2 分級(jí)絕緣變壓器中性點(diǎn)的過(guò)電壓保護(hù)方式
按電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T620—1997《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》規(guī)定,對(duì)于分級(jí)絕緣變壓器中性點(diǎn)的過(guò)電壓保護(hù)方式可分為兩類(lèi)情況考慮:
a)有效接地系統(tǒng)中的中性點(diǎn)不接地的變壓器,就在中性點(diǎn)裝設(shè)雷電過(guò)壓保護(hù)裝置,且宜選變壓器中性點(diǎn)金屬氧化物避雷器。
對(duì)于中性點(diǎn)絕緣為60kV電壓等級(jí)的變壓器,選用 HY1.5W5-72/186 型復(fù)合外套式氧化鋅避雷器或 HY1C4-73/175型復(fù)合外套式串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器,其雷電過(guò)電壓下的安全裕度因數(shù)可達(dá)1.6左右。且由于避雷器額定工作電壓較高,足以保證當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障引起工頻電壓升高時(shí),避雷器不動(dòng)作,避免了因通流容量不夠發(fā)生爆炸的可能性。
對(duì)于中性點(diǎn)絕緣為35 kV,44kV電壓等級(jí)的變壓器,選用 HY1C4-60/134型復(fù)合外套式串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器,其雷電過(guò)電壓下的安全裕度因數(shù)為1.2以上,該型避雷器工頻放電電壓(有效值)不小于95kV,因此,可較長(zhǎng)時(shí)間承受中性點(diǎn)處工頻過(guò)電壓而不發(fā)生誤動(dòng)作。
取消加并聯(lián)水平棒間隙的保護(hù)方式,可避免因水平棒間隙頻繁動(dòng)作造成繼電保護(hù)誤動(dòng)的可能性,減少了不必要的停電損失,也提高了電力系統(tǒng)穩(wěn)定和供電可靠性。
b)對(duì)可能形成系統(tǒng)失地且低壓側(cè)有電源的分級(jí)絕緣變壓器不接地的中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)間隙。因接地故障形成局部不接地系統(tǒng)時(shí)該間隙應(yīng)動(dòng)作;系統(tǒng)以有效接地方式運(yùn)行發(fā)生單相接地故障時(shí)間隙時(shí)間隙不動(dòng)作。間隙距離的選擇除應(yīng)滿(mǎn)足上述兩項(xiàng)要求外,還應(yīng)兼顧雷電過(guò)電壓下保護(hù)變壓器中性點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)絕緣的要求。
分級(jí)絕緣變壓器帶故障失地及開(kāi)關(guān)非全相操作所產(chǎn)生的工頻過(guò)電壓有可能危及變壓器中性點(diǎn)絕緣,避雷器因通流容量不足難以限制這種工頻過(guò)電壓。因此,必須采用棒間隙保護(hù)。對(duì)于中性點(diǎn)絕緣為60kV 絕緣等級(jí),采用140mm 水平棒間隙保護(hù),其雷電沖擊保護(hù)比和操作沖擊保護(hù)比均有足夠的裕度,且滿(mǎn)足過(guò)電壓規(guī)程的技術(shù)要求。但對(duì)于90雷暴日左右的多雷區(qū)域,雷過(guò)電壓使水平棒間隙頻繁動(dòng)作導(dǎo)致主變壓器失壓或繼電保護(hù)誤動(dòng)的問(wèn)題得不到有效的解決。筆者認(rèn)為采用HY1C4-73/175型復(fù)合外套式串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器并聯(lián)與之配合,能收到較好的效果。該型避雷器的工頻放電電壓(有效值) 95kV,1.2/50μs沖擊放電電壓(峰值120kV),工頻耐受電壓不小于(有效值)73kV,而140mm 間隙的工頻放電電壓上限值71kV,沖擊放電電壓下限值129kV,足見(jiàn)其配合是可行的。使用水平棒間隙保護(hù)時(shí)應(yīng)加裝間隙零序保護(hù),即在棒間隙接地端串有TA作為零序信號(hào)抽取,當(dāng)水平棒間隙擊穿放電時(shí),帶時(shí)限切斷變壓器開(kāi)關(guān),防止截波作用危及變壓器層、匝間絕緣或其它運(yùn)行設(shè)備。
對(duì)于中性點(diǎn)絕緣為35kV,44kV電壓等級(jí)的變壓器,其標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊全波和截波分別為 180 kV,250 kV,取絕緣老化累積因數(shù)0.85,則變壓器中性點(diǎn)沖擊耐受水平約 153kV,若采用120mm 水平棒間隙,其沖擊放電電壓上限值為154.7kV,因此,必須加氧化鋅避雷器承擔(dān)外過(guò)電壓。考慮水平棒間隙動(dòng)作的擊穿電壓值受大氣環(huán)境條件的影響及其它因素,根據(jù)理論計(jì)算,選用125mm水平棒間隙與并聯(lián) HY1C4-60/134 型復(fù)合外套式串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器配合的方式,較為適宜。棒間隙的配置,可使用φ16mm 圓鋼,端部半球形,表面加工細(xì)致無(wú)毛刺并安裝時(shí)進(jìn)行加電壓技術(shù)老煉,提高運(yùn)行后數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,這一點(diǎn)非常重要。
3 結(jié)論
a)以往對(duì)于分級(jí)絕緣變壓器中性點(diǎn)過(guò)電壓保護(hù),采用避雷器與水平棒間隙的配置方式,由于參數(shù)配合困難,存在不足之處,給系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)一些問(wèn)題。
b)110kV 系統(tǒng)不失地時(shí),中性點(diǎn)不接地的分級(jí)絕緣變壓器,可在中性點(diǎn)裝設(shè)相應(yīng)技術(shù)參數(shù)的氧化鋅避雷器。
c)對(duì)可能形成系統(tǒng)失地且低壓側(cè)有電源的分級(jí)絕緣變壓器不接地的中性點(diǎn),采用合理的水平棒間隙與并聯(lián)復(fù)合外套式串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器配合方式較為適宜。
d) 使用水平棒間隙保護(hù)時(shí)應(yīng)加裝間隙零序保護(hù),有利于防止因間隙擊穿放電的截波作用危及變壓器層、匝間絕緣或其它運(yùn)行設(shè)備。