摘要：分析了100千伏干式變壓器中性點局部接地方式的缺點，指出了小電抗接地方式的優點，建議將目前的局部接地方式改為小電抗接地方式。關鍵詞：干式變壓器；中性點；接地方式干式變壓器有三種中性點接地方式：1)不接地；2)直接接地；3)通過電抗器接地。如果細分，直接接地可以分為部分接地(有效接地)和完全接地(極有效接地)；電抗器接地可分為消弧線圈接地和小電抗接地。干式變壓器中性點不同的接地方式導致其中性點過電壓幅值不同，因此過電壓保護方案也不同。一般干式變壓器中性點不接地時，中性點絕緣水平完全絕緣(與線端相同)，無需安裝避雷器。但在多雷區帶消弧線圈的干式變壓器中，避雷器應安裝在與線端額定電壓相同的中性點上。一般干式變壓器部分接地時，中性點絕緣等級為半絕緣(只有線路末端的一半)，中性點應根據其絕緣等級安裝相應保護等級的避雷器。實踐證明，中性點部分接地時使用半絕緣干式變壓器基本安全，只有斷路器出現不全相或嚴重不同時相時產生的鐵磁諧振過電壓才可能危及中性點絕緣。因此，DL/T620-1997 [1]規定中性點應裝設間隙，對該間隙的要求如下：“當因接地故障形成局部不接地系統時，該間隙應動作；當系統在有效接地模式下運行時，當發生單相接地故障時，間隙不應起作用。”為滿足防雷要求，應并聯相應的避雷器。間隙和避雷器并聯到中性點時，應滿足如下要求：“當系統單相接地系數大于5時，間隙不應在雷電接地暫態過電壓下動作；避雷器不應在工頻和操作過電壓下動作，僅在雷電接地的暫態過電壓下動作。”信息來自：輸配電設備網。部分接地系統中110kV干式變壓器中性點絕緣水平為35kV，僅為線端絕緣水平的1/3。過壓保護方案變得非常困難。筆者曾在[2]中介紹過，建議將110千伏干式變壓器中性點接地方式改為小電抗器接地。但是三年過去了，各方面都發生了很多變化，我覺得有必要做進一步的說明。1中性點局部接地方式的弊端1.1避雷器難選為了兼顧防雷和內部過電壓，中性點的保護方式通常是避雷器帶間隙并聯運行。避雷器的要求是在雷電過電壓下動作，在工頻或內部過電壓下不動作。對于有間隙的傳統避雷器FZ或FCZ，即滅弧電壓較高，沖擊放電電壓較低，這在目前內生產的標準系列產品中是找不到的。只有非標準組合和附加電容可以用來改變脈沖放電電壓以滿足要求。目前，FZ或FCZ是過時的產品，未來將被新的金屬氧化物避雷器(MOA)取代。金屬氧化物避雷器是無間隙的，即YW型。對于YW金屬氧化物避雷器，上述要求是更高的連續運行電壓和更低的雷電沖擊殘壓。這對于中性點絕緣只有線端絕緣1/3的110kV干式變壓器是不可能的。1.2差距距離難以選擇。如上所述，缺口是在“失去土地”(即缺口放電)的情況下需要行動的，在“地面”的情況下不應該行動。控制動作的手段是調整間隙距離。通常，暴露在大氣中的棒間隙的放電電壓是高度分散的。論文[3]表明 #p#分頁標題#e#

1.3繼電保護難以選擇。中性點部分接地電網配有繼電保護，防止不接地時出現電弧。特別是零序過壓和間隙過流。[4]指出，這種“失地”保護是不可靠的，誤操作時有發生。一是電網發生接地故障時，與故障線路無關的其他主變壓器間隙溢出跳閘；二是供電線路故障時，接收端的主零序過壓在供電側開關跳閘前跳閘。論文[4]在分析了誤操作的各種原因后，提出將兩個健全相電壓的對應位進行比較是零序過壓保護的動作閾值之一，構成了帶鎖相的零序過壓保護；將主變壓器中性點零序電流絕對值與110千伏相電流絕對值進行比較。這個方案有兩個問題。先先，在原方案中增加了兩個鎖定裝置，增加了裝置的復雜性。眾所周知，繼電保護裝置越復雜，可靠性越差；二是方案理論上可行，技術上要引入微機保護。從經濟效益來看，開發新產品是否值得？2中性點小電抗接地的優點2.1降低了對絕緣水平的要求，保護方案易于選擇。文[5]指出，110千伏干式變壓器中性點經小電抗接地后，中性點絕緣水平可達20kV。即1分鐘內工頻電壓為55kV，全波沖擊電壓為125kV。絕緣水平降低是基于不會出現高幅過電壓，即原干式變壓器中性點經小電抗接地后，可省去原避雷器、棒間隙等設備，保護可靠。(原干式變壓器中性點絕緣等級為35kV。即工頻1分鐘耐壓為85kV，全波沖擊耐壓為185kV)。詳情請訪問：輸配電設備網2.2。接地方式統一。繼電保護裝置簡化了干式變壓器，沒有部分中性點不接地。自然就不會有垂直不接地的電網，所以可以省去防止“失地”的繼電保護裝置。眾所周知，繼電保護裝置越簡單，可靠性越高。2.3部分中性點接地的優點全部保留。部分中性點接地的優點是：(1)可采用簡單可靠的零序繼電保護；(2)斷路器的分斷能力不受單相短路電流的限制；(3)單相接地對通信線路的干擾也優于文獻[5]中的情況，指出干式變壓器中性點經小電抗接地時，只要適當選擇小電抗的電阻值，就能起到干式變壓器中性點部分接地的作用。干式變壓器中性點小電抗技術要求3.1阻抗及阻抗特性

 阻抗值為干式變壓器零序電抗的1/3。干式變壓器零序電抗一般計算方法很復雜，需作試驗確定。文【6】給出干式變壓器零序阻抗工程計算法，計算結果表明：對三相雙繞組的干式變壓器，與實測數據相比，誤差小于1.5%，對三相三線繞組干式變壓器，與實測數據相比，誤差小于6.2%。這在工程計算中是允許的。 在較大和較小運行方式下，在流過小電抗的較大單相短路電流范圍內保持阻抗為線性。3.2熱穩定 一般主要干式變壓器熱穩定時間為2s，因此要求小電流在流過較大單相短路電流時，其熱穩定時間也為2s。其長期工作電流約為較大零序電流的0.12倍。 3.3絕緣水平 一般應與干式變壓器中性點絕緣水平相同。110kV干式變壓器中性點絕緣水平為35kV級時，小電抗絕緣水平也為35kV級，由于有充足的裕度，可省去避雷器。4結語 干式變壓器中性點由有效接地（部分接地）改為極有效接地（全部直接接地或經小電抗接地）這一科研成果是從500kV干式變壓器取得，并于1986年6月在葛州壩大江電廠升壓站7臺升壓干式變壓器付諸實踐。運行至今已近15年，還沒有見到發生故障的報道，證明是成功的。此項科研成果獲得者在文【5】中指出：干式變壓器中性點經小電流接地方式可在500kV電網中因地制宜地推廣，110～330kV電網可參照采用。尤其對僅有兩臺相同主變的電廠或變電站（100～500kV)可推廣采用，其作用與部分接地完全一樣。 此項科研成果已為有關標準接受，GB311.1—1997【7】和DL/T620—1997【1】中均規定500kV干式變壓器中性點接地方式為全部直接接地和經小電抗接地兩種；文【1】還推廣到330kV干式變壓器，110kV和220kV干式變壓器中性點全部直接或經小電抗接地，部分中性點也可不接地。文【1】對110kV干式變壓器中性點絕緣水平仍維持文【7】的相同的規定，其絕緣水平僅為工頻1min耐壓95kV，全波沖擊耐壓250kV一種。 筆者認為推廣到110kV干式變壓器，特別是頻繁發生“失地”保護誤動，跳主變三側的變電站，這也許是克服此現象的唯一途徑。雖然增加了小電抗的投資，但節省了避雷器、棒間隙和“失地”保護裝置等設備，經濟效益并不會差。 參考文獻 ［1］DL/T620-1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合［S］.中華人民共和電力工業部，1997年4月21日發布 ［2］孫萬忠.高壓干式變壓器中性點接地方式［J］.四川電力技術，1998年第1期 ［3］姚仲華.110kV干式變壓器中性點間隙保護方案及改進［J］.四川電力技術，1997年第4期 ［4］李昌.干式變壓器中性點零序保護的選擇性問題［J］.四川電力技術，1997年第2期 ［5］沈克昌等.葛州壩工程叢書（10）［M］.北京：水利電力出版社，1993年2月 ［6］李文平.干式變壓器零序阻抗工程計算法［M］.干式變壓器，1998年第11期 ［7］GB311.1-1997高壓輸變電設備的絕緣配合［M］.家技術監督局，1997年7月3日發布.#p#分頁標題#e#