電力系統(tǒng)中,接地故障常常是故障的主要形式。因此,大電流接地系統(tǒng)中的變壓器,一般要求在變壓器裝設接地(零序)保護,作為變壓器本身主保護的后備保護和相鄰元件接地短路的后備保護。變壓器接地保護是由裝在變壓器中性點與接地點之間的電流互感器、放電間隙、變壓器綜合保護裝置組成。
變壓器中性點直接接地保護普遍采用以下接線,見圖1。
圖1
變壓器中性點隔離開關在合位,即變壓器中性點接地運行。此時應投入零序過電流保護;變壓器中性點隔離開關在分位,即變壓器中性點不接地運行,此時應投入零序過電壓保護和間隙放電零序過電流保護。
實際運行表明,該保護在各級電網(wǎng)中經(jīng)受住了考驗,未發(fā)生誤動、拒動。同時在現(xiàn)代電網(wǎng)設計中基本采用這一保護方式。
總結(jié)變壓器實際運行的經(jīng)驗,筆者認為無論是全級絕緣變壓器還是分級絕緣變壓器,全部采用這種接線方式是沒有必要的,尤其是在裝設放電間隙電流保護時,是多余的,使保護復雜化而不利于設備運行,應采用圖2接線。簡化后的接線并沒有降低保護的功能,只取消了變壓器的中性點放電間隙及零序電流互感器,投入零序過電流保護和零序過電壓保護。
圖2
取消放電間隙電流保護基于以下原因:
1. 由于系統(tǒng)容量增大,網(wǎng)絡接線更加合理,系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障時把中性點接地斷開的概率很小,筆者了查閱近幾十年的統(tǒng)計資料,發(fā)現(xiàn)還沒有這種故障。一旦遇到此類故障,零序過電壓保護完全可以保護變壓器且及時切除故障。
2. 當發(fā)電機-變壓器組在升壓過程中,如未合變壓器中性點隔離開關,可能會產(chǎn)生內(nèi)部操作過電壓,此時發(fā)電機發(fā)出三相電壓不一致警告,使零序電壓升高。而零序過電壓保護此時即可起到保護變壓器的作用。
3. 零序過電壓保護取自高壓母線電壓互感器,與線路保護零序方向電壓相同,該電壓可通過電氣監(jiān)視系統(tǒng)實時監(jiān)視,具有很高的可靠性。
4. 在實際運行中,隨變壓器接地點接地方式的變化,變壓器零序保護也要做相應變化。改進后的接線已經(jīng)在山西某電廠投入運行,變壓器容量為75000KVA,220KV/10KV。
取消零序過電壓保護壓板,該保護一直投入,與變壓器中性點是否接地無關。零序電流保護壓板根據(jù)變壓器中性點情況選擇投退,零序保護整定值不變。
綜上所述:改進后的保護簡化了保護配置,同時保護的可靠性、安全性、靈敏性并未降低,降低了保護裝置投資。
(摘編自《電氣技術》,原文標題為“淺談大電流接地變壓器中性點保護”,作者為白戈亮等。)