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【电力考试】大电流接地变压器的中性点保护方式及改进方案

   电力系统中,接地故障常常是故障的主要形式。因此,大电流接地系统中的变压器,一般要求在变压器装设接地(零序)保护,作为变压器本身主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护。变压器接地保护是由装在变压器中性点与接地点之间的电流互感器、放电间隙、变压器综合保护装置组成。 变压器中性点直接接地保护普遍采用以下接线,见图1。 图1 变压器中性点隔离开关在合位,即变压器中性点接地运行。此时应投入零序过电流保护;变压器中性点隔离开关在分位,即变压器中性点不接地运行,此时应投入零序过电压保护和间隙放电零序过电流保护。


  电力系统中,接地故障常常是故障的主要形式。因此,大电流接地系统中的变压器,一般要求在变压器装设接地(零序)保护,作为变压器本身主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护。变压器接地保护是由装在变压器中性点与接地点之间的电流互感器、放电间隙、变压器综合保护装置组成。


  变压器中性点直接接地保护普遍采用以下接线,见图1。


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  变压器中性点隔离开关在合位,即变压器中性点接地运行。此时应投入零序过电流保护;变压器中性点隔离开关在分位,即变压器中性点不接地运行,此时应投入零序过电压保护和间隙放电零序过电流保护。


  实际运行表明,该保护在各级电网中经受住了考验,未发生误动、拒动。同时在现代电网设计中基本采用这一保护方式。


  总结变压器实际运行的经验,笔者认为无论是全级绝缘变压器还是分级绝缘变压器,全部采用这种接线方式是没有必要的,尤其是在装设放电间隙电流保护时,是多余的,使保护复杂化而不利于设备运行,应采用图2接线。简化后的接线并没有降低保护的功能,只取消了变压器的中性点放电间隙及零序电流互感器,投入零序过电流保护和零序过电压保护。

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  取消放电间隙电流保护基于以下原因:


     1. 由于系统容量增大,网络接线更加合理,系统出现接地故障时把中性点接地断开的概率很小,笔者了查阅近几十年的统计资料,发现还没有这种故障。一旦遇到此类故障,零序过电压保护完全可以保护变压器且及时切除故障。


     2. 当发电机-变压器组在升压过程中,如未合变压器中性点隔离开关,可能会产生内部操作过电压,此时发电机发出三相电压不一致警告,使零序电压升高。而零序过电压保护此时即可起到保护变压器的作用。


     3. 零序过电压保护取自高压母线电压互感器,与线路保护零序方向电压相同,该电压可通过电气监视系统实时监视,具有很高的可靠性。


     4. 在实际运行中,随变压器接地点接地方式的变化,变压器零序保护也要做相应变化。改进后的接线已经在山西某电厂投入运行,变压器容量为75000KVA,220KV/10KV。


  取消零序过电压保护压板,该保护一直投入,与变压器中性点是否接地无关。零序电流保护压板根据变压器中性点情况选择投退,零序保护整定值不变。



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