110kV和220kV變壓器中性點(diǎn)過(guò)電壓及保護(hù)分析
發(fā)布時(shí)間:2019-07-12 11:31:03來(lái)源:
目前系統(tǒng)中采用避雷器并聯(lián)棒間隙的保護(hù)方式對(duì)110kV及220kV系統(tǒng)中不直接接地的變壓器中性點(diǎn)絕緣進(jìn)行保護(hù)。其保護(hù)配合原則是:在雷電波侵入變壓器時(shí),變壓器中性點(diǎn)避雷器動(dòng)作,保護(hù)中性點(diǎn)絕緣不受雷電波損壞;在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障而失地時(shí),變壓器中性點(diǎn)的棒間隙動(dòng)作,保護(hù)變壓器中性點(diǎn)絕緣不受工頻電壓損壞;在系統(tǒng)有效接地時(shí)發(fā)生單相接地故障,變壓器不失地,中性點(diǎn)棒間隙不動(dòng)作,保證供電可靠性;中性點(diǎn)棒間隙的工頻放電電壓低于避雷器的額定電壓,保證避雷器不受工頻電壓損傷甚至爆炸。
但是,上述保護(hù)配合原則通常以標(biāo)準(zhǔn)雷電波及工頻電壓波放電電壓選擇避雷器和棒間隙的配合,而并沒(méi)有考慮變壓器中性點(diǎn)的實(shí)際過(guò)電壓情況,依照該原則進(jìn)行的變壓器中性點(diǎn)保護(hù)配合存在缺陷,經(jīng)常出現(xiàn)因配合不良而導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況。
比較常見(jiàn)的故障是系統(tǒng)有效接地時(shí)發(fā)生單相接地故障,變壓器中性點(diǎn)棒間隙動(dòng)作,導(dǎo)致變壓器誤切除,變壓器大量甩負(fù)荷的事故;因中性點(diǎn)棒間隙距離設(shè)置失誤而導(dǎo)致變壓器中性點(diǎn)絕緣受損的事故也曾發(fā)生。
2變壓器雷電過(guò)電壓模型目前變壓器中性點(diǎn)保護(hù)配合的參數(shù)選擇依據(jù)的是棒間隙和避雷器的雷電放電電壓和工頻放電電壓值,但是實(shí)際上,由于變壓器繞組以及變壓器中性點(diǎn)避雷器的作用,雷電波侵入變壓器時(shí),變壓器中性點(diǎn)的過(guò)電壓波已經(jīng)不是標(biāo)準(zhǔn)雷電波形,此時(shí)棒間隙在變壓器中性點(diǎn)電壓作用下的放電電壓值與標(biāo)準(zhǔn)雷電波下的放電電壓值可能不同。因此,中性點(diǎn)保護(hù)配合的參數(shù)應(yīng)依據(jù)變壓器中性點(diǎn)的實(shí)際過(guò)電壓情況進(jìn)行選擇。
研究雷電波侵入時(shí)變壓器中性點(diǎn)的過(guò)電壓情況,需建立變壓器的繞組模型。目前,關(guān)于變壓器模型的研究有很多。這些模型都是針對(duì)變壓器在受不同電壓作用下而創(chuàng)建的,針對(duì)性都比較強(qiáng)。針對(duì)變壓器在受雷電波作用下變壓器繞組電壓波過(guò)程的模型也很多,有基于頻率分析的,有基于變壓器繞組結(jié)構(gòu)參數(shù)分析的等。有些模型必須在詳細(xì)了解變壓器繞組及結(jié)構(gòu)參數(shù)或者針對(duì)變壓器進(jìn)行試驗(yàn)得出數(shù)據(jù)后方能創(chuàng)建而成。而由于目前各個(gè)變壓器廠家所生產(chǎn)的變壓器的繞組結(jié)構(gòu)及參數(shù)可能差異很大,亦不可能十分清楚地了解到所有變壓器的確切的結(jié)構(gòu)參數(shù)。因此,本文中采用目前被廣泛接受的變壓器繞組模型一鏈?zhǔn)侥P?,如所示。將變壓器每相以電阻、電感及電容鏈?zhǔn)侥P湍M,三相繞組則以三個(gè)獨(dú)立的鏈?zhǔn)侥P蛠?lái)表示,不考慮三相繞組之間的互感及電容。
仿真模型中,變壓器入口電容按的穩(wěn)態(tài)電壓下動(dòng)作,則棒間隙在暫態(tài)過(guò)電壓作用下可能誤動(dòng)。因此,原保護(hù)配合方案存在缺陷。
