浅谈主变压器中性点间隙击穿零序保护误动的分析与建议

邓杰

摘 要：攀枝花山区因多发雷雨天气常引发电网单相接地故障，而在某次110kV有效接地系统单相接地故障中，这一故障引发了升压站110kV出线零序Ⅰ段保护越级误动作，为此本文选择了这一故障实例作为研究对象，并对这一误动作展开了分析并提出了防误动改进建议，经过现场应用这一建议取得了较好的应用效果。

关键词：攀枝花；继电保护；保护间隙；单相接地

对于110kV有效接地系统单相接地故障来说，这一故障很容易因中性点放电间隙击穿为零序电流提供通路通路，并引发线路零序保护误动，而为了尽可能避免这一误动的出现，正是本文就主变压器中性点间隙击穿零序保护误动分析与建议展开具体研究的原因所在。

1 故障实例

在本文研究中，笔者选择了攀枝花山区某次110kV有效接地系统单相接地故障作为研究对象，这一故障发生时出现了升压站110kV出线零序Ⅰ段保护越级误动作，断路器跳闸。

2 保护动作分析

为了能够更为深入对故障进行分析，我们首先需要进行保护动作的分析，而通过现场检查，笔者确定了保护装置报文与遥信正确、录波器录波完整、定值核对正确、中性点间隙存在放电痕迹。

为了更为深入进行这一故障中保护动作的分析，笔者开展了零序分量分析，而通过这一分析笔者发现了故障发生时Ⅱ线零序电流值超过整定值，这就使得Ⅰ段保护动作方向与动作值得到了满足，出口因此跳闸[1]。

3 变压器中性点过电压与间隙击穿分析

在完成故障保护动作分析后，我们还需要就变压器中性点过电压与间隙击穿展开分析，这里笔者假定电网某一项在Uφ时发生接地故障，Uφ代表最大运行相电压，由此我们就能够得出中性点暂态电压最大值与故障点零序电压稳态值，即

U′0=K2+K（1+γ）Uφ、U0S=K2+KUφ，而将K这一不平衡系数分别取3、5、∞进行计算后笔者发现，在有效接地故障系统的故障中，间隙击穿源于暂态过电压，而这一暂态过电压可能源自单相跳闸也可能源自线路单相接地，这一故障与主变压器中性点工频稳态电压不存在关系。

4 间隙距离及间隙零序保护时限校核

在完成变压器中性点过电压与间隙击穿分析后，我们还需要进行间隙距离及间隙零序保护时限校核的分析，这一环节的分析主要由以下几方面组成。

1）母线电压计算。

结合本文研究的故障实例，为了能够更为透彻进行该故障的分析，我们就需要计算故障所在升压站110kV母线电压，而假设这一故障的不同故障处并结合整定计算软件进行仿真，我们就能够得到不同故障处母线电压。

2）并联间隙的选择方法。

在完成母线电压计算后，我们还需要确定并联间隙的选择方法，而考虑到UCP区间内放电的概率为99.7%，由此笔者将σ值取0.03，这里的σ代表的是空气间隙工频击穿电压标准偏差，而由此结合间隙并联避雷器整定原则，这一并联间隙的选择就需要遵循：

UbcK1K2U0S′1-3σ