文档介绍：主变压器中性点间隙保护问题分析与建议
彭向阳,钟定珠,李谦,朱根良
(广东省电力试验研究所,广州 510600)
摘要:分析近期四起多台主变压器跳闸故障,指出故障期间主变压器变高中性点并没有出现危险的工频稳态电压升高,中性点间隙在系统暂态电压和雷电波作用下击穿,间隙零序过流保护动作造成在线路重合前主变压器不必要的跳闸是故障的原因。建议突破规程, s,配合线路重合闸动作时限,以避免这种故障。并分析了这种措施对主变压器安全运行的影响。
关键词:主变压器;中性点间隙保护;故障分析
2002年以来东莞电网相继发生四起主变压器跳闸故障:
(1) 2002年7月14日220 kV沙立线(沙角—立新)A相故障导致220 kV立新站2号主变压器220 kV中性点间隙动作主变压器跳闸;
(2) 2002年8月3日220 kV东跃(东莞—跃立)甲、乙线A相同时故障导致220 kV立新站2号主变压器220 kV中性点间隙动作主变压器跳闸;
(3) 2004年6月1日220 kV东葵(东莞—葵湖)乙线C相故障导致220 kV葵湖站2号主变压器220 kV中性点间隙动作主变压器跳闸;
(4) 2004年6月21日220 kV东跃线、东新线(东莞—立新)A相同时故障导致220 kV立新站1号、3号主变压器220 kV中性点、220 kV跃立站2号主变压器110 kV中性点间隙动作三台主变压器跳闸。
以上主变压器跳闸时,好在有10 kV备自投正确动作,均没有造成停电损失。
1 故障分析
四起故障的特点
上述四起220 kV主变压器跳闸故障均为有效接地系统220 kV线路雷击单相接地故障引起(故障站母线均并列运行、且一台主变压器中性点接地运行,雷电定位查询线路故障点附近大多有较强雷击发生)。
南方电网技术研究 2005 年第 1 卷 40
此外,第一、四起故障系由线路同杆共架段雷击引起,第一、二、四起故障系由单电源供电线路引起(系统110 kV、10 kV侧没有电源)。
四起故障的不同点:故障录波显示,第一、二起主变压器中性点间隙击穿发生在线路单相跳闸的同时,在线路单相重合闸前的系统为有效接地系统单电源非全相运行(两相运行)。第三、四起主变压器中性点间隙击穿发生在线路单相接地故障产生的同时,在线路单相跳闸切除故障前的系统为有效接地系统带单相接地故障运行;第三起变高及变高中性点避雷器均有动作记录,第一、二、四起变高、变高中性点及母线避雷器未有动作记录;第一、二、三起均系变高中性点间隙击穿,第四起有两台主变压器变高中性点间隙击穿、一台主变压器变中中性点间隙击穿。
间隙击穿的原因
对于第一、二起故障,220 kV有效接地系统单电源非全相(两相)运行时,主变压器变高中性点对地最大工频稳态电压升高为一半相电压即73 kV,立新站2号主变压器变高中性点间隙距离为260 mm,考虑正负3倍标准偏移工频放电压区间为[ kV, kV]。可见,非全相运行造成的中性点稳态电压升高远不致间隙击穿,由于间隙放电发生在线路单相跳闸瞬间,系统非全相操作(故障线路单相跳闸)产生内部操作过电压才是间隙击穿的原因。
事实上,对间隙操作冲放电压U50%(±)-3σ核算表明,当非全相操作造成中性点过