发电厂主变压器中性点保护与运行分析

摘 要：在发电企业中，变压器作为必不可少的重要设备，变压器运行的可靠性直接关系到发电厂供电系统运行的稳定性，因此需要做好变压器中性点保护工作，以引来提高发电厂主变压器运行的安全，为发电厂安全、稳定的运行奠定良好的基础。

关键词：变压器；中性点；接地方式；零序保护；避雷器保护

1 发电厂主变压器的中性点概述

主变压器中性点是三相绕组连接在一起的一个点，在变压器正常运行过程中中性点对地电位为零。为了避免变压器运行过程中过电压对其绝缘带来破坏，需要对中性点进行接地处理，这样不仅可以防止操作过程中过电压对绝缘带来不利影响，而且能够保证中性点保持良好的绝缘效果。对于一些一些大电流接地系统中，也存在部分变压器中性点不接地的情况，以此来起到对单相接地短路电流限制的重要作用。但在通常情况下，在对变压器中性点接地数据和位置进行设计时，都会以变压器绝缘安全、降低短路电流及继电保护可靠动作等要求作为设计的主要依据。特别是对空载变压器切合时，当电变压器中性点直接接地，即使运行中断路器出现三相不同动作或是非对称开端等现象，也能够有效的避免过电压导致的电路事故发生。因此通过正确对变压器中性点接地倒闸操作，可以有效的防范切合空载变压器操作过电压而导致的危害。

2 发电厂主变压器的中性点的保护

2.1 中性点的保护原理

发电厂中当多台变压器处于并列运行状态下时，只需要利用其中一台变压器，将其中性点进行直接接地处理，这样在发生单相接地故障时，故障所产生的零序电流则会借助于变压器中性线而形成回路，这时装置在中性线上的零序电流互感器则能够及时检测到零序电流，并构成接地保护，从而有效的预防过电压对变压器绝缘带来的破坏。但如果对于并列运行的多台变压器都进行中性点接地处理时，则接地点所产生短路电流会分流到各个变压器中，导致保护灵活度降低。所以在电厂中当采用多台变压器并列运行时，只需要对其中一台变压器进行中性点接地处理即可，以此来确保零电流保护的灵敏度，保证系统运行的安全。

为了对变压器中性点绝缘进行保护，有效的防止过电压所带来的危害，则需要采用零序电流保护、间隙零序保护和避雷器保护，作为三种不同的保护方式，但其作用具有相同性。在具体保护过程中，当中性点刀闸接地时，间隙保护和避雷器都不会动作，一旦中性点刀闸断开，则中性点电压则会升高，当其达到一定电压值时，会击穿放电间隙，零序过电流保护开始动作，同时主变压器两侧开关会自动跳开，电压被入向大地。对于没有击穿间隙的情况下，间隙零序电压保护则会快速动作，及时切除变压器，实现对设备的有效保护。当变压器电压降低时，避雷器不会反应，只有在电压持续升高的情况下，避雷器才会及时动作，有效的保护变压器绝缘。在此种情况下，放电间隙还能够起到防范避雷器频繁动作的重要作用，从而有效的延长避雷器的使用寿命。

2.2 主变压器的中性点的保护实现

2.2.1 避雷器的选择

对于中性点所需要安装的避雷器，在选择时需要考虑到变压器中性点冲击耐压要在其冲击放电电压之上，当电网单相接地而引起的中性点电压升高稳态值要低于其灭弧电压。因引在实际选择时，通常会选择专用金属氧化物避雷器，这类避雷器在实践应用中具有较好的效果。

2.2.2 间隙的选择

对于变压器采用放电间隙保护时，需要在变压器中性点和地线之间安装放电间隙，而且放电间隙多以球形、棒形及角形等为主，实践工作中，多会采用以棒形为主的变压器中性放电间隙保护。

2.2.3 整定设计

整定设计时需要考虑间隙零序电流速整定和零序过压保护动作整定两个方面。由于正常情况时放电间隙回路无电流，因此间隙放电电流一般设置一次值为100A时动作。同时当单相接地故障发生时，由于系统中有中性点直接接地，因此零序过压元件不应该动作。

3 发电厂主变压器中性点运行方式分析

变压器作业发电企业重要的运行设备，直接关系到发电厂运行的安全，因此需要采取合理的变压器中性点运行方式，以便于更好的保证发电厂安全稳定的运行。当前变压器中性点运行方式主要有三种，即中性点不接地运行、中性点经消弧线圈接地运行和中性点直接接地运行，这其中性点不接地和经消弧线圈接地称为小接地电流系统，而中性点直接接地则称为大接地电流系统，采用不同的运行方式会对设备绝缘、运行的可靠性带来直接的影响。

3.1 中性点不接地运行方式

采用中性点不接地运行方式时，供电系统中所采用的保护系统通常需要将电气设备金属外壳与工作零线进行连接，一旦设备外壳出现带电情况，则保护系统会及时将漏电电流转变为短路电流，从而使熔断器熔丝及时熔断，低压断路器也会动作，从而在第一时间内对故障设备进行断电，有效的保障了设备的安全性。采用中性点不接地运行方式时，不仅能够节省材料，同时还能够有效的实现工时的减少，相较于其他运行方式具有较多的优势，因此在当前应用也十分广泛。

3.2 中性点经消弧线圈接地运行方式

在这种运行方式时，供电系统中需要严格区分工作零线与专用保护线，而且在正常运行过程中，系统专用保护线上并没有电流通过，工作零线上会存在不平衡电流。这也使专用保护线对地不会有电压，所以可以将专用保护线与电气设备金属外壳接零保护有效连接在一起，能够有效的保证系统运行的安全性和可靠性。同时这种运行方式下，工作零线使用具有较强的局限性，只能用来做为单相照明负载回路使用，同时专用保护线不能断线、不能进入漏电保护，漏电保护器安装在干线上，同时专用保护有重复接地，但不会经过漏电保护器，因此采这这种运行方式时，漏电保护器通常会安装在供电干线上。在当前工作民用建筑等一些低压供电系统中，中性点经消弧线圈接地运行方式会经常用到，有效的保证了供电系统运行的可靠性。

3.3 中性点直接接地运行方式

通过将电气设备外壳直接接地来作为保护接地系统，在该系统中负载的所有接地都为保护接地，因此即使设备外壳带电，也不会发生触电事故。但这其中如果低压断路器不能自动跳闸时，则会导致漏电设备外壳电压会超过安全电压，从而存在一定的危险性。同时在这种运行方式下，即使有熔断器，但在漏电电流较小的情况下也不一定能够熔断，因此需要设置漏电保护器。

4 结束语

发电厂运行过程中变压器具有不可或缺性，为了保证变压器运行的安全性和可靠性，则需要做好变压器中性点保护和运行工作，有效的保护好变压器的绝缘。因此在实践工作中，在设计主变压器中性点保护过程中，需要能够有效的满足绝缘配合、继电保护和运行方式等诸多要求，确保电厂机组能够安全、可靠的运行。

参考文献

[1]张肖平.变压器高压侧中性点间隙保护调试的探讨[J].电力安全技术，2008，10.

[2]黄慧成.110kV大电流接地系统中主变中性点接地的选择[J].新疆电力，2009，12.

[3]张天来.发电厂110-220kV变压器中性点保护研究[J].民营科技，2010，12.