谈110kV系统变压器中性点经小电抗接地的优越性

赵联臣，孙海涛

（国网山东省电力公司枣庄供电公司,山东枣庄，277000）

谈110kV系统变压器中性点经小电抗接地的优越性

赵联臣，孙海涛

（国网山东省电力公司枣庄供电公司,山东枣庄，277000）

本文对110kV变压器中中性点在经小电抗接地的具体应用方法进行论述。

短路电流；过电压；中性点接地；故障失地

0 引言

电力系统想要获得安全稳定运行，变压器中性点接地方式的科学选择是重要部分。中性点经小电抗接地相较于传统接地方式，在对短路电流、过电压等方面的影响所具有的突出优势。同时运用实例分析的方式，论证在面对电力故障中中性点经小电抗接地的故障限制方法。变压器在中性点接地的方式选择中，一般会随着电网运行的实际需要而不断改进。我国的电网运行实际状况中，大部分中性点的方式仍旧选择陈旧的不接地，虽然在一定程度上能够获得系统稳定性的提高，但是从长远角度考虑，这种不接地的方式非常容易造成变压器内部出现短路冲击，并造成大规模的电网损毁。因此在技术层面，科研专家潜心研究，通过经小电抗的方式取代传统不接地方式，取得了一定的成效。

1 常见多种中性点接地方式比较

本文在具体论述中性点经小电抗接地方式前，首先对目前电力系统当中常见的几种接地方式进行了总结和归纳，并对其进行了逐一分析。

1.1 中性点经电阻接地

中性点经电阻接地是指在电网中性点和地中间设置电阻，利用电阻方式对电网当中出现的间歇性电弧、单相接地电流、通讯干扰等内容进行控制，从而使两相接地的可能性得到降低，实现线路的自动故障检测[1]。

1.2 中性点直接接地

中性点直接接地是指不在电网中心点与地之间进行设置，从而降低电力变压器在超高压中中性点的绝缘强度。并能够在单相接地发生故障时，使中心点电位在零不变，非故障相对地电压稳定维持。不过直接接地的方式多数情况下会出现在220kV以上的高压变压器中，在本文110kV系统变压器中较少出现。

1.3 中性点不接地

作为最为传统的接地方式，中性点不接地是在电力设备上不额外加装配套设施不进行单独接地。这种方式结构简洁运行方便，并在三相电压中呈现A、B、C对称关系，保证持续供电。但是缺点也同样明显，即在电压等级较高的情况下发生故障，会造成严重的绝缘损坏，影响电网安全。

2 中性点经小电抗接地的应用

相较于以上一种接地方式，在实际应用当中，中性点经小电抗接地能够在站内对等效零序阻抗起到改变的作用，从而在系统继电保护定值的整定和选择当中起到决定性的影响。因此在具体应用过程中，首先需要对中性点经小电抗的接地电抗值进行选择，一般来说会在实际运行过程中依照变压器接地时维持等效零序阻抗的特点选择分档取值，再根据投入变压器运行的具体台数设置转换开关状态和参数。之后再选择性能指标过硬的电抗器，其中，电抗器是否具有良好的伏安性能是电抗器选择的关键，选择电抗器之后则可以利用现阶段智能化的控制方式对其进行控制。例如目前广泛得到应用的无人值班变电站，就是通过智能化自动系统实现对中性点经小电抗接地的各阻抗开关控制，并且还需要在系统当中生成相应的控制数据[2]。

3 中性点经小电抗接地相较于其他方式的优越性

3.1 限制故障电压电流值的优越性

本文在对某110kV变电站进行研究的过程中发现，该变电站选用了由保定市某品牌生产的50MVA变电器共计三台，作为主要运行设备。在以往的接地方式当中选用了传统的不接地方式，在多年使用过程中逐渐改换为经小电抗的接地方式。本文利用该设备的这一特点，通过单相接地短路故障和两相接地短路故障，进行对比。为了充实对比实例，又选用了多台电阻接地和直接接地的变压器系统共同参与到对比实践当中，并在故障时对多台机器的中性点电压、中性点电流、故障相电流进行了测算和统计。其中，在单相接地短路故障当中，直接接地方式的中性点电压为0kV，中性点电流约为6.713kA，故障相电流约为2.011kA；不接地方式中中性点电压约为91.42kV，中性点电流及故障相电流均为0kV；电阻接地方式中中性点电压约为73.82kV，中性点电流为3.37kA，故障相电流为1.071kA；而采用经小电抗接地方式，中性点电压为51.296kV，中性点电流为2.012kA，而故障相电流为0.531kA。两相接地短路故障中，四种接地方式的具体数值如表1所示。

表1 四种接地方式在两相接地短路故障时数值

通过上述数值的对比可以清晰的看出，经小电抗接地方式在四种接地方式当中做到了直接接地与不接地的均衡，同时兼具了二者的优势，避免了在短路故障当中出现不对称短路与短路电流之间的矛盾。此外，在对整个110kV系统的影响中，可以清楚地发现，经小电抗的接地方式相较于电阻接地方式具有更好的中性点电压抑制效果。

3.2 限制故障失地过电压的优越性

在电力系统当中，如果单组形式的变压器是变电站的主要机械设备，那么当出现电源电压值过小的情况时，没有其他备用设备，从而在面对极易出现的电路单相接地这一情况，就会出现断路器跳闸，并自动停止工作。在既往的不接地电路系统当中，这种故障的出现会使得电路系统内部生成较高的电压，从而使设备的绝缘性变强，避雷器遭受电压损害。这种情况下，原本选择接地的变压器会由于故障出现断开，就形成了电压故障“失地”。在以往的不接地方案中，电压失地的出现由于属于非全相故障，因此会出现继电保护，迫使变压器保护跳闸。在进行不接地和经小电抗接地两种方式在电压失地故障发生时的暂态峰值，发现不接地方式的暂态峰值高于经小电抗暂态峰值达47%之多，同时对比其他接地方式下电压失地时的暂态峰值，可以看出在多种接地方式当中，最小电抗接地方式的暂态峰值最低，一度曾低于44kV，而在多种接地方式当中，暂态峰值最低为直接接地方式，但也已经超过80kV。由此可见在对电压故障失地的限制当中，经小电抗接地方式具有十分突出的优势[3]。

3.3 限制短路电流的优越性

在变压器当中，变压器的正序抗阻或者负序抗阻需要保证与电抗等值相持平，才能保证变压器的稳态运行。而在一般变压器的三相对称电路当中，会出现流动形式的零序电流，并且会在流动过程中遇到一定的阻抗，这种阻抗被称为零序阻抗。为了保证变压器的稳态运行，一般需要通过中性点接地的方式进行零序保护。由于中性点所处位置以及变电站中变压器数目不定，因此在选择接地方式时需要认真考虑零序分布的特点。在部分接地方式中，一般会采用中性点一半利用开关隔离的方式接地，而另一半则保持对地绝缘的方式，保证零序阻抗前后不变。而在经小电抗接地方式的应用中，由于电抗器可以根据具体的零序保护需求进行电抗值的调节，因此在变压器之中，电抗值可以利用电压值大小以及流经中性点的三倍零序电流的相关数据来予以确定，在考虑了中性点的绝缘水平的同时，还兼顾了电抗值的选取范围。因此，当变电站内使用多台变压器共同运行时，为了保证变压器的稳态运行，可以利用经小电抗的接地方式通过电抗值的调控来满足零序保护的需求。相较于其他的接地方式，经小电抗接地有着更加突出的对短路电流的抑制作用。

4 结论

在理论与实践当中，都可以通过诸多实例论证得出，中性点接地采用经小电抗的方式，能够起到对单相故障的短路电流进行一定程度的控制这一重要作用，同时还在一定程度上降低了过电压，减少了因变压器绝缘效果不理想所带来的种种安全隐患。本文在针对某变电站利用经小电抗方式的中性点接地实践的论述当中，充分证明了相较于其他多种接地方式，经小电抗具备十分突出的优越性。

[1]邹长宏.110/220kV变压器中性点经小电抗接地方式的研究及其应用[D].华北电力大学,2013.

[2]官澜.变压器中性点接地方式对电力系统运行可靠性的影响研究[D].西南交通大学,2010.

[3]刘永志.110kV系统主变压器中性点接地方式研究[D].长春工业大学,2016.

Littelfuse碳化硅MOSFET可在电力电子应用中实现高速切换

中国，北京，2017年10月17日讯 - Littelfuse, Inc.今日宣布推出了首个碳化硅（SiC）MOSFET产品系列，成为该公司不断扩充的功率半导体产品组合中的新系列。Littelfuse在3月份投资享有盛誉的碳化硅技术开发公司Monolith Semiconductor Inc.，向成为功率半导体行业的领军企业再迈出坚定一步。LSIC1MO120E0080系列具有1200V额定功率和超低导通电阻（80mΩ），是双方联手推出的由内部设计、开发和生产的碳化硅MOSFET。该装置针对高频切换应用进行了优化，兼具超低切换损耗与超高切换速度，令传统功率晶体管望尘莫及。

相比具有相同额定值的硅器件，碳化硅MOSFET系列产品的能效更高，系统尺寸/重量得到缩减，电力电子系统中的功率密度也有所增加。即便在高温（150℃）下运行，也能发挥一流的耐用性与卓越性能。

新型碳化硅MOSFET产品的典型应用包括电源转换系统，例如：太阳能逆变器、开关模式电源设备、UPS系统、电机驱动器、高压DC/DC逆变器、电池充电器和感应加热。

LSIC1MO120E0080系列碳化硅MOSFET具有以下关键优势：

· 超高切换速度可提高效率和电源密度。

· 切换损耗降低，有助提高切换频率。

· 更高的工作温度可确保器件在广泛的高温应用中更加可靠耐用。

This paper discusses the superiority of the neutral point in the transformer of 110kV system

Zhao Lianchen, Sun Haitao
(Zaozhuang power supply company, shandong electric power company,Zaozhuang Shandong,277000)

This paper discusses the specific application methods of the neutral points in 110kV transformer in small reactance grounding

short circuit current; Overvoltage; Neutral grounding; Fault ground