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變壓器中性點(diǎn)如何起到保護(hù)作用？

有些變壓器中性點(diǎn)直接接地，有些變壓器中性點(diǎn)通過間隙接地，而變壓器中性點(diǎn)的保護(hù)主要反映了接地故障。
引文作者:上海蓋能電氣市場部（專注干式變壓器30年）
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情形1：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，變壓器在中性點(diǎn)接地時(shí)安裝有零序電流保護(hù)裝置，該保護(hù)裝置可由兩部分組成，每一段有兩段時(shí)間，在斷開母聯(lián)或分段斷路器的短時(shí)間動(dòng)作下，縮小故障影響范圍，在斷開變壓器各側(cè)斷路器時(shí)，延長動(dòng)作時(shí)間。

情形2：當(dāng)系統(tǒng)接地故障時(shí)，中性點(diǎn)接地的變壓器跳出后，電網(wǎng)零序電壓上升或諧振過電壓等都會(huì)危及變壓器中性點(diǎn)不接地絕緣。所以，中性點(diǎn)不接地變壓器應(yīng)該安裝零序電壓保護(hù)或間隙零序電流保護(hù)。

一、分級絕緣變壓器

大功率變壓器是電力生產(chǎn)的核心設(shè)備，由于成本較高，因此在110kV及以上中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，大多采用等級絕緣的變壓器。

實(shí)踐中，部分變壓器的中性點(diǎn)是直接接地。但是仍有一部分變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行。稱等級絕緣，是指變壓器線圈靠近中性點(diǎn)部分的主絕緣，其絕緣水平低于線圈端部的絕緣水平。

分級絕緣變壓器在使用過程中的注意事項(xiàng)：

1.在變壓器的中性點(diǎn)上一定要加裝避雷器，防止過壓；

2.如果條件允許，運(yùn)行方式允許，分級絕緣變壓器必須中性點(diǎn)接地；

3.分級絕緣變壓器的中性點(diǎn)若不接地運(yùn)行，中性點(diǎn)過電壓保護(hù)必須可靠投入。

二、變壓器中性點(diǎn)的配置原則

1.在雙母線運(yùn)行時(shí)，應(yīng)考慮保證被分離的兩個(gè)系統(tǒng)在母聯(lián)開關(guān)跳閘后至少有一個(gè)變壓器中性點(diǎn)接地；

2.變壓器中.低電壓側(cè)供電時(shí)，必須將變壓器中性點(diǎn)直接接地，防止高壓側(cè)斷路器跳閘，變壓器絕緣化；

3.發(fā)電機(jī)-變壓器-線路組主變中性點(diǎn)應(yīng)保持接地。

三、變壓器中性點(diǎn)過電壓的三種形式

1.大氣過電壓

2.單相接地故障造成的過電壓

3.斷路器不全相分閘造成的過電壓(主要表現(xiàn)為電網(wǎng)中斷路器不在同一時(shí)間重合閘.非全相動(dòng)作.導(dǎo)線斷線等)

四、變壓器中性點(diǎn)間隙的三種保護(hù)方法

可用間隙.避雷器與避雷器聯(lián)合放電間隙3種方式。

常采用避雷器聯(lián)合放電保護(hù)變壓器。

排氣隙采用棒-棒隙，避雷器多配置為氧化鋅避雷器。

防雷裝置并聯(lián)間隙的保護(hù)分工為工頻.工作過電壓由間隙承擔(dān)，雷電.瞬時(shí)過電壓由避雷器承擔(dān)，同時(shí)利用間隙限制避雷器上可能出現(xiàn)的過大幅度的工頻過電壓和過高的殘余壓力。該方法不僅使變壓器中性點(diǎn)得到保護(hù)，而且起到相互保護(hù)的作用。

五、變壓器中性點(diǎn)間隙過電流保護(hù)

為了防止過電壓損壞變壓器中性點(diǎn)絕緣，目前廣泛采用在主變中性點(diǎn)安裝放電間隙的措施，并采用中性管電流互感器或在間隙回路安裝獨(dú)立的電流互感器，組成變壓器中性點(diǎn)放電隙的零序過流保護(hù)(簡稱“間隙過流”保護(hù))

下圖顯示了變壓器中性點(diǎn)間隙保護(hù)原理：

什么時(shí)候在變壓器高壓側(cè)放電間隙保護(hù)，為什么？

中性點(diǎn)接地刀閘應(yīng)上前出，并在中性點(diǎn)接地刀閘打開后才能投入。(也就是說，空隙保護(hù)和空檔不能同時(shí)進(jìn)入空腔狀態(tài))

由于：間隙保護(hù)由零序電壓和零序電流構(gòu)成，其電流定值相對敏感，時(shí)間短，不與其它保護(hù)配合。當(dāng)直接地狀態(tài)發(fā)生外部故障時(shí)，由于零序電流在中性點(diǎn)CT中流動(dòng)，會(huì)引起間隙過流保護(hù)誤動(dòng)。

(1)公共電流互感器接線圖：