隨著電網(wǎng)超高壓系統(tǒng)的擴大，系統(tǒng)容量不斷增加，單相接地短路電流亦不斷地增加，從而在系統(tǒng)內(nèi)可能出現(xiàn)單相接地短路電流超過開關(guān)額定遮斷容量的情況，進而引起開關(guān)在開斷單相接地故障電流時發(fā)生事故。要避免這種情況的發(fā)生，從改變中性點接地方式出發(fā)，限制單相接地短路電流是種有效的解決方法。該方法的實施，不受電網(wǎng)發(fā)展的限制，具有推廣性，又可避免開關(guān)的再開發(fā)和大量更換的繁雜工作。國內(nèi)武漢高壓研究院、華北電網(wǎng)等幾家單位進行過該方法的研究并使用在工程中，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。安徽省500kV肥西變采取此種方法，有效解決了單相接地短路電流超過開關(guān)的額定遮斷容量的問題。筆者就中性點加小電抗后對變壓器中性點的雷電侵入波過電壓、操作過電壓、非全相運行過電壓等進行了計算和分析，并確定了過電壓的保護方式和絕緣水平。

　　1雷電下500kV自耦變模型的建立要分析雷電對變壓器的影響，其關(guān)鍵問題是確定變壓器繞組的暫態(tài)電路模型以及該模型中各個元件的參數(shù)值。筆者分析自耦變中性點暫態(tài)電壓分布所用的模型是以線餅為單元的等值回路模型⑴，使用ATP-EMTP電磁暫態(tài)仿真程序進行計算。

　　是以線餅為單元的500kV自耦變壓器等值回路模型，變壓器容量為720MV.A.為了改善大型變壓器繞組的初始電位分布，al般取值較小，500kV自耦變al值為2.57.5，計算時分別取值為2.5、5、7.5，a1=，C.為繞組單位長度的對地等值電容，K.為繞組單位長度的縱向電容，1為繞組高度，a為空間因素，計算出模型中的線餅等效電容及電感。

　　2變壓器中性點雷電過電壓在雷電波的作用下，變壓器與工頻下有所不同，其內(nèi)部波過程非常復雜，雷電波作用到中性點已發(fā)生明顯變化。一般情況下，雷電侵入波總能量有限，變電站網(wǎng)絡(luò)越大，設(shè)備越多，網(wǎng)絡(luò)總的電容量就越多，設(shè)備上過電壓就越低。單線單變情況下過電壓比較大。變電站500kV線路MOA額定電壓為444kV，220kV線路MOA額定電壓為200kV，雷電流波按規(guī)程取標準波形，根據(jù)計算，500kV側(cè)侵入波取繞擊22kA，220kV側(cè)侵入波取繞擊12kA.計算結(jié)果見表1，4為al不同取值時中性點波形圖。

　　表1肥西變中性點經(jīng)5n小電抗接地后中性點雷電過電壓水平（中性點未裝避雷器）中性點雷電過電壓水平/kV可以看出雷電侵入后傳至自耦變中性點波頭已被延緩，這與文中的結(jié)論一致。

　　3繞組端部電壓水平加裝5n小電抗前、后侵入波繞組端部電壓見表2、3.表2、3數(shù)據(jù)說明：繞組端部的雷電侵入波過電壓，在中性點加裝小電抗前后變化不大，由于線路和主變的避雷器保護，主變繞組端部絕緣不會受到威脅。

　　表2加裝5n小電抗前侵入波繞組端部電壓kV 500kV繞組端部電壓220kV繞組端部電壓表3加裝5n小電抗后侵入波繞組端部電壓kV繞組端部電壓4其他過電壓水平單相接地短路等故障情況下在自耦變中性點會產(chǎn)生暫時過電壓，其可分為暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩部分。根據(jù)暫態(tài)部分波形波頭分析，其實是操作波波形，其穩(wěn)態(tài)部分屬于工頻過電壓⑴。表4列出了單相重合閘和非全相運行過電壓，表5為不同電抗值時工頻過電壓。

　　表4單相重合閘及非全相運行過電壓kV經(jīng)5n小電抗接地備注500kV側(cè)220kV側(cè)單相重合閘-94.3重合時故障已消失，考慮60%殘壓非全相運行3.57.6表5不同電抗值時工頻過電壓kV中性點電抗值/n51015暫態(tài)部分電壓41.061.073.6穩(wěn)態(tài)部分電壓33.150.461.2操作過電壓與線路長度、電源容量、合閘時電源的相位角以及線路殘余電壓的極性和大小有關(guān)。在其他參數(shù)一定時，過電壓幅值將隨線路的增長而明顯增大。系統(tǒng)電源容量愈小，等值漏抗愈大，線路電容效應越顯著，穩(wěn)態(tài)電壓和過電壓幅值會急劇上升。因此確定比較大可能的合閘過電壓應以系統(tǒng)比較小運行方為依據(jù)。

　　5中性點的保護方式及避雷器選擇肥西3、4號主變中性點未裝小電抗時的絕緣水侵入波方性點加避雷前過電壓中性點加避雷器后過電壓500kV側(cè)入侵19095220kV側(cè)入侵36899平按35 kV等級設(shè)計，其1min短時工頻耐壓85kV，雷電沖擊試驗電壓200 kV（BIL）。由以上分析可知，中性點比較大雷電過電壓已達368kV，在中性點絕緣水平不變的情況下需加裝避雷器保護。

　　避雷器選擇有如下原則：MOA標稱電流下的殘壓Ur需小于BIL/K，BIL表示中性點基本雷電沖擊水平，對BIL雷電配合系數(shù)K取1.4；BSL表示中性點基本操作沖擊水平，對BSL操作配合系數(shù)K取1.15；Ur表示所選避雷器在標稱電流下的殘壓。

　　變壓器中性點加5ft小電抗時的比較高工頻過電壓穩(wěn)態(tài)值為33.1kV，暫態(tài)值為41 kV；④避雷器的參數(shù)選擇。避雷器額定電壓應高于其在安裝處可能出現(xiàn)的工頻暫態(tài)電壓。根據(jù)計算可選擇額定電壓為51kV、標稱放電電流為5kA等級的避雷器，為在5 kA標稱放電電流下，其雷電沖擊電流殘壓為134kV，操作沖擊電流殘壓為114 kV.其符合中性點絕緣水平的要求。變壓器中性點受雷電侵入比較大時加避雷器前后電壓見表6.中性點避雷器在比較大368kV的過電壓水平下流過的比較大電流為1.14kA，見，且持續(xù)時間極短，比能量為0.049k/kV，避雷器耐受能力足夠。

　　表6變壓器中性點受雷電侵入比較大時加避雷器前后電壓kV搖時間/ms中性點避雷器電流波形電流超過開關(guān)額定遮斷電流的問題提供了合適的方式和理論依據(jù)，對解決500 kV電網(wǎng)中單相接地短路電流超標問題具有重要的意義。

　　（2）肥西變500 kV自耦變壓器的中性點經(jīng)5ft小電抗接地，中性點比較大雷電過電壓已達368kV，在中性點絕緣水平不變的情況下需加裝避雷器保護。

　　雷電侵入時，由于線路避雷器和母線避雷器對過電壓的限制，到達主變已減弱，安裝氧化鋅避雷器可保護變壓器中性點絕緣，且雷電從220 kV側(cè)線路侵入要比500kV側(cè)線路侵入對主變中性點更具威脅。

　　肥西變500kV自耦變壓器的中性點經(jīng)5ft小電抗接地，加上額定電壓51kV氧化鋅避雷器的保護，其絕緣水平仍可以維持原35 kV等級。