(shí)中性點(diǎn)絕緣水平為全絕緣，不需要安裝避雷器，但在多雷區(qū)且單進(jìn)線裝有消弧線圈的變壓器應(yīng)在中性點(diǎn)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(shí)中性點(diǎn)絕緣水平只達(dá)到線端水平的一半，中性點(diǎn)按其絕緣水平的不同，應(yīng)安裝相應(yīng)保護(hù)水平的避雷器。在實(shí)際工作中，為留有裕度，可選取適當(dāng)?shù)脑６认禂?shù)，此時(shí)耐受中性點(diǎn)出現(xiàn)的最大穩(wěn)態(tài)電位，至少可在1000s 以上，具有足夠的裕度.對(duì)于變壓器l10kV 側(cè)中性點(diǎn)：（126/√3）×1.1×1.1×0.6=52.8（kV，有效值）。

在實(shí)際的工作中，經(jīng)過試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明中性點(diǎn)部分接地時(shí)采用半絕緣的變壓器運(yùn)行基本上是安全的，僅在斷路器出現(xiàn)非全相或嚴(yán)重不同期產(chǎn)生的鐵磁諧振過電壓可能危及中性點(diǎn)絕緣。不存在部分中性點(diǎn)不接地的變壓器，自然不會(huì)出現(xiàn)弧立的不接地電網(wǎng)，因此防“失地”的繼保裝置可以省略。眾所周知繼保裝置越簡(jiǎn)單，可靠性越高。一般應(yīng)與變壓器中性點(diǎn)絕緣水平相同。110kV變壓器中性點(diǎn)絕緣水平為35kV級(jí)時(shí)，小電抗絕緣水平也為35kV級(jí)，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(cè)量電力變壓器的絕緣電阻和吸收比或極化指數(shù)，對(duì)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(dāng)絕緣貫穿于兩極之間時(shí)，測(cè)量其絕緣電阻時(shí)才會(huì)有明顯的變化。檢修需要更換絕緣件時(shí)，應(yīng)采用符合制造廠要求，檢驗(yàn)合格的材料和部件，并經(jīng)干燥處理；此外在進(jìn)行變壓器運(yùn)行檢修時(shí)，要嚴(yán)禁蹬踩引線以及絕緣支架。

2、對(duì)于中性點(diǎn)避雷器保護(hù)的選擇

一般來說，對(duì)母線側(cè)避雷器選擇較為輕松，一般按照廠家生產(chǎn)使用的電壓等級(jí)選擇不會(huì)有什么問題，但中性點(diǎn)選擇卻是有較大的難度，各地方存在較多性點(diǎn)避雷器不匹配的問題并給予糾正。在實(shí)際工作中，選用中性點(diǎn)保護(hù)采用分級(jí)絕緣的變壓器。繞組中性點(diǎn)的絕緣水平比繞組首端的低。當(dāng)變壓器設(shè)計(jì)為中性點(diǎn)必須接地運(yùn)行時(shí)，中性點(diǎn)絕緣水平比首端低得多。當(dāng)變壓器運(yùn)行方式為中性點(diǎn)接地運(yùn)行，也可在系統(tǒng)不失去接地情況下不接地運(yùn)行，其中性點(diǎn)絕緣水平相對(duì)較高。

（1）單獨(dú)用避雷器保護(hù)方式

110kV變壓器中性點(diǎn)絕緣水平為60kV或38kV。60kV絕緣水平的中性點(diǎn)可用Y1W-73/200型避雷器，其直流1mA電壓103kV相當(dāng)于73kV工頻峰值，中性點(diǎn)能承受1倍相電壓的短時(shí)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(xiàn)殘壓為200kV，那么設(shè)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(duì)于110kV變壓器，當(dāng)中性點(diǎn)絕緣的沖擊耐受電壓小于或等于185kV時(shí)，即屬于標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)絕緣結(jié)構(gòu)的變壓器。對(duì)于中性點(diǎn)不接地的分級(jí)絕緣變壓器，當(dāng)雷電波從線路侵入變壓站到達(dá)變壓器中性點(diǎn)以及系統(tǒng)單相接地、非全相運(yùn)行，特別是伴隨產(chǎn)生變壓器勵(lì)磁電感與線路對(duì)地電容諧振時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較高的雷電過電壓或工頻穩(wěn)態(tài)過電壓，對(duì)分級(jí)絕緣變壓器中性點(diǎn)構(gòu)成威脅，甚至使變壓器中性點(diǎn)絕緣損壞。

（2）混合絕緣技術(shù)

混合絕緣技術(shù)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(qū)域采用纖維素的技術(shù)。這種技術(shù)的開發(fā)使變壓器性能大幅度提高，同時(shí)提高了可靠性和減少了維護(hù)工作量。110kV、220kV是供電網(wǎng)絡(luò)的主要電壓等級(jí)，由于電壓很高，中性點(diǎn)一般采用直接接地方式，由于繼電保護(hù)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(diǎn)不接地方式。在這種運(yùn)行方式下，由于雷擊、單相接地短路故障等會(huì)造成中性點(diǎn)過電壓，而且變壓器大多是分級(jí)絕緣，因此過電壓對(duì)中性點(diǎn)的絕緣造成很大威脅，必須對(duì)其設(shè)置保護(hù)裝置防止事故發(fā)生。

結(jié)束語

變壓器絕緣水平是能夠承受住運(yùn)行中各種過電壓與長(zhǎng)期最高工作電壓作用的水平。本文通過對(duì)中性點(diǎn)過電壓的種類以及高低和危害進(jìn)行分析，將變壓器中性點(diǎn)避雷器、間隙保護(hù)和二次繼電保護(hù)結(jié)合起來作了合理配置和整定。目前在我國的電力系統(tǒng)中，大多都用非線性元件，即避雷器限制電力系統(tǒng)的過電壓水平。變壓器可有不同的試驗(yàn)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(hù)變壓器時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生不同的效果。因此，在實(shí)際工作中，工作人員要結(jié)合實(shí)際情況合理的進(jìn)行110KV分級(jí)絕緣變壓器中性點(diǎn)絕緣的配合。

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