主变压器中性点间隙击穿零序保护误动分析与建议

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1、第３６卷第１４期Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．１４２０１２年７月２５日Ｊｕｌｙ２５，２０１２ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１０２６．２０１２．１４．０１８主变压器中性点间隙击穿零序保护误动分析与建议武万才，宋仕军，张晓磊（宁夏电力公司吴忠供电局，宁夏回族自治区吴忠市７５１１００）摘要：某地区电网１１０ｋＶ系统发生单相接地故障时，引起升压站１１０ｋＶ出线零序Ⅰ段保护越级误动作。通过故障录波图和现场勘查，发现升压站不接地变压器中性点保护间隙击穿放电是事故起因，变电站保护装置定值配合及主变压器中性点保护间隙布置方面也存在问题。对此，提出了有针对性的防误动改进措施，现场应用效果良好。关

2、键词：继电保护；单相接地；跳闸；保护间隙；零序０引言单相接地故障时，１１０ｋＶ风电场升压站连南Ⅱ线零序Ⅰ段保护动作（实测零序电流Ｉ０＝１１０ｋＶ有效接地系统发生单相接地故障时，若４．０６２∠１６２°Ａ，大于整定值Ｉ０１＝３．２Ａ，零序电压变压器接线方式为Ｙｄ１１且低压侧接有小电源、高３Ｕ０＝３８．９３∠６２°Ｖ，满足正方向），断路器跳闸。压侧中性点不接地，则故障时不接地变压器中性点电位将会抬高，承受暂态过电压或稳态过电压有可２连南Ⅱ线零序Ⅰ段保护动作分析能使中性点放电间隙击穿，为零序电流提供了通路，２．１现场检查使不接地侧有零序电流产生。若再考虑平行线路零现场检查保护装置报文与遥信正

3、确，连南Ⅱ线［１－３］序互感影响，如果保护定值配合不好，会造成线零序Ⅰ段保护２１．６６ｍｓ时出口，三跳启动重合闸出路零序保护误动。口（１４９８ｍｓ时出口），录波器录波完整，定值核对本文提出从变压器放电间隙距离整定和零序保正确，避雷器放电计数器计数为０，避雷器和变压器护整定两方面进行改进，避免区外单相接地故障时各项性能参数经试验正常，２号主变压器１１０ｋＶ中线路误动。性点间隙存在放电痕迹，如附录Ａ图Ａ１所示。１故障经过２．２零序分量分析区外单相接地故障时升压站２号主变压器中性１．１一次系统运行方式点间隙击穿放电，１１０ｋＶ侧单相接地故障时的零序升压站１１０ｋＶⅠ段和Ⅱ段母线并列运行，１

4、号电压、电流录波图见图２。主变压器、２号主变压器、３号主变压器并列运行，连连南Ⅱ线电压、电流幅值与相角如表１所示（其南Ⅰ和Ⅱ线并列运行，吉连Ⅰ和Ⅱ线并列运行。故录波图见附录Ａ图Ａ２）。由图２得各间隔零序电障时系统运行方式如图１所示。流如表２所示，表中，ＴＡ为电流互感器。由表１可知，故障发生时刻保护装置采样到的ＩＡ，ＩＢ，ＩＣ及ＵＡ，ＵＢ，ＵＣ的幅值和相角均发生了较大变化，三相电压角度略不对称，系统故障时升压站母线ＡＣ相电压略有降低，Ｂ相电压降低较多，连南Ⅱ线零序电流超前零序电压１００°且零序电流值大于零序电流整定值（Ｉ０１＝３．２Ａ），满足零序电流Ⅰ图１一次系统运行方式Ｆｉｇ．１Ｐｒ

5、ｉｍａｒｙｓｙｓｔｅｍｏｐｅｒａｔｉｎｇｍｏｄｅ段保护动作方向与动作值要求。由表２可知，连南Ⅱ线、连南Ⅰ线、２号主变压１．２事故过程器高压侧均有零序电流流过且方向相同，但１００母２０１０年３月１１日８时１６分，在吉连Ⅰ线发生联、１号与３号主变压器高压侧均无零序电流流过。２号主变压器高压侧的一次零序电流幅值大小约等收稿日期：２０１１－０６－０６；修回日期：２０１２－０２－２７。于连南Ⅰ线与连南Ⅱ线一次零序电流幅值之和。—９０—·工程应用·武万才，等主变压器中性点间隙击穿零序保护误动分析与建议２．３保护定值配合分析线路区外发生接地故障时，零序电流满足连南Ⅱ线零序电流Ⅰ段保护动作整定值，保

6、护启动，出口跳闸；连南Ⅰ线由于ＴＡ变比较大，零序电流不满足零序Ⅰ段保护整定值，因此保护只启动，未出口跳闸；２号主变压器间隙零序电流保护和零序过电压保护的实测值均超过整定值，且带有０．３ｓ延时，因大于故障持续时间，所以两者均未动作。３变压器中性点过电压与间隙击穿分析假定电网某一相在最大运行相电压Ｕ（１１０ｋＶφ系统取７３ｋＶ）时发生接地故障，故障点零序电压稳［４－６］态值Ｕ０Ｓ和中性点暂态电压最大值Ｕ０′分别为：ＫＵ０Ｓ＝Ｕφ２＋ＫＫＵ０′＝（１＋γ）Ｕφ２＋Ｋ式中：Ｋ为系统综合零序电抗与正序电抗之比；γ为变压器衰减振荡系数，连续式和纠结式绕组分别取０．８和０．６。不同Ｋ值下，中性点过

7、电压计算结果见表３。表３１１０ｋＶ系统单相接地变压器中性点过电压（γ＝０．８）Ｔａｂｌｅ３Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｎｅｕｔｒａｌｐｏｉｎｔｏｖｅｒ－ｖｏｌｔａｇｅｏｆｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅｇｒｏｕｎｄｉｎｇｉｎ１１０ｋＶｓｙｓｔｅｍ（γ＝０．８）过电压／ｋＶ不平衡系数Ｕ０ＳＵ０′Ｋ＝３４４７９Ｋ＝５５２９４Ｋ＝∞７３１３１图２１１０ｋＶ侧零序电压和电流录波图Ｆｉｇ．２Ｚｅｒｏ－ｓｅｑｕｅｎｃｅｖｏｌｔａｇｅａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｗａｖｅｆｏｒｍｓ由图２可知，