110kV和220kV變壓器中性點過電壓及保護分析
發布時間:2019-07-12 11:31:03來源:
目前系統中采用避雷器并聯棒間隙的保護方式對110kV及220kV系統中不直接接地的變壓器中性點絕緣進行保護。其保護配合原則是:在雷電波侵入變壓器時,變壓器中性點避雷器動作,保護中性點絕緣不受雷電波損壞;在系統發生單相接地故障而失地時,變壓器中性點的棒間隙動作,保護變壓器中性點絕緣不受工頻電壓損壞;在系統有效接地時發生單相接地故障,變壓器不失地,中性點棒間隙不動作,保證供電可靠性;中性點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,上述保護配合原則通常以標準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,而并沒有考慮變壓器中性點的實際過電壓情況,依照該原則進行的變壓器中性點保護配合存在缺陷,經常出現因配合不良而導致系統出現故障的情況。
比較常見的故障是系統有效接地時發生單相接地故障,變壓器中性點棒間隙動作,導致變壓器誤切除,變壓器大量甩負荷的事故;因中性點棒間隙距離設置失誤而導致變壓器中性點絕緣受損的事故也曾發生。
2變壓器雷電過電壓模型目前變壓器中性點保護配合的參數選擇依據的是棒間隙和避雷器的雷電放電電壓和工頻放電電壓值,但是實際上,由于變壓器繞組以及變壓器中性點避雷器的作用,雷電波侵入變壓器時,變壓器中性點的過電壓波已經不是標準雷電波形,此時棒間隙在變壓器中性點電壓作用下的放電電壓值與標準雷電波下的放電電壓值可能不同。因此,中性點保護配合的參數應依據變壓器中性點的實際過電壓情況進行選擇。
研究雷電波侵入時變壓器中性點的過電壓情況,需建立變壓器的繞組模型。目前,關于變壓器模型的研究有很多。這些模型都是針對變壓器在受不同電壓作用下而創建的,針對性都比較強。針對變壓器在受雷電波作用下變壓器繞組電壓波過程的模型也很多,有基于頻率分析的,有基于變壓器繞組結構參數分析的等。有些模型必須在詳細了解變壓器繞組及結構參數或者針對變壓器進行試驗得出數據后方能創建而成。而由于目前各個變壓器廠家所生產的變壓器的繞組結構及參數可能差異很大,亦不可能十分清楚地了解到所有變壓器的確切的結構參數。因此,本文中采用目前被廣泛接受的變壓器繞組模型一鏈式模型,如所示。將變壓器每相以電阻、電感及電容鏈式模型模擬,三相繞組則以三個獨立的鏈式模型來表示,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態電壓下動作,則棒間隙在暫態過電壓作用下可能誤動。因此,原保護配合方案存在缺陷。