220kV变电站主变保护间隙击穿原因分析

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1、湖南电力第33卷第4期HUNANELECTRICP0WER2013年8月doi：10．3969／j．issn．1008-0198．2013．04．014220kV变电站主变保护问隙击穿原因分析何智强，单周平，李欣(国网湖南省电力公司电力科学研究院，湖南长沙410007)摘要：郴州地区雷雨天气下，雷电波入侵变电站，主线路避雷器、变压器器中性点避雷器均未动作，唯独变压器保护间隙被击穿，从变压器间隙保护整定、复序网络图等效计算等角度分析造成主变跳闸的原因。关键词：变电站；雷击；雷电波；中性点；间隙中图分类号：TM863文献标识码：B文章编号：1008．0198(2013)04．0041．0

2、3距离)。1事故描述2)系统以有效接地方式运行发生单相接地故2012年7月29Et．湖南郴州地区雷雨天气．障，在工频稳态、暂态过电压下间隙不应动作13时41分30秒4l毫秒．220kV外沙变电站2主(决定间隙最小距离)。变间隙过电流、过电压保护动作，跳主变三侧。故3)间隙标准雷电波动作电压应低于标准雷电障前一次设备运行方式为：220kV福外I线波耐受值。604，1主变610运行I母，2主变620运行Ⅱ母，2．2中性点稳态和暂态电压计算母联600运行，1主变高压侧、中压侧中性点接不计及弧电阻以及忽略一次设备电阻。同时假地。外沙变通过仅有的1条220kV线路福外I线定网络中的正序电抗和负

3、序电抗相同．电网发生单与福冲变连接。外沙变110kV线路为水电上网线相接地后不接地的变压器中性点零序电压稳态值按路．故障时潮流由110kV流向220kV侧。下式计算]：2主变跳闸后，据调查了解，外沙变当时正e(1)处于雷雨天气。查阅故障录波，显示福外I线C式中U为系统相对地电压；K为系统不平衡系相发生单相接地故障(故障杆塔编号为171，线路数，最大取3。绝缘子发生明显雷电闪络痕迹)，导致2主变中性K=Xo／Xl，在取K=3时，Uo=0．6U。点间隙立即击穿．50ms后506线路开关跳C相，暂态过电压最大值按下式计算：450ms后2主变间隙过流过压出口跳2主变三侧，五，200ms后50

4、6开关C相重合闸成功。Vom=Ue(¨)(2)2中性点间隙击穿的可能性分析式中为过电压振荡系数，对连续绕组，取0．8，对纠结绕组，取0．6。2．1中性点间隙距离整定原则2．3系统零序和正序电抗计算网络图间隙距离整定的基本原则是l1l3]：主变压器中根据图1所示的外沙变电气出线图，建立了外性点出现危险的工频稳态、暂态过电压和铁磁谐振沙一福冲变一回出线网络图．依据收集到的线路导过电压时，间隙应动作并且同时兼顾主变压器中性线型号参数，计算了线路零序、正序电抗值；依据点雷电过电压的保护要求。变压器的短路电压百分比，计算得到了变压器的零1)因接地故障形成局部不接地系统。在工频序、正序、负序电抗

5、值。稳态、暂态过电压下间隙应动作(决定间隙最大收稿日期：2012．12．17改回日期：2013—05—07·41·第33卷第4期湖南电力2013年8月福冲变图1外沙变电气出线图最大方式下系统正序2．4等效网络零序和正序阻抗计算电抗嘲络计算图外沙变主变1)系统归算至福冲220kV母线正序和零序电正序电抗抗(含福冲及临武主变)最大运行方式：Xl*=0．02468Xo=0．3233最小运行方式：Xl*=0．057Xo=0．053562)地方电源归算至外沙220kV母线正序和零序电抗图2外沙变最大运行方式下系统正序最大运行方式：Xl*=0．06468Xo=0．19133电抗计算图最小运行方式

6、：Xl*=0．097Xo=0．21256最大方式下系统零序电抗网络计算图注：最小运行方式——按当时实际运行情况，外沙变主变零序电抗未考虑设备检修。3)外沙220kV1(2)主变参数xN=0．08x=0．054)福外I线线路参数线路全长的正序和零序参数为：X．：0．04Xo图3外沙变最大运行方式下系统零序=0．159．线路全长66．399km。电抗计算图故障点为福外I线171杆，距外沙变电站距离为15．76km，因此故障点到外沙变电站的正序故障点往外沙变电站方向：和零序阻抗分别为：①最大运行方式下系统总正序电抗值为：Xl*=0．04×15．76／66．399=0．00950．0095+

7、0．06468+(0．08／／0．08)=0．11418(Q)Xo=0．159X15．76／66．399=0．0377②在最小运行方式下系统总正序电抗值为：按照外沙变1台主变接地、1台主变不接地运0．0095+0．097+(0．08／／0．08)=0．1465()行情况考虑，计算另一台主变的保护间隙的稳态过③最大运行方式下系统零序电抗值为：0．0377电压和暂态过电压。依据建立的系统网络图，得到+0．19133+(0．05／／0．05)=0．25403(n