万方数据大接地电流系统中变压器间隙保护的应用C2006)02啪13．031问题田国林1，刘宏2O引言国家电力公司颁发的DL755—2001《电力系统安全稳定导则》的2．2．3条规定：电网应遵循分层分区的原则，避免和消除严重影响电网安全稳定的不同电压等级的电磁环网，以及发电，‘不宜装设构成电磁环网的联络变压器。在我国大电网中，基本形成以500络为主体的格局，而110kV及以下的网络是放射状结构或树状结构，即使形成了环状结构的网络，为避免对电网稳定不利的电磁环网，以及考虑保护配合等方面的问题，也多为开环运行，故llO络均为开式网络，作末端运行，甚至部分220站为末端变电站，也相当于是开式运行。众所周知，由于在电压等级较高的系统中，绝缘费用在设备总价格中占相当大比重，降低绝缘水平带来的经济效益很显著，所以对于llo统，一般采用中性点直接接地方式，以解决系统接地故障时的非故障相电压升高问题，降低设备绝缘水平，减少投资。在系统出现单相接地故障时，接地点与中性点构成短路回路，接地相电流很大，故称之为大接地电流系统。1．1问题1由于在电网实际运行中，为限制单相接地故障时的短路电流，简化零序网络，并非所有变压器的中性点均直接接地运行，这样在开式运行的网络中，因故造成局部小网与主网连接的线路跳闸后，可能会形成孤网运行的现象，此时若孤网发生单相接地故障，且在孤网内无中性接地点直接接地运行，则可能造成非故障相对地电压升高且无法切除故障，导致非故障相和变压器中性点绝缘击穿。kV变电站，作为地区电网的电源点，40多kV变电站组成地区电网的110kV网络多已形成环状网络，但均为开环运行。在开式运行的网络中通常接有不少小水火电机组，在靠近主网侧线路故障跳闸时，出现小网孤立运行的状况，而多数情况下小网侧主变中性点未直接接地。kV余岭变电站经110kV余花线送电至花庄110kV母线供花庄、南漳负荷。在kV余花线线路出现单相接地故障时，系统侧线路开关保护动作跳闸后，因1kV余花线花庄侧开关未跳闸，花庄、南漳与三道河电厂及其它小水电厂形成孤网继续运行。继电器述了大接地电流系统脱离主网和非全相运行时，造成变压器中性点电压位移而带来的危害，提出了主变间隙保护在犬接地电流系统中的应用厦建议。关键词：孤网运行：非奎相运行；kV网络为骨干，以220kV(或330kV)网kV及以下的网kv变电kV及以上系以襄樊地区的电网为例：目前襄樊地区电网有7座220座110kV网络，“0如图l所示，220第34卷第2期2006年1月16日(1湖北省寰樊供电公司调通中心，湖北襄樊441002；2．湖北省襄阳供电套司，湖北寰阳441104)摘要：通过对太接地电流系统脱离主网后的接地故障情况厦断线和非同期合闸造成的非全相运行的分析．阐问隙保护中图分类号：TM772文献标识码：B文章编号：1003_4897图l余蛉一花庄110kV网络接线图2电压向量分析RELAYJan13110104(a)正常运行(b)^相接地Vol-34No216，2006Fig．1YIlli‘lg-HuazhuH“gkVnetworklineconnected％Fig，2VoltageaIlalysisvector万方数据童A⋯0fMecnon蚰d2解决方法3建议sysI㈣[s]．由于花庄、南漳主变中性点均未直接接地运行，此时孤网llokV系统成为中性点不直接接地的小接地电流系统，由于系统单相接地故障仍然存在，金属性接地时会造成故障相对地电压为零，非故障相的相对地电压升高为0倍相电压即110变中性点对地电位升高为相电压63．5图2所示。这种电压升高，对于非故障相的绝缘和主变压器中性点的绝缘会产生危害，尤其是目前不kV变压器的中性点为半绝缘水平，会造成中性点的绝缘击穿，毁坏变压器。在大接地电流系统出现非全相运行(如开关非同期合闸、线路断线)时，引起的过电压问题也不容忽视。非全相运行时，尽管相对地电压不会发生改变，但是会引起非线性谐振过电压。这种谐振会导致中性点电压位移、绕组及导线出现过电压，严重时可使绝缘闪络、避雷器爆炸、电气设备损坏。在某些特殊情况下，负载变压器相序可能反转，还有可能将过电压传递到变压器的低压侧而造成危害，不亚于孤网运行失去中性点时单相接地造成的危害。它将会通过一、二次之间的电容c，：和低压系统的对地电容3c。传递至低压绕组，对低压绕组的绝缘构成威胁，如图3所示。若低压系统电容3c。远小于c。：，低压侧过电压最大可达10倍，将损坏变压根据上述情况分析，笔者以为可利用现有设备，在很少投资的情况下，有效解决上述问题。即配置间隙保护(零序过压、间隙过流保护)来解决问题。kV系统为例，利用kV母线电压互感器开口三角抽取零序电压，在大电流接地系统孤网运行且无中性点直接接地时，若系统单相接地故障仍然存在，金属