浅议变压器中性点的运行方式

刘丰莲

（国网技术学院，山东 泰安271000）

0 引言

电力系统的中性点是指三相绕组作星型连接的变压器和发电机的中性点。我国电力系统广泛采用的中性点接地方式有小电流接地系统、大电流接地系统两种。其中，35kV及以下电压等级采用小接地电流系统，110kV及以上电压等级采用中性点直接接地系统。

1 6～35kV变电站

6～35kV配电网一般采用小电流接地方式，主要可分为以下两种：不接地、经消弧线圈接地。

中性点不接地方式适用于6～10kV单相接地故障时电容电流不大于30A或35kV单相接地故障时电容电流不大于10A的线路。此类系统发生单相接地故障时接地电流仅为电容电流且较小，故障点电弧可以自动熄灭，线电压仍然平衡。故发生单相接地故障时，线路不跳闸，只发出接地信号，可继续运行一段时间（一般规定不超过2h，某些新型电压互感器规定不超过8h），以保证供电连续性，且对通讯的干扰也比较小。但发生单相接地后，非故障相电压升高至线电压，因此对设备的绝缘要求较高。发生单相接地后，应在规定时间内通过接地选线系统或由人工查找接地点并处理。

中性点经消弧线圈接地适用于单相接地故障时电容电流较大，瞬时性单相接地故障较多的架空线路为主的配电网。发生单相接地时，接在中性点的消弧线圈的感性电流补偿接地点流过的容性电流，使故障电流减小到电弧自熄，熄弧后故障点绝缘自行恢复，降低系统弧光接地过电压的概率。与中性点不接地系统相同的是，线路发生单相接地时，不必立即跳闸，可带单相接地故障运行2h。

2 110kV变电站

110kV及以上电压等级采用中性点直接接地系统。110kV变电站主变的高压侧正常运行时中性点接地与否由调度决定。当110kV变电站为终端变电站时，为提高继电保护的灵敏性，正常运行中变压器一般采用中性点不接地运行方式。但在投运或停运变压器时，中性点必须先接地，并投入相应零序保护。原因如下：为使变压器绝缘尺寸缩小，从而降低造价，110kV及以上变压器大多采用分级绝缘（也称半绝缘）结构，即靠近中性点的绕组绝缘水平低于三相端部绕组的绝缘水平。若中性点不接地，变压器投运或停运时断路器的分合闸三相不同期会造成变压器中性点出现过电压，最高可达到相电压甚至更高，损坏其绕组绝缘。中性点接地也可以限制各种操作过电压。主变投入运行后，可按系统需要由调度决定中性点是否拉开。

3 220kV变电站

3.1 安排变压器中性点接地方式的原则

变压器中性点接地方式的安排应尽量保持变电站的零序阻抗基本不变。接地点的数目和地点应按继电保护的整定要求决定。（1）若变电站只有一台变压器，则中性点应直接接地。（2）高压侧采用双母线并列运行的变电站有两台变压器时，一般将一台变压器中性点直接接地，当该变压器停运时，需将另一台变压器中性点直接接地。（3）若双母线运行的变电站有三台及以上变压器，一般每组母线上有一台中性点接地。

3.2 变压器中性点接地刀闸的切换

220kV主变中性点装设接地零序和（不接地）间隙零序保护，作为变压器内部绕组、引线及相邻元件（母线或线路）接地故障的后备。若站内两台主变压器中性点需进行切换，总原则是保证电网不失去接地点，即采用先合后拉的方式，相应的零序保护也应切换。如某220kV变电站有两台主变T1、T2，正常运行时T1中性点接地，接地零序投入，间隙零序退出；T2中性点不接地，间隙零序投入，接地零序退出。切换两台变压器的中性点应按以下执行：

（1）如图1、图2所示，若间隙保护用电流互感器接在变压器中性点放电间隙与接地点之间，可按以下顺序：1）投入T2的接地零序；2）合上T2的中性点刀闸；3）退出T2的间隙零序；4）投入T1的间隙零序；5）拉开T1的中性点刀闸；6）退出T1的接地零序。

图1 接地零序、间隙零序用电流互感器分别装设在中性点接地刀闸与接地点之间和间隙与接地点之间

图2 接地零序、间隙零序用电流互感器分别装设在中性线上和间隙与接地点之间

实践中，图1所示方式下，若中性点接地刀闸处于合位，间隙中无电流，间隙零序保护无法起到作用。同理，中性点接地刀闸处于合位时中性点才有电流，接地零序保护才能起作用。因此，正常情况下两种保护的功能压板均可处于投入状态。但中性点零序用电流互感器（TA）需单独装设，不能采用主变压器套管TA。

图2为目前变电站常用方式。中性点零序TA无需单独装设，可采用主变压器套管零序TA，更具有经济性。当中性点接地刀闸合上时，间隙中无电流，相当于自动退出。当中性点接地刀闸拉开时，为防止接地零序误动作，应退出接地零序。间隙保护压板可始终投入，不必手动投切。

（2）若间隙零序、接地零序用TA都取自变压器中性点套管电流互感器的不同二次绕组，中性点及相关保护的切换应按以下顺序：1）退出T2的间隙零序；2）合上T2的中性点刀闸；3）投入T2的接地零序；4）退出T1的接地零序；5）拉开T1的中性点刀闸；6）投入T1的间隙零序。

这种方式下，若间隙零序在投入位置，合上主变压器中性点接地刀闸时，一旦发生单相接地，间隙零序电流互感器也通过零序电流。由于间隙零序电流整定值较小且时间短，间隙零序保护将误动作。因此，为避免间隙零序过流保护误动，应在合变压器的中性点地刀前先退出间隙零序保护。

4 330～750kV变电站

超高压（330～750kV）变电站中，为了减小体积、方便运输，多采用单相自耦变压器。此类变压器的高、中压侧为自耦星型连接，其中性点始终保持直接接地，不需人工拉合。其零序保护的配置按照规程执行。

5 结语

综上所述，35kV及以下变压器中性点采用不接地或经消弧线圈接地，110kV及以上采用中性点直接接地。220kV主变在进行中性点切换时，除了中性点刀闸应先合后拉外，相应压板的投切应根据间隙保护用电流互感器安装地点的不同采取不同的操作顺序。

［1］国家电网公司人力资源部.变电运行（110kV及以下）［M］.北京：中国电力出版社，2010.

［2］国家电网公司人力资源部.变电运行（220kV）下［M］.北京：中国电力出版社，2010.

［3］国家电力调度通信中心.电力系统继电保护规定汇编［M］.2版.北京：中国电力出版社，2000.