220kV变电站主变中性点接地方式分析

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1、2013第十四届全国保护和控制学术研讨会220kV变电站主变中性点接地方式分析黄超，蒙亮，覃松涛，郑发林（广西电网电力调度控制中心，广西南宁市530023）摘要：220kV变电站主变中性点接地方式的变化(单变接地改为两变接地)本质上改变了系统的零序阻抗，使得工作人员很难恰当调整元件状态或保护配合以适应新的方式。鉴于此，本文对比分析了两种接地方式的各自特点，在此基础上，研究了两变接地方式对断路器遮断容量、短路电流及继电保护定值配合的影响，最后，总结了在方式变更过程中应采取的应对措施，以保证电网的安全稳定运行。关键词：变压器；中性点；单

2、变接地；两变接地；继电保护0引言结了执行“调文”过程中应采取的措施，对其他区域电网具有较大的参考意义。综合考虑绝缘水平、系统稳定、短路电流限制以及保护配合等因素，国内220kV系统目1单变接地方式与两变接地方式对比分前广泛采用变压器中性点“单变接地方式”，即析“变电所有两台及以上变压器时，应只将1台目前220kV站采取的变压器单变接地方式[1]变压器中性点直接接地运行”。尽管该方式见图1(a)，正常运行时，#1变高中压侧直接接保证了系统零序阻抗的相对稳定，有利于保护地，#2变高中压侧经间隙接地(即不接地)；当间的整定配合，但是，对于

3、直配、无环网系统，#1变检修停运时，将#2变高中压侧直接接地。一旦出现因系统接地故障引起220kV站接地变该方式尽量做到了维持变电站零序阻抗的稳压器切除就会导致该站剩余的不接地变压器定；通常#1变与#2变容量接近，故220kV侧[2]“失地”，使得该变压器中性点产生零序电和110kV侧的零序阻抗基本不受影响。但这种压。若此时再次发生接地故障，则中性点零序方式存在一旦110kV出线保护拒动则全站可能电压上升为相电压，可能造成两个后果：一是失压的风险，具体分析如下。[3]中性点绝缘受到过电压影响，二是引起中性假定图1(a)中110kV出

4、线Line1在K1点点间隙过压保护动作，切除该变压器，从而导发生接地故障，若保护R3拒动，则首先由#1[4]致全站失压。因此，单变接地方式下系统存变零序过流保护时限一跳开母联开关ML，将在局部区域停电的风险。#2变及出线Line2与Line4与故障隔离；其次，[4]针对该问题，中国南方电网下文(本文简由于故障点依然存在，#1变零序过流保护时限称“调文”)决定将单变接地方式更改为“220kV二跳该变；最终，中性点不接地的#2变带出线变电站两台及以上变压器安排两台变压器直接运行，即出现“失地”。此时，一旦110kV母接地(高中压侧中性点

5、均直接接地)，并接于不线II所连接的110kV系统出现接地故障(如K2同母线”，本文简称“两变接地方式”。相较于点)，因220kV站内无接地点，保护R4接地保单变接地方式，两变接地方式最大的变动在于护不动作，若#2变中性点产生的零序电压达到改变了系统及对应站的零序阻抗，使得零序网间隙过压保护动作值，则该保护跳#2变，从而络重新构架。导致全站以及所带的相关110kV变电站(图中基于此，本文对比分析了两种接地方式的为站C与站D)失压。特点，结合广西电网220kV主网研究了两变接地方式对系统短路容量及继电保护的影响，总1220kV变电站主

6、变中性点接地方式分析黄超等220kV母线II110kV母线IILine4统中性点直接接地变压器的数量大幅增加，零R6序阻抗降低，导致单相短路电流增加，一旦单110kV站DR2Line2K2相短路电流大于三相短路电流，即意味着有必R4#2变要对断路器遮断容量进行校核。ML110kV站C现以图2为例进行分析，图2中x、x为s1s0#1变Line3系统等值到220kV母线的正零序阻抗；x、xR51110R1K1110kV站B为从220kV母线向#1变侧看进去的正零序阻R3Line1抗；x、x类似；#1、#2变型号及参数相同；2120220

7、kV母线I110kV母线I假定110kV侧系统无电源。220kV站110kV站A(a)单变接地故障点设置为220kV母线，记X、Xff(1)ff(0)220kV母线II110kV母线IILine4分别为正零序网络短路点的输入阻抗，R6Xx=。可知只有当XX<时，单相110kV站Dff(1)s1ff(0)ff(1)R2Line2K2(1)(3)R4短路电流(I)才会大于三相短路电流(I)。ff#2变ML220kV母线110kV母线220kV母线110kV母线110kV站C#2变#2变#1变Line3系统X21系统X21X20X20

8、R5R1K1110kV站BXs1Xs1Xs0X11#1变Xs0#1变R3Line1X11X10X10220kV母线I110kV母线I(a)单变接地(b)两变接地220kV站110kV站A(b)两变接地图2系统结构图1示例系统Fig.2