110kV变压器中性点过电压保护-5页文档资料

110kV变压器中性点过电压保护

我国主要对于110kV电力系统进行应用，该系统属于接地系统，但位于变电站的部分较短线路由于会受到信号对其的干扰，因此为有效避免干扰，采用了较短线路实行不接地的运行方式。但该方式仍存在一定的弊端，这种运行情况下，雷击以及单相接地短路故障都会使得中性点有电压通过，因此不利于确保其绝缘性，对工作人员以及供电的安全起到一定的威胁性。本文从110kV变压器中性点过电压保护进行了探讨，并做出了详细的分析。

1 110kV变压器中性点绝缘及接地方式

随着当前的不断发展，我国大多采用国产的分级绝缘结构，中性点分为不同的电压级别，从而对于其安全性进行有效的控制。并且国产变压器按照国家规定也对于雷电全波和截波耐受电压进行了合理的设置。110kV 在我国广泛被采用，该系统是大接地的电流系统，对于电流的稳定性有所保证，并且减弱了其他食物对其产生的干扰性，能够良好的对于继电进行保护。在应用过程中大多的110kV变压器中性点可直接接地使用，但部分需要在不接地的情况下对其进行使用。

2分级绝缘变压器中性点的过电压保护方式

在110kV系统的使用过程中存在着不稳定的情况，在局部不接地的位置有电源流过，伴随着磁电感的产生，会对于整个电路造成谐振，从而引发较高的电压经过，分级绝缘变压器在此过程中就会受到较大的影响，甚至会造成绝缘的损坏，对人们的安全造成威胁。因此，通常对于中性点的过电压保护采用水平棒间隙的保护方式。

整个系统中对于变压器的中性点也有着一定的要求。要求其冲击放电的电压不可超过冲击时的耐压值，并且保护间隙放电所产生的电压也应大于其点位上升高过程当中所产生的最大值。

3分级绝缘变压器中性点的保护配置

3.1对于中性点装设放电间隙的保护

在中性点放电的间隙，应进行零序电流的保护，并且设置零序电压的保护，从而使得中性点没有及时起到作用时也对于断路器进行断开。

3.2对于不装设放电间隙中性点的保护

当母线位置上的变压器都不接地运行时，应首先对于变压器进行断开，从而进行有效的保护。

4110 kV系统单相接地故障变压器中性点过电压分析

4.1中性点直接接地变压器

中性点直接接地的变压器固定在地面，其经过的电压都为地电压，甚至在其系统出现故障时都为仍未低电压，不会受到改变。

4.2中性点不接地变压器

在变压器的运行过程当中，中性点的变化与地电压的不对称程度有着明显的关联。经过详细的计算研究，得出结论：在同一个系统当中，母线单相接地时变压器的中性点电压较大，大过母线接地时所通过的电压。在110kV接地系统中，中性点不接地而此时母线出现故障时，此种情况下中性点的电压值为最高。

中性点在不接地的情况下，忽略对地电容的考虑，而只关注电位所引起的变化，并没有电流产生，而考虑进电容条件后，电容电流才会有所产

生，但产生量极小。但该电流可忽略不计，不会对于接地电位有任何的影响。

而金属性接地相时，接地的相电流同样为零，但不同的是，其电压会变为原来正常电压的1.7倍左右，并且中性点电位会急剧升高。

5分级绝缘变压器中性点棒间隙有关要求

我国相关规定对于分级绝缘变压器中性点棒间隙有着相应的要求，因此结合相应的要求得出，220kV应选用二百五十毫米至三百毫米之间的间隙距离；110kV则需要选用一百零五毫米至一百一十五毫米之间的间隙距离。并且还要结合变压器所产出的相应年份进行结合，从而进一步的进行分析。例如，在1983年所产出的110kV变压器，其绝缘水平是35kV，因此，还应在间隙的基础上并联一个金属氧化物避雷针，从而进一步对于其安全性有效的保证。

棒间隙所使用的圆钢可以对于直径在十四毫米至十六毫米之间结合实际情况进行合理选择，圆钢之间的棒间隙应进行严格的测量，并且呈水平条件下进行摆放，端部应设置为半球形，并且应在加工过程中进行严格的把关，保证圆钢的表面光滑，不存在不合格材料所制成的产品应用到系统中去。选材合格的棒应在尾部留有相应的距离，从而制作成螺旋口，方便在应用过程中对于其长度进形合理的调节。

在对于棒间隙的安装过程中还应对于其与周围物体的距离条件结合进去，进行相应的考虑。接地棒的长度应大于零点五毫米，并且应高于地面两米，从而保证其安装后使用过程中的质量。并且在应用到使用过程中应定期对于其间隙进行检查，并及时对其进行相应的调整。

变压器中性点接地方式分析与探讨

变压器中性点接地方式分析与探讨 [摘要] 概述目前电网中变压器中性点接地方式,进行分析与探讨,提出看法和发展方向 [关键词] 中性点方式优点缺点发展方向 1.概述 中压电网以35KV、10KV、6KV三个电压电压应用较为普遍，其均为中性点非接地系统，但是随着供电网络的发展，特别是采用电缆线路的用户日益增加，使得系统单相接地电容电流不断增加，导致电网内单相接地故障扩展为事故。我国电气设备设计规范中规定35KV电网如果单相接地电容电流大于10A，3KV —10KV电网如果接地电容电流大于30A，都需要采用中性点经消弧线圈接地方式，而《城市电网规划设计导则》（施行）第59条中规定“35KV、10KV城网，当电缆线路较长、系统电容电流较大时，也可以采用电阻方式”。因对中压电网中性点接地方式，世界各国也有不同的观点及运行经验，就我国而言，对此在理论界、工程界也是讨论的热点问题，在中压电网改造中，其中性点的接地方式问题，现已引起多方面的关注，面临着发展方向的决策问题。 2.中性点不同的接地方式与供电的可靠性 在我国中压电网的供电系统中，大部分为小电流接地系统（即中性点不接地或经消弧线圈或电阻接地系统）。我国采用经消弧线圈接地方式已运行多年，但近几年有部分区域采用中性点经小电阻接地方式，为此对这两种接地方式作以分析，对于中性点不接地系统，因其是一种过度形式，其随着电网的发展最终将发展到上述两种方式。 2.1中性点经小电阻接地方式 世界上以美国为主的部分国家采用中性点经小电阻接地方式原因是美国在历史上过高的估计了弧光接地过电压的危害性而采用此种方式用以泄放线路上的过剩电荷来限制此种过电压。中性点经小电阻接地方式中，一般选择电阻的值较小。在系统单相接地时，控制流过接地点的电流在500A左右，也有的控制在100A左右，通过流过接地点的电流来启动零序保护动作，切除故障线路。其优缺点是： 2.1.1.系统单相接地时，健全相电压不升高或生幅较小，对设备绝缘等级要求较低，其耐压水平可以按相电压来选择。 2.1.2.接地时由于流过故障线路的电流较大零序过流保护有较好的灵敏度可以

变压器的过电压保护

变压器是电网变换电压和传送电能的电气设备，是电网向用户供电的载体，变压器的安全可靠运行情系万家灯火。然而在电网运行中由于诸多原因会产生过电压，而变压器的绝缘水平相对比较薄弱，在变压器损坏的原因中，过电压造成损坏的概率最大。在电网运行中因某种原因产生过电压，必将导致变压器的损坏，其绝缘水平主要由雷电击耐受电压和工频耐受电压来决定。 过电压系指对绝缘有危险的突然电压升高，这种非正常的电压升高，其幅值可达设备额定电压的几倍以上，严重威胁变压器绝缘的安全，若过电压持续时间较长，必将造成变压器的损坏。为确保电网运行中变压器的安全，除选用优质的变压器外，还要对变压器设置合理有效的过电压保护措施。 一、电网过电压产生的机理 电力系统的过电压一般可分为暂时过电压(工频过电压、谐振过电压、弧光接地过电压)、操作过电压、雷电过电压等。暂时过电压主要由单相接地故障、谐振等引起的。谐振过电压是电网中电气设备发生故障，或频繁操作设备引起电网中电感和电容匹配而构成谐振回路，在一定条件激发下产生电能、磁能转换而引起的过电压，如是变压器的励磁电感和对地电容产生的铁磁谐振，其引起的过电压会更高。弧光接地过电压系因系统发生单相接地故障，在接地点因弧光放电而引起的过电压。 操作过电压系因电网状态的突变而引起电磁场能量的急剧变化，或投切大容量设备，或是对设备的操作失误等而引起能量快速释放时产生的过电压。主要表现在空载线路、变压器的开断和重合闸等。 雷电过电压是大气中带有大量正电荷雷云与带负电荷雷云相遇时，发生雷云放电而引起的过电压。雷电过电压可分为直击雷过电压和感应过电压。直接雷过电压是雷云直接对设备、构件等导体的放电产生的，而感应过电压则是电磁场的急剧变化而产生的。 二、电网过电压对变压器的危害 电网中产生的几种过电压，真正对变压器绝缘和保护装置产生影响的，主要取决于过电压的波形。幅值和持续时间。考核设备绝缘水平的电压波形有三种：短波前的雷电波、长波前的操作波和低频电压波。设备绝缘对雷电、操作或工频电压的耐受能力应由相应的波形电压来检验。 在过电压对变压器造成损坏的事故中，雷电过电压导致绝缘击穿损坏的机率最多。当电网遭受雷击时，在线路导线上会产生一种振幅很大，作用时间很短的非周期性脉冲电压波，它以光速沿线传输，先在线路避雷器放电，余波经变压器入地，当余波经变压器保护的避雷器时，将产生电压降(残压)而作用在变压器上。假如变压器与避雷器之间存在一定电气距离，残压在进入前会在这段距离的导线振荡而导致电压的升高，造成加在变压器上电压高于残压，从而对变压器绝缘安全造成威胁。所以在安装变压器的保护避雷器时，应尽量实现避雷器和变压器保持零距离。

主变压器中性点过电压保护配置原则

由于电力系统运行的需要，110～220 k V有效接地系统的变压器中性点大部分采用不接地运行方式，变压器一般采用分级绝缘结构，绝缘水平相对较低，所以不接地运行的变压器中性点需要考虑对雷电过电压、操作过电压和暂时过电压的保护。 根据DL／T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的有关规定，提出以下保护配置意见： a）对110 kV和220 k V有效接地系统中可能偶然形成的局部不接地系统（如接地变压器误跳开关等原因引起）、低压侧有电源的变压器不接地中性点应装设间隙保护。 b）经验算，如断路器因操作机构故障出现非全相和严重不同期产生的铁磁谐振过电压可能危及中性点为标准分级绝缘、运行时中性点不接地的110 kV和220 k V变压器的中性点绝缘，宜在中性点装设间隙。 c）变压器中性点间隙值的确定应综合考虑 ———间隙的标准雷电波动作值小于主变压器中性点的标准雷电波耐受值；———因接地故障形成局部不接地系统时间隙应动作； ———系统以有效接地方式运行、发生单相接地故障时，间隙不应动作。 2变压器中性点保护配置方式的分析 根据以上配置原则，参照广东省电力试验研究所的试验数据，直径16 mm、水平布置、半球头圆钢的棒－棒间隙放电电压与间隙距离的关系见图1，在Ucp（1±σ）和U50％（1±σ）区间内放电的概率为 99．7％［1］。 2．1变压器中性点绝缘水平的选取 根据GB

311.7-1998《高压输变电设备的绝缘配合使用导则》，对3～220 k V油纸绝缘设备，耐受操作冲击电压的能力为耐受雷电冲击的 0．83倍，其值远超过预期操作过电压水平，所以绝缘水平主要由雷电过电压决定，不需考虑操作过电压的影响。 取中性点绝缘老化累计安全系数为 0．85，参考G B311．1—1997《高压输变电设备的绝缘配合》，取雷电冲击安全系数为0．714，工频电压安全系数为 1．0，则中性点综合耐受雷电冲击裕度系数为 0．6，综合耐受工频裕度系数为 0．85。 主变压器中性点可能出现的最大暂时过电压见表1。 2．2中性点保护的配置方式 我国变压器中性点保护方式一般有： 单独间隙、单独避雷器、间隙与避雷器并联。下面结合常用中性点避雷器型号，对各种绝缘等级的变压器中性点保护方式（见表2）进行讨论。 2．2．135 kV绝缘等级 35 kV中性点绝缘水平为雷电冲击耐受电压185 k V，工频耐受电压85 k V；考虑安全系数后，绝缘水平为雷电冲击耐受电压111 kV，1 min工频耐受电压73 k V。 单独采用110 mm间隙时，间隙雷电冲击放电电压为93～112 k V，工频放电电压为47～57 k V。雷电冲击放电电压和工频放电电压均小于中性点绝缘水平，中性点有效接地系统最大暂时工频过电压下间隙不动作，中性点不接地系

浅析变压器的过电压现象及其保护措施

【tips】本文由李雪梅老师精心收编，值得借鉴。此处文字可以修改。 浅析变压器的过电压现象及其保护措施 论文导读：变压器运行时，如果电压超过它的最大允许工作电压，称为变压器的过电压。过电压往往对变压器的绝缘有很大的危害，甚至使绝缘击穿。匝间电容相对于对地电容愈大时，则电压的起始分布愈均匀，电压梯度越小，因此增加匝间电容是有效的过电压保护措施。 关键词：变压器，过电压，保护措施 变压器运行时，如果电压超过它的最大允许工作电压，称为变压器的过电压。过电压往往对变压器的绝缘有很大的危害，甚至使绝缘击穿。过电压分为内部过电压和大气过电压两种。输电线路直接遭雷击或雷云放电时，电磁场的剧烈变化所引起的过电压称为大气过电压(外部过电压)；当变压器或线路上的开关合闸或拉闸时，因系统中电磁能量振荡和积聚而产生的过电压称为内部过电压。变压器的这两种过电压都是作用时间短促的瞬变过程。科技论文。内部过电压一般为额定电压的3.0－4.5倍，而大气过电压数值很高，可达额定电压的8－12倍，并且绕组中电压分布极不均匀，端头部分线匝受到的电压很高。因此，必须采取必要的措施，防止过电压的发生和进行有效的保护。 过电压在变压器中破坏绝缘有两种情况，一是将绕组与铁心(或油箱)之间的绝缘高压绕组与低压绕组之间的绝缘(这些绝缘称为主绝缘)击穿；另一种是在同一绕组内将匝与匝之间或一段绕组与另一段绕之间的绝缘(这些绝缘称为纵绝缘)击穿。由于过电压时间极短，电压从零上升到最大值再下降到零均在极短的时间内完成，因而具有高频振荡的特性，其频率可达100kHZ以上。在正常运行时，电网的频率是50HZ，变压器的容抗很大，而感扩ωL很小，因此可以忽略电容的影响，认为电流完全从绕组内部

变压器中性点接地刀闸的操作

变压器中性点接地刀闸的操作 变压器中性点接地刀闸的切换，是变压器操作中的重要内容之一。在电网实际操作中，应注意以下事项： 1．对变压器进行操作前，一般应先推上变压器中性点接地刀闸，操作完毕后，再将变压器中性点刀闸置于系统要求的位置，以防止操作过电压危及设备安全。 2．在三圈变压器高压侧停电，中、低压侧运行的方式下，应推上高压侧中性点接地刀闸。 因为在这种方式下，虽然变压器高压侧开关在断开位置，但其高压绕组仍处于运行状态，为 保证该方式下变压器高压侧发生故障时，零序电流等保护能够正确动作，故应推上变压器中 性点接地刀闸。 3．变压器停电检修时，应拉开其中性点接地刀闸。不论是中性点直接接地还是中性点不接地系统，正常运行中其中性点都存在一定的位移电压，该中性点位移电压在系统发生单相 接地等故障时会增大。如果在停电检修时不将检修设备中性点与运用中设备的中性点断开， 就有可能使这些电压通过中性点传递到检修设备上去，危及人身和设备的安全。因此，拉开 被检修设备的中性点地刀，应作为现场保证安全的技术措施之一予以落实。

4．同一厂站多台变压器间中性点接地刀闸的切换，为保证电网不失去应有的接地点，应采用先合后拉的操作方式，即先合上备用接地点刀闸，再拉开工作接地点刀闸。 5．自耦变压器和绝缘有特殊要求的变压器中性点，应采取直接接地方式，不宜切换。由于自耦变压器的特殊结构，其一、二次绕组之间不仅存在磁的联系，而且还有电的联系，为避免高压侧网络发生单相接地故障时，在低压绕组上出现超过其绝缘水平的过电压，其中性点必须直接接地。对于绝缘有特殊要求的变压器，为防止过电压危及设备安全，其中性点也宜直接接地。 6．对变压器中性点接地刀闸的操作，必须同步进行零序保护的切换。在一、二次切换操作过程中，操作人员必须根据现场变压器零序保护的配置和实际接线，合理安排一、二次操作步骤，严防不合理的操作顺序引发操作事故。 7．变压器中性点接地运行方式的变更，应根据系统总体要求，按照保持网络零序阻抗基本不变的原则，由调度下令进行

变压器保护定值整定

变压器定值整定说明 注：根据具体保护装置不同，可能产品与说明书有不符之处，以实际产品为主。 差动保护 （1）、平衡系数的计算 1 2 3 4 5 侧的二次电流。如果按上述的基准电流计算的平衡系数大于4，那么要更换基准电流I b，直到平衡系数满足 0.1

I n 为变压器的二次额定电流， K rel 为可靠系数，K rel =1.3—1.5； f i(n)为电流互感器在额定电流下的比值误差。f i(n)=±0.03（10P ），f i(n)=±0.01（5P ） ΔU 为变压器分接头调节引起的误差（相对额定电压）； Δm 为TA 和TAA 变比未完全匹配产生的误差，Δm 一般取0.05。 一般情况下可取： I op.0=（0.2—0.5）I n 。 （3） I res.0（4） a I Δm 2=0.05； b 、 式中的符号与三圈变压器一样。 最大制动系数为： K res.max =res unb.max rel I I K Ires 为差动的制动电流，它与差动保护原理、制动回路的接线方式有关，对对于两圈变压器I res = I s.max 。 比率制动系数：

K= res.max res.0res.max op.0res.max /I I -1/I I -K 一般取K=0.5。 （5）、灵敏度的计算 在系统最小运行方式下，计算变压器出口金属性短路的最小短路电流I s.min ,同时计算相应的制动电流I res ；在动作特性曲线上查出相应的动作电流I op ；则灵敏系数K sen 为： K sen = op I I 要求K sen ≥（6）（7 式中：I K I e （81、低电压的整定和灵敏度系数校验 躲过电动机自起动时的电压整定： 当低电压继电器由变压器低压侧电压互感器供电时， U op=(0.5～0.6)U n 当低电压继电器由变压器高压侧电压互感器供电时， U op=0.7U n 灵敏系数校验

变压器短路电流的实用计算方法

变压器短路电流的实用计算方法 胡浩，杨斌文，李晓峰 （湖南文理学院，湖南常德415000） 基金项目：湖南省科技厅计划项目（2007FJ3046） 1前言 在电力系统中，对于电气设备的选用、电气接线方案的选择、继电保护装置的设计与整定以及有关设备热稳定与动稳定的校验等工作，都需要对变压器的短路电流进行计算。短路电流的计算，一般采用有名制或标幺值算法，再者是应用曲线法。然而,无论哪种方法应用起来都比较繁琐，尤其是对于企业的技术人员与农村的电工，因缺乏相应的技术资料，又不能从变压器铭牌上查到所有计算短路电流的数据，所以想快速算出短路电流值是相当困难的。笔者在多年的实际工作中，依据变压器的基本原理与基本关系式，总结出快速计算短路电流值的实用方法，以满足现场与工程上的需要。 2变压器低压三相短路时高压侧短路电流的计算 变压器的阻抗电压是在额定频率下，变压器低压绕组短接，高压绕组施加逐步增大的电压，当高压绕组中的电流达到额定电流时，所施加的电压为阻抗电压Ud，一般以高压侧额定电压U1N为基础来表示： Ud%=Ud/U1N×100% （1） 由变压器的等值电路可知，低压侧短路后的阻抗折算到高压侧，与高压侧阻抗相加后得总的阻抗Zd，在阻抗电压Ud时，高压绕组电流为额定值I1N， 即： I1N=Ud/Zd （2） 如果高压绕组的电压为U1，则此时高压绕组的电流I1为： I1=U1/Zd （3） 由式（2）和式（3）可得： I1=U1/Ud*I1N （4） 对于单个变压器，其容量远小于电力系统的容量，故可以认为当变压器低压侧出现短路时，高压侧电压不变，即为U1N，代入式（4）就可得到变压器低压侧短路时，高压侧的短路电流I1d： I1d=U1N/Ud*I1N （5） 将式（1）中的Ud代入式（5）得： I1d=I1N/Ud%×100 （6） 而变压器高压绕组的额定电流I1N可表示为： I1N=SN/√3U1N （7） 式中SN———变压器的额定容量 将式（7）代入式（6）可得： I1d=100SN/√3U1NUd% （8） 由式（6）或式（8）可计算出变压器低压三相短路时，高压侧的短路电流值。 3变压器低压三相短路时低压侧短路电流的计算 由于变压器的励磁电流仅为I1N的1%~3%，忽略励磁电流，则高、低压绕组的电流I1、I2与电压U1、 U2的关系为： I1/I2=U2/U1=U2N/U1N 式中

变压器的过电压现象及其保护措施

变压器的过电压现象及其保护措施 1 问题提出 变压器运行时,如果电压超过其最大允许工作电压,称为变压器的过电压。过电压往往对变压器的绝缘有很大的危害,甚至使绝缘击穿。过电压分为操作过电压和大气过电压两种。输电线路直接遭雷击或雷云放电时,电磁场的剧烈变化所引起的过电压称为大气过电压;当变压器或线路上的开关合闸或拉闸操作时,因系统中电磁能量振荡和积聚而产生的过电压称为操作过电压。变压器的这两种过电压都是作用时间短促的瞬变过程。 操作过电压一般为额定电压的3.0～4.5倍,而大气过电压数值很高,可达额定电压的8～12倍,并且绕组中电压分布极不均匀,进线端头部分线匝承受的电压很高。因此,必须采取必要的措施,防止过电压的发生和进行有效的保护。 过电压在变压器中破坏绝缘有两种情况,一是将绕组与铁心(或油箱)之间的绝缘、高压绕组与低压绕组之间的绝缘(这些绝缘称为主绝缘)击穿;另一种是在同一绕组内将匝与匝之间或一段绕组与另一段绕组之间的绝缘击穿。 由于过电压时间极短,电压从零上升到最大值再下降到零均在极短的时间内完成,因而具有高频振荡的特性,其频率可达100kHz以上。在正常运行时,电网的频率是50Hz,变压器的容抗很大,而感抗ωL很小,因此可以忽略电容的影响,电流完全从绕组内部流过。 2 原因分析

以下简单说明两种不同类型过电压产生的原因: (1)操作过电压 在一般的电网中,使用的绝大多数是降压变压器,下面以降压变压器空载拉闸操作为例说明操作过电压产生的原因。 根据变压器参数的折算法可知,把二次侧(低压侧)电容折算到一次侧(高压侧)时,电容折算值很小,因此二次侧电容的影响可以略去不计。这就是说,空载时可以忽略二次侧的影响。就一次绕组来说,由于每单位长度上的对地电容CFe''是并联的,故对地总电容值为: CFe=ΣCFe'' 由于一次侧单位长度上的匝间电容Ct''是串联的,故其匝间总电容值为: Ct=1/(Σ1/Ct'') 在电力变压器中,通常CFe>>Ct,所以定性分析时,匝间电容的影响也可略去不计。 空载变压器从电网上拉闸时,如果空载电流的瞬时值不等于零而是某一数值Ia,这时相应的外施电压瞬时值为Ua。于是在拉闸操作瞬间,一次侧电感L1中储藏的磁场能量为1/2(L1Ia2),电容CFe上储藏的电场能量为1/2(CFeUa2)。由于这时变压器的电路是由电感L1和电容CFe并联的电路,故在拉闸操作瞬间,回路内将发生电磁振荡过程。在振荡过程中,当某一瞬间电流等于零时,此时磁场能量全部转化为电场能量,由电容吸收,电容上的电压便升高到最大值Ucmax。 当拉闸操作电流和电容上的电压一定时,绕组的电感愈大,对地

110kV变压器中性点过电压计算及其保护策略

110kV变压器中性点过电压计算及其保护策略 发表时间：2017-08-08T19:52:12.857Z 来源：《电力设备》2017年第10期作者：朱梁 [导读] 摘要：110kV系统通过改变变压器中性点的接地形式，从而实现调控短路电流量，同时使得继电保护能够整定 （国网上海市区供电公司 200080） 摘要：110kV系统通过改变变压器中性点的接地形式，从而实现调控短路电流量，同时使得继电保护能够整定，而且不接地变压器的中性点通过这种接地形式也能够产生过电压。本文针对110kV变压器中性点过电压的计算进行分析，结合分析内容提出相对应的保护策略。 关键词：110kV变压器；过电压；保护策略 1.引言 由于电力系统常规运行中三相对称的缘故，电力变压器不会产生过电压。若出现意外情况，比如单相接地短路、非全相运行或者是雷电等，则变压器中性点会产生一定的过电压，甚至会和相电压一般；若是出现简谐振动，变压器中性点则会产生更大的过电压。再者由于110kV变压器中性点大部分都是分级绝缘，因此保护变压器中性点是非常重要的。 通过运行实践以及相关资料显示，在雷电冲击、非全相电力运行以及系统单相接地短路事故中，变压器中性点产生的过电压会在极大程度上影响变压器中性点的绝缘。 2.110kV变压器系统的软件仿真 2.1设计110kV变压器系统的仿真模型 为了更清晰的计算变压器中性点在不同事故中所产生的具体过电压值，本文通过ATP-EMTP软件构建110kV变压器的模型进行仿真分析。2个110kV变压器通过YYd的方法连接，设定相同的参数、最大容量，避雷器接在变压器的中性点。以变压器110kV侧母线作为起点，在110kV侧输电线路上共计设有6个点，点与点之间的距离为20m。（如图1） 2.2 110kV变压器系统模型的仿真结果 本次的仿真结果是110kV输电线路上出现单相短路故障，和母线的距离越近，其中性点所产生的过电压值就会越大；换言之，接地点的过电压值越小，那么就越远离母线，其根本原因是由于正序电阻的不断降低所造成的。 此外，110kV母线侧出现了接地的情况，而2个变压器系统的高压侧电源没有出现接地的情况，中性点的最大电压值高达97kV，几乎接近了110kV输电线路中所产生的相电压，其产生原因是电力系统实际上等效于一个无穷大系统。 在本次的仿真过程中，还发现了变压器110kV侧中性点上产生的电位归零是由于线路中的零序电流在输入中性点与接地点的结合部分时被阻挡了，而且35kV上的中性点出现同样的情况，分析其原因是由于10kV侧的连接形式是采用了三角状连接从而阻挡了零序电流的进入所致。 3.110kV变压器中性点的保护策略 3.1降低110kV变压器中性点的过电压 在确定变压器之间的相隔距离之后，通过电压计算公式我们可以得知，降低正序电流的输出值，能够实现降低变压器中性点的过电压值。那么，为了能够降低正序电流的输出值，我们可以改变变压器的接地形式。在原本的变压器仿真模型的基础上进行改动，让1个变压器中性点接地，而其他部分不改变。那么，110kV电力系统中在输出线路侧出现单相接地短路的时候，未接地的那个变压器中性点产生过电 压的具体数值如表1所示。 （表1，修改过后的变压器110kV侧中性点产生的过电压值） 由此可知，未接地变压器的中性点过电压值不论是在稳态或者是暂态都是有一定程度的降低的。而在加设接地置之后，因为零序阻抗值逐渐的降低，所以线路中零序电流值就会逐渐的增加，一定要对系统中单相接地短路所包含的容量进行准确的计算，并且要把继电保护的整定结构放在考虑范围中。 3.2避雷器的选择 采用避雷器对在单相线路接地事故中变压器中性点产生的暂态过电压进行有效的调控，就需要正确的在变压器中性点上设置合适的避

零序电流保护的整定计算-精选.

零序电流保护的整定计算 一、变压器的零序电抗 1、Y/△联接变压器 当变压器Y侧有零序电压时，由于三相端子是等电位，同时中性点又不接地，因此变压器绕组中没有零序电流，相当于零序网络在变压器Y侧断开（如图1所示）。 图1：Y/△联接变压器Y侧接地短路时的零序网络 2、Y0/△联接变压器 当Y0侧有零序电压时，虽然改侧三相端子是等电位，但中性点是接地的，因此零序电流可以经过中性点接地回路和变压器绕组。

每相零序电压包括两部分：一部分是变压器Y0侧绕组漏抗上的零序电压降I0XⅠ,另一部分是变压器Y0侧的零序感应电势I lc0X lc0（I lc0为零序励磁电流，X lc0为零序励磁电抗）。由于变压器铁芯中有零序磁通，因此△侧绕组产生零序感应电势，在△侧绕组内有零序电流。由于各相零序电流大小相等，相位相同，在△侧三相绕组内自成回路，因此△侧引出线上没有零序电流，相当于变压器的零序电路与△侧外电路之间是断开的。所以△侧零序感应电势等于△侧绕组漏抗上的零序电压降I0’XⅡ。 Y0/△联接变压器的零序等值电路如图2所示。由于零序励磁电抗较绕组漏抗大很多倍，因此零序等值电路又可简化，如图3所示。在没有实测变压器零序电抗的情况下，这时变压器的零序电抗等于0.8～１.0倍正序电抗。即：X0=(0.8～１.0)(XⅠ+XⅡ)= (0.8～１.0)X1。 本网主变零序电抗一般取0.8 X1。

图2：Y0/△联接变压器Y0侧接地短路时的零序网络 图3：Y0/△联接变压器Y0侧接地短路时的零序网络简化 二、零序电流保护中的不平衡电流 实际上电流互感器，由于有励磁电流，总是有误差的。当发生三相短路时，不平衡电流可按下式近似地计算： I bp.js=K fzq×f wc×ID(3)max 式中K fzq——考虑短路过程非周期分量影响的系数，当保护动作时间在0.1S以下时取为2；当保护动作时间在0.3S～0.1S时取为１.5；动作时间再长即大于0.3S时取为1； f wc——电流互感器的10%误差系数，取为0.1； I D(3)max——外部三相短路时的最大短路电流。 最新文件仅供参考已改成word文本。方便更改

变压器中性点接地方式的选择

变压器中性点接地方式的选择 变压器中性点接地方式的选择原则: 系统中变压器的中性点是否接地运行原则是：应尽量保持变电所零序阻抗基本不变，以保持系统中零序电流的分布不变，并使零序电流电压保护有足够的灵敏度和变压器不致于产生过电压危险，一般变压器中性点接地有如下原则： （1）电源端的变电所只有一台变压器时，其变压器的中性点应直接接地运行。 （2）变电所有两台及以上变压器时，应只将一台变压器中性点直接接地运行，当该变压器停运时，再将另一台中性点不接地变压器改为中性点直接接地运行。若由于某些原因，变电所正常情况下必须有两台变压器中性点直接接地运行，则当其中一台中性点直接接地变压器停运时，应将第三台变压器改为中性点直接接地的运行。 （3）双母线运行的变电所有三台及以上变压器时，应按两台变压器中性点直接接地的方式运行，并把它们分别接于不同的母线上，当其中一台中性点直接接地变压器停运时，应将另一台中性点不接地变压器改为中性点直接接地运行。 （4）低电压侧无电源的变压器的中性点应不接地运行，以提高保护的灵敏度和简化保护接线。 （5）对于其他由于特殊原因的不满足上述规定者，应按特殊情况临时处理，例如，可采用改变保护定值，停用保护或增加变压器接地运行台数等方法进行处理，以保证保护和系统的正常运行。

系统中各变压器中性点接地情况: 已知条件已给出： （1）网络运行方式 最大运行方式：机组全投 最小运行方式：B厂停1号机组，D厂停2号机组。 （2）各变压器中性点接地情况 发电厂B： 最大运行方式运行时，变压器2号（或3号）中性点接地，未接地的变压器中性点设置接地开关，用于接地倒换。 最小运行方式运行时， 3号变压器中性点直接接地。 发电厂D： 最大运行方式运行时，110KV母线下，变压器1（或2）中性点接地，未接地的变压器中性点设置接地开关，用于接地倒换；35KV母线下，5号变压器中性点不直接接地。 最小运行方式运行时，110KV母线下，变压器1中性点接地，35KV母线下，5号变压器中性点不直接接地。 发电厂C： 由于变压器1、2的低压侧无电源，因此中性点不接地运行。 发电厂E： 由于变压器1、2的低压侧无电源，因此中性点不接地运行。 发电厂F： 由于变压器1、2的低压侧无电源，因此中性点不接地运行。

电气相关计算公式

电气相关计算公式 一电力变压器额定视在功率Sn=200KVA，空载损耗Po=0.4KW，额定电流时的短路损耗PK=2.2KW,测得该变压器输出有功功率P2＝140KW时，二次则功率因数2=0.8。求变压器此时的负载率和工作效率。 解：因P22×100% 2÷(Sn×2)×100% =140÷(200×0.8）×100%=87.5% =（P 2/P1)×100% P1=P2+P0K =140+0.4+(0.875)2×2.2 =142.1(KW) 所以 =（140×142.08）×100%＝98.5% 答：此时变压器的负载率和工作效率分别是87.5%和98.5%。

有一三线对称负荷，接在电压为380V的三相对称电源上，每相负荷电阻R＝16，感抗X L=12。试计算当负荷接成星形和三角形时的相电流、线电流各是多少？ 解;负荷接成星形时，每相负荷两端的电压，即相电压为U入Ph===220(V) 负荷阻抗为Z===20() 每相电流（或线电流）为 I入Ph=I入P－P===11(A) 负荷接成三角形时，每相负荷两端的电压为电源线电压，即＝＝380V 流过每相负荷的电流为 流过每相的线电流为 某厂全年的电能消耗量有功为1300万kwh，无功为1000万kvar。求该厂平均功率因数。 解：已知P=1300kwh,Q=1000kvar 则 答：平均功率因数为0.79。 计算： 一个2.4H的电感器，在多大频率时具有1500的电感？ 解：感抗X L＝则 =99.5(H Z) 答：在99.5H Z时具有1500的感抗。 某企业使用100kvA变压器一台(10/0.4kv),在低压侧应配置多大变比的电流互感器？ 解：按题意有 答：可配置150/5的电流互感器。 一台变压器从电网输入的功率为150kw，变压器本身的损耗为20kw。试求变压器的效率？ 解：输入功率 P i=150kw 输出功率 PO=150-20=130(KW)

主变压器中性点零序过流

、间隙过流和零序过压，是保护设备本身引出线上的接地短路故障的，一般是作为变压器高压侧110--220千伏系统接地故障的后备保护．零序电流保护，是变压器中性点接地运行时的零序保护；而零序电压保护是变压器中性点不接地运行时的零序保护；间隙过流则是用于变压器中性点经放电间隙接地的运行方式中． 零序过流保护，一次启动电流很小，一般在100安左右，时间约 0．2秒．零序过压保 护，按经验整定为二倍额定相电压115，为躲过单相接地的暂态过压，时间通常整定为0．1-- 0．2秒．变压器220KV侧中性点放电间隙的长度，一般为325毫米，击穿电压的有效值为 127．3千伏，当中性点的电压超过击穿电压时，间隙被击穿，零序电流通过中性点，保护时间整定为 0．2秒．在发生单相接地故障时，接在电流互感器上的单相接地电流继电器和零序电压继电器动作，启动时间继电器，时间继电器以整定的时限，通过信号继电器，发出信号和断开接地变压器各侧断路器 110kV线路接地故障时,电源侧为直接接地系统,对侧主变中性点不接地,此时,主变中性点会产生多高电压,主变间隙零序与对侧线路保护如何配合?望高人指点!!! 主变间隙零序与对侧线路保护不需配合，因不是同一系统。主变间隙零序电压一般整定180V, 0.5S. 主变间隙零序电压一般整定110KV系统150V, 0.5S.220KV系统180V,

0.5S. 中性点不接地的主变单相接地中性点理论上产生100V零序电压 中性点直接接地的主变单相接地中性点理论上产生300V零序电压 主变中性点电压在主变非接地时为300V左右，接地时为173左右，反映中性点非直接接地的间隙零序电压所以设定为180V，考虑到雷击过电压、操作过电压等情况，设定时间为 0.5S。 最近我也研究了变压器的间隙保护： 1.从零序序网图可以分析，尽管你提到的变压器中性点不接地，但它仍然处在一个接地系统中（其上级变压器110kV侧接地），所以当线路系统发生基地故障时，本变压器零序电压（PT开口三角电压）是100V。为了防止系统感应过电压、雷击过电压等的误动作，所以整定为150V（对于220kV变压器为 180V）； 2.对于时间定值，我建议你与上一级线路的接地距离II段、零序过流II段等伸入变压器的线路保护段配合，这样可以防止当由于雷击等原因造成线路保护与间隙保护同时动作，即使线路重合成功，由于变压器间隙保护动作将变压器切除，重合闸已经没有意义了。 3.希望小兄弟咱能一起探讨，期待你的信息。 [16楼][继保工人累]于2010-9-22 16:17:07对文章回复如下： 不接地变中性点零序电压一次值应为接地点零序电压，约为110kV // 方向阻抗继电器的最大动作阻抗(幅值)的阻抗角，称为它的最大灵敏角φs 被保护线路发生相间短路时，短路电流与继电器安装处电压间的夹角等于线路的阻抗角ΦL，线路短路时，方向阻抗继电器测量阻抗的阻抗角φm，等于线路

2三段式电流保护的整定及计算

2三段式电流保护的整定计算 1、瞬时电流速断保护 整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流 整定计算公式： 式中： Iact——继电器动作电流 Kc——保护的接线系数 IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。 K1rel——可靠系数，一般取1.2～1.3。 I1op1——保护动作电流的一次侧数值。 nTA——保护安装处电流互感器的变比。 灵敏系数校验：

式中： X1— —线 路的 单位 阻抗， 一般 0.4Ω /KM； Xsmax ——系统最大短路阻抗。 要求最小保护范围不得低于15%～20%线路全长，才允许使用。 2、限时电流速断保护 整定计算原则： 不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。故： 式中： KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取1.1～1.2； △t——时限级差，一般取0.5S； 灵敏度校验：

规程要求： 3、定时限过电流保护 定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。要求作为本线路主保护的后备 以及相邻线路或元件的远后备。 动作电流按躲过最大负荷 电流整定。 式中： KⅢrel——可靠系数，一般 取1.15～1.25； Krel——电流继电器返回系数，一般取0.85～0.95； Kss——电动机自起动系数，一般取1.5～3.0； 动作时间按阶梯原则递推。 灵敏度分别按近后备和远后备进行计算。 式中： Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短路电流。即：最小运行方式下，两相相间短路电流。 要求：作近后备使用时，Ksen≥1.3～1.5 作远后备使用时，Ksen≥1.2

电机功率算电缆的例子电压损失百分数计算公式

电机功率算电缆的例子电压损失百分数计算公式 185千瓦的电动机，距电源200米，请问需要多大的铜芯电缆？具体的公式计算？用什么样的启动方式为好？ 1--------简化公式：每个kw两个电流 185*2大约等于370A的电流 2---------查电工手册中的电缆载流量表选择240平方毫米的铜芯电缆3---------也可用以下选线口诀选择电缆截面。 铝芯绝缘线载流量与截面的倍数关系 10下五100上二， 25、35，四、三界， 70、95，两倍半， 穿管、温度，八、九折。 裸线加一半， 铜线升级算。 4----------启动方式看要求定，要求高的话就采用变频启动，要求低的话可采用星三角启动。 5---------- 低压供电范围是400m以内，应该不用考虑压降问题，压降范围400v以下+5% ，-7%。 6-----------如果电压低可以考虑电压补偿

电压损失百分数计算公式 己知P=185KW L=200m △U=5 求S=? △U=PL/CS S=PL/C△U=185X200/77X5=37000/385=96.1mm2 分析，如果供应这台电动机的变压器容量足够大，800KVA及以上，高低压配电系统线路的质量好，任何时候电压都不低于额定电压，可以用95mm2铜芯电缆。 如果供应这台电动机的变压器容量不大，800KVA以下，高低压配电系统线路的质量不怎么好，电压有可能低于额定电压，应该选用120mm2铜芯电缆。 功率185kw的额定电流 I=P/1.732UcosΦ=185/1.732/0.38/0.8=185/0.53=350安 电压损失百分数△U=5 的意思，就是100V电压通过导线下降5V,380V电压通过导线下降19V. 国家标准规定：380V动力用户电压损失不能超过额定电压的±7%，考虑其它电压损失，电动机的电缆取△U=5 较为合适。 电压损失百分数计算公式 △U=PL/CS △U——电压损失百分数 P——输送的有功功率（Kw） L——输送的距离（m）

主变压器中性点过电压保护配置原则

主变压器中性点过电压保护配置原则 由于电力系统运行的需要，110～220 k V有效接地系统的变压器中性点大部分采用不接地运行方式，变压器一般采用分级绝缘结构，绝缘水平相对较低，所以不接地运行的变压器中性点需要考虑对雷电过电压、操作过电压和暂时过电压的保护。 根据DL／T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的有关规定，提出以下保护配置意见： a）对110 kV和220 k V有效接地系统中可能偶然形成的局部不接地系统（如接地变压器误跳开关等原因引起）、低压侧有电源的变压器不接地中性点应装设间隙保护。 b）经验算，如断路器因操作机构故障出现非全相和严重不同期产生的铁磁谐振过电压可能危及中性点为标准分级绝缘、运行时中性点不接地的110 kV和220 k V变压器的中性点绝缘，宜在中性点装设间隙。 c）变压器中性点间隙值的确定应综合考虑 ———间隙的标准雷电波动作值小于主变压器中性点的标准雷电波耐受值； ———因接地故障形成局部不接地系统时间隙应动作； ———系统以有效接地方式运行、发生单相接地故障时，间隙不应动作。 2变压器中性点保护配置方式的分析 根据以上配置原则，参照广东省电力试验研究所的试验数据，直径16 mm、水平布置、半球头圆钢的棒－棒间隙放电电压与间隙距离的关系见图1，在Ucp（1±σ）和U50％（1±σ）区间内放电的概率为99．7％［1］。 2．1变压器中性点绝缘水平的选取 根据GB 311.7-1998《高压输变电设备的绝缘配合使用导则》，对3～220 k V油纸绝缘设备，耐受操作冲击电压的能力为耐受雷电冲击的0．83倍，其值远超过预期操作过电压水平，所以绝缘水平主要由雷电过电压决定，不需考虑操作过电压的影响。 取中性点绝缘老化累计安全系数为0．85，参考GB311．1—1997《高压输变电设备的绝缘配合》，取雷电冲击安全系数为0．714，工频电压安全系数为1．0，则中性点综合耐受雷电冲击裕度系数为0．6，综合耐受工频裕度系数为0．85。 主变压器中性点可能出现的最大暂时过电压见表1。 2．2中性点保护的配置方式 我国变压器中性点保护方式一般有：单独间隙、单独避雷器、间隙与避雷器并联。下面结合常用中性点避雷器型号，对各种绝缘等级的变压器中性点保护方式（见表2）进行讨论。 2．2．135 kV绝缘等级 35 kV中性点绝缘水平为雷电冲击耐受电压185 k V，工频耐受电压85 k V；考虑安全系数后，绝缘水平为雷电冲击耐受电压111 kV，1 min工频耐受电压73 k V。 单独采用110 mm间隙时，间隙雷电冲击放电电压为93～112 k V，工频放电电压为47～57 k V。雷电冲击放电电压和工频放电电压均小于中性点绝缘水平，中性点有效接地系统最大暂时工频过电压下间隙不动作，中性点不接地系统最大暂时工频过电压下间隙动作，满足保护中性点的要求。推荐采用此保护配置方式。 单独采用Y1．5 W－48／109型避雷器时，避雷器可以耐受中性点有效接地系统最大暂时工频过电压，但裕度较小。在中性点不接地系统最大暂时工频过电压下，避雷器可能损坏。 110 mm间隙与Y1．5 W－48／109型避雷器并联时，满足保护中性点要求。但Y1．5 W －48／109型避雷器非标准型号，在避雷器残压作用下，间隙可能同时动作；在中性点工频

变压器检修初级计算题

1.>有两个正弦电压：U1＝100sin(314t＋120°)V，U2＝50sin(314t－90°)V，问U1与U2的相位差是多少?哪一个电压是超前的? 答案：解：Ψ＝Ψ1－Ψ2＝120°－(－90°)＝210° 答：U1与U2的相位差是210°，U1超前U2。 2.>如图D-3所示，已知R1＝200Ω，R2＝300Ω，R3＝600Ω，电源E＝30V,求总电阻R，总电流I，各支路电流I1、I2和I3。 图D-3 答案：解：电阻为并联，则 1／R＝1／R1＋1／R2＋1／R3 ＝1／200＋1／300＋1／600 R＝100(Ω) I＝E／R＝30／100＝0.3(A) I1＝E／R1＝30／200＝0.15(A) I2＝E／R2＝30／300＝0.1(A) I3＝E／R3＝30／600＝0.05(A) 答：总电阻R为100Ω，总电流I为0.3A，各支路电流I1为0.15A，I2为0.1A，I3为0.05A。 3.>图D-4是一个分压器的原理图。已知U＝300V，d是公共接地点，R1＝150kΩ，R2＝100kΩ，R3＝50kΩ，问从b点和c点输出的电压各是多少? 图D-4 答案：解：由图可知 U cd＝U3 ＝UR3／(R1＋R2＋R3) ＝300×50／(150＋100＋50) ＝50(V) 所以由c点输出电压50V。 U bd＝U2＋U3 ＝U(R2＋R3)／(R1＋R2＋R3)

＝300×(50＋100)／(150＋100＋50) ＝150(V) 所以由b点输出电压150V。 答：从b点和c点输出的电压分别是50V和150V。 4.>已知某一三相电路的线电压为380V，线电流为2A，求三相电路总功率。 答案：解： S＝3UI＝3×380×2＝1315(V A) 答：三相电路总功率为1315V A。 5.>R＝30Ω的电阻与X L＝40Ω的电感线圈串联，接到正弦交流电压上，已知电阻两端电压 U R ＝60V,求电路中的有功功率和无功功率。 答案：解：I＝U R／R＝60／30＝2(A) P＝I2R＝22×30＝120(W) Q＝I2X L＝22×40＝160(V A) 答：电路中的有功功率为120W，无功功率为160V A。 6.>一台8000kV A的变压器，接线组为Yn,D11，变比35000／10500V，求高压侧线电流、相电流及低压侧线电流、相电流和相电压。 答案：解： I1l＝S／1.732U1＝8000×103／1.732×35000＝132(A) I1p＝I1l＝132(A) I2l＝S／1.732U2＝8000×103／1.732×10500＝440(A) I2p＝I2l／1.732＝254(A) U2p＝U2l＝10500(V) 答：高压侧线电流为132A，相电流为132A；低压侧线电流为440A，相电流为254A，相电压为10500V。 7.>某接线组别为Y，d11的35kV变压器，接在线电压为35kV的工频交流电源上，其高低压绕组分别为303匝和150匝，求铁心磁通有效值。 答案：解：E1＝U p＝35000／1.732＝20207(V) Φm＝E1／4.44fW＝20207／4.44×50×303＝0.3(Wb) Φ＝Φm／1.414＝0.3／1.414＝0.21(Wb) 答：铁心磁通有效值为0.21Wb。 8.>一台三相三绕组变压器，其额定容量为50000kV A，它们之间的容量比为100%／100%／50%；高、中、低三个电压分别为220000V、110000V、38500V，求各侧的额定电流。 答案：解：I1n＝50000×103／1.732×22000＝131.22(A) I2n＝50000×103／1.732×11000＝262.44(A) I3n＝50000×103／1.732×38500＝374.91(A) 答：各侧的额定电流分别为I1n＝131.22A，I2n＝262. 44A，I3n＝374.91A。 9.>一台额定电流为52.5A的三相变压器，空载试验时测得的空载电流三相分别为：2.44A，2.44A，2.75A，计算该变压器的空载电流百分数。 答案：解：I0＝［(2.44＋2.44＋2.75)／3×52.5］×100%＝4.84%