淺談主變壓器中性點(diǎn)間隙擊穿零序保護(hù)誤動的分析與建議

鄧杰

摘 要：攀枝花山區(qū)因多發(fā)雷雨天氣常引發(fā)電網(wǎng)單相接地故障，而在某次110kV有效接地系統(tǒng)單相接地故障中，這一故障引發(fā)了升壓站110kV出線零序Ⅰ段保護(hù)越級誤動作，為此本文選擇了這一故障實(shí)例作為研究對象，并對這一誤動作展開了分析并提出了防誤動改進(jìn)建議，經(jīng)過現(xiàn)場應(yīng)用這一建議取得了較好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：攀枝花；繼電保護(hù)；保護(hù)間隙；單相接地

對于110kV有效接地系統(tǒng)單相接地故障來說，這一故障很容易因中性點(diǎn)放電間隙擊穿為零序電流提供通路通路，并引發(fā)線路零序保護(hù)誤動，而為了盡可能避免這一誤動的出現(xiàn)，正是本文就主變壓器中性點(diǎn)間隙擊穿零序保護(hù)誤動分析與建議展開具體研究的原因所在。

1 故障實(shí)例

在本文研究中，筆者選擇了攀枝花山區(qū)某次110kV有效接地系統(tǒng)單相接地故障作為研究對象，這一故障發(fā)生時(shí)出現(xiàn)了升壓站110kV出線零序Ⅰ段保護(hù)越級誤動作，斷路器跳閘。

2 保護(hù)動作分析

為了能夠更為深入對故障進(jìn)行分析，我們首先需要進(jìn)行保護(hù)動作的分析，而通過現(xiàn)場檢查，筆者確定了保護(hù)裝置報(bào)文與遙信正確、錄波器錄波完整、定值核對正確、中性點(diǎn)間隙存在放電痕跡。

為了更為深入進(jìn)行這一故障中保護(hù)動作的分析，筆者開展了零序分量分析，而通過這一分析筆者發(fā)現(xiàn)了故障發(fā)生時(shí)Ⅱ線零序電流值超過整定值，這就使得Ⅰ段保護(hù)動作方向與動作值得到了滿足，出口因此跳閘[1]。

3 變壓器中性點(diǎn)過電壓與間隙擊穿分析

在完成故障保護(hù)動作分析后，我們還需要就變壓器中性點(diǎn)過電壓與間隙擊穿展開分析，這里筆者假定電網(wǎng)某一項(xiàng)在Uφ時(shí)發(fā)生接地故障，Uφ代表最大運(yùn)行相電壓，由此我們就能夠得出中性點(diǎn)暫態(tài)電壓最大值與故障點(diǎn)零序電壓穩(wěn)態(tài)值，即

U′0=K2+K（1+γ）Uφ、U0S=K2+KUφ，而將K這一不平衡系數(shù)分別取3、5、∞進(jìn)行計(jì)算后筆者發(fā)現(xiàn)，在有效接地故障系統(tǒng)的故障中，間隙擊穿源于暫態(tài)過電壓，而這一暫態(tài)過電壓可能源自單相跳閘也可能源自線路單相接地，這一故障與主變壓器中性點(diǎn)工頻穩(wěn)態(tài)電壓不存在關(guān)系。

4 間隙距離及間隙零序保護(hù)時(shí)限校核

在完成變壓器中性點(diǎn)過電壓與間隙擊穿分析后，我們還需要進(jìn)行間隙距離及間隙零序保護(hù)時(shí)限校核的分析，這一環(huán)節(jié)的分析主要由以下幾方面組成。

1）母線電壓計(jì)算。

結(jié)合本文研究的故障實(shí)例，為了能夠更為透徹進(jìn)行該故障的分析，我們就需要計(jì)算故障所在升壓站110kV母線電壓，而假設(shè)這一故障的不同故障處并結(jié)合整定計(jì)算軟件進(jìn)行仿真，我們就能夠得到不同故障處母線電壓。

2）并聯(lián)間隙的選擇方法。

在完成母線電壓計(jì)算后，我們還需要確定并聯(lián)間隙的選擇方法，而考慮到UCP區(qū)間內(nèi)放電的概率為99.7%，由此筆者將σ值取0.03，這里的σ代表的是空氣間隙工頻擊穿電壓標(biāo)準(zhǔn)偏差，而由此結(jié)合間隙并聯(lián)避雷器整定原則，這一并聯(lián)間隙的選擇就需要遵循：

UbcK1K2U0S′1-3σ