变压器零序保护存在的问题分析

摘要：零序保护受变压器中性点接地方式影响极大，规程规定变压器中性点接地方式的安排应尽量保持变电站的零序阻抗不变。基本原则是变电站只有1 台变压器、自耦变压器及绝缘有要求的变压器中性点直接接地运行；两台变压器应只将其中1 台中性点直接接地运行，当该变压器停运时，将另1 台中性点不接地的变压器改为直接接地。本文就来以110kV变压器中性点接地方式对于零序保护过程中存在的问题，并且针对这些问题提出相应的解决方案及措施。 关键词：变压器；中性点；接地方式；零序保护；措施 1.变压器的接地方式

变压器的接地方式一般分为三种，不接地、直接接地以及经电抗器接地三种接地方式。其中直接接地又被分成两种接地方式，一种是部分接地的方法，另一种是全部接地的方法。经电抗器接地方式也有被分成两种接地的方式，消弧线圈接地方法，还有就是经小电抗接地方法。由于变压器中性点不一样的接地方式会产生不一样的电压值，这就造成了过电压的保护方案也不尽相同。

变电站中有许多台变压器，在变压器在工作的过程中，部分接地方式是使用较多的一种接地方式，中性点不接地的接地方式的变压器，它的外部故障的保护，一般是使用零序互跳保护还有就是中性点间隙保护。 2.变压器中性点部分接地方式的不利方面 2.1避雷器的选择难度大

变压器中性点的保护方式一般是薛勇避雷器和间隙并列运行的保护方式，选择这样的保护方式一般是为了兼顾到防雷和内过电压。避雷器在工作过程中要按要求进行，一般而言，在雷电过电压下避雷器是处于动作的状态，而避雷器处于不运作的状态应该是在工频或者内部过电压下。目前在我国国内市场对于灭弧电压要高，冲击放电压要低的避雷器很难找到。 2.2继点保护选择难度大

变压器的中性点部分接地方式的接地电网都有继点保护的装置，这种继电保护就是避免出弧立不接地状态发生时候的继电保护。零序过压、间隙过流是它的表现形式，这样的保护方式并不可靠，在电网出现问题时，与有问题线路没有关系的主变间隙过流动作跳闸，再者就是，供电线路出现问题时，受电端主零序过压先一步跳闸。

2.3间隙距离难选

产生失地的时候要动作，有地时要发生单相接地故障不动作，这是对间隙的具体要求。而这样动作的产生就是靠着控制间隙的距离。而间隙距离的选择要考虑到两个方面，一是棒间隙放电电压分散性是非常大的，这是因为它露在大气中的原因，二是空气间隙放电与固体沿面放电的联系。 3变压器零序保护存在的问题

在有效接地系统中，变压器中性点对地偏移电压被限制在一定的水平，中性点间隙保护不会产生作用。配置间隙保护的目的，是为了防止非有效接地系统中零序电压升高对变压器绝缘造成的危害。只有当系统发生单相接地故障，有关的中性点直接接地变压器全部跳闸，而带电源的中性点不接地变压器仍保留在故障电网中时，放电间隙才放电，以降低对地电压，避免对变压器绝缘造成危害。间隙击穿会产生截波，对变压器匝间绝缘不利，因此，在单相接地故障引起零序电压升高时，我们更希望由零序过电压保护完成切除变压器的任务。相反，间隙电

流保护则存在一定程度的偶然性，可能因种种原因使间隙电流保护失去作用，从这个意义讲，对于保护变压器中性点绝缘而言，零序过电压保护比间隙电流保护更重要，零序过电压保护通常和间隙电流保护一起共同构成变压器中性点绝缘保护。所以仅设置间隙电流保护而没有零序过电压保护是不够完善的，特别是当间歇性击穿时，放电电流无法持续，间隙电流保护将不起作用。

目前已经投运的110kV变电站，大多数只装设中性点棒间隙而没有相应的保护，这种配置有弊无利，当电网零序电压升高到接近额定相电压时，所有中性点不接地的变压器均同时感受到零序过电压。如果没有采用间隙过流保护的终端变压器中性点间隙抢先放电，当无法持续放电时，则带电源的中性点不接地变压器将无法脱离故障电网。因此，对于低压侧无电源的终端变压器，如果没有配置完整的间隙电流保护及零序过电压保护，应解除中性点棒间隙或人为增大间隙距离，避免间隙抢先放电。

对于内桥接线的变电站，中性点接地变压器零序电流第一时限跳900和100母分不是最佳的方案。由于在低压侧并列运行时，跳900开关后多损失一段母线，同时中性点不接地变压器低压侧开关仍运行，在目前没有零序过电压保护的情况下，若因10kV转电等原因存在临时低压电源，则不接地变压器就存在过电压的危险。

首先是要确保110kV系统为有效接地系统。防止误操作是最根本的办法，保证电源端变压器110kV侧中性点有效接地。如果保护整定许可，可以将电源侧2台并列运行的变压器中性点同时接地。

带电源变压器失去接地中性点后可能成为非有效接地系统，因此，对于电源端变压器或者将来可能带电源的变压器，在设计阶段就应考虑配置完整的中性点间隙保护，包括中性点零序过电流保护，中性点间隙电流保护以及母线开三角零序电压保护。

在110kV馈出线路上，不论并接几台变压器，在电源侧中性点接地的情况下，各终端变压器中性点可以不接地运行。在实际运行中，为防止可能出现的不安全因素，可安排其中一台中性点接地，在选择接地中性点时，可按以下顺序考虑：首先选择低压侧临时带电源的变压器，其次考虑高压侧没有断路器的变压器，最后选择离电源端距离最短的变压器中性点接地即可。

已经投入运行的大部分110kV终端变电站，由于目前尚未配置母线TV开三角零序电压保护以及中性点间隙电流保护，为避免中性点间隙抢先放电，应将原先装设的中性点棒间隙拆除或人为增大间隙距离。

今后设计的110kV变电站，高压侧宜考虑采用三相电压互感器，设置零序过电压保护和变压器中性点间隙电流保护。这种配置可以提供灵活的运行方式，适应将来电网结构的变化。

对于内桥接线变电站，主变中性点零序电流保护第一时限应切除另一台不接地变压器，避免扩大停电范围或者可能出现的工频过电压。 4.零序保护配置需要改进的措施

4.1中性点棒间隙去除或者加大间隙距离

多数的110kV的变电站已经在工作的过程中，但是他们没有母线开三角零序电压的保以及中性点间隙电流的保护方式，这样的结果使中性点间隙最先一步放电，为了防止出现这种情况可以将变压器中性点棒间隙去除或者加大间隙距离。 4.2三相电压互感器的应用

在以后的变电站中，在高压的一侧使用三相电压互感器，可以使变电站的运

行方式灵活，更好的满足今后电网的发展。零序过电压保护以及变压器中性点间隙电流保护可以是依靠三相电压互感器。 4.3设置完整的中性点间隙保护

为了避免带电源变压器在失去接地中性点之后变成非有效接地系统，所以在今后的设计中要将中性点间隙保护的整体性考虑进去，他们是中性点零序过电流保护、母线开三角零序电压保护以及中性点间隙电流保护等。 4.4变压器的选择先低后高

变压器无论连接多少台，当电源侧中性点接地时，各终端的变压器可以以不接地的方法工作，但是，在实际的工作过程中，第一选择是低压侧临时带电源的变压器，第二选择是高压侧没有断路器的变压器。 5.结语

通过研究发现变压器中性点接地方式可以对零序的保护起到重要的作用，在今后的变压器生产中，要将有利于零序保护问题的不足之处考虑进去，尽可能的将变压器中性点接地方式对零序的保护作用发挥到更为理想的效果。 参考文献：

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