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　　故障分析首先現(xiàn)場(chǎng)勘察發(fā)現(xiàn)古水1號(hào)線22km處發(fā)生B相接地故障；大夫莊主變中性點(diǎn)間隙棒有明顯的放電痕跡；尖山1號(hào)線無(wú)故障發(fā)生。

　　經(jīng)過(guò)對(duì)保護(hù)圖、錄波圖的分析及模擬故障的計(jì)算得出：古水1號(hào)線線路末端發(fā)生B相接地故障在保護(hù)的Ⅱ段范圍內(nèi)，保護(hù)動(dòng)作正確；大夫莊變壓器因古水1號(hào)線發(fā)生單相接地故障時(shí)，引起大夫莊主變中性點(diǎn)過(guò)電壓使間隙擊穿，間隙保護(hù)動(dòng)作。同時(shí)由于大夫莊主變中性點(diǎn)擊穿后主變直接接地，且尖山1號(hào)線為直配線，零序保護(hù)不帶方向，在此情況下通過(guò)大夫莊主變提供的零序電流達(dá)到了尖山1號(hào)線零序保護(hù)Ⅱ段定值，保護(hù)誤動(dòng)。

　　針對(duì)以上問(wèn)題，下面將對(duì)系統(tǒng)接地情況、產(chǎn)生過(guò)電壓情況及保護(hù)配置情況進(jìn)行分析。

　　接地點(diǎn)的選擇根據(jù)電網(wǎng)中接地點(diǎn)選擇的原則：變壓器中性點(diǎn)接地的配置要求是在有效接地系統(tǒng)發(fā)生單相故障時(shí)，系統(tǒng)的中性點(diǎn)不允許失地，且必須保證其有效性X0/X1<3.具體要求為：a）發(fā)電機(jī)及變電站低壓側(cè)有電源的變壓器，中性點(diǎn)均應(yīng)接地運(yùn)行，以防止出現(xiàn)不接地系統(tǒng)的工頻過(guò)電壓狀態(tài)。

　　b）自藕型和有絕緣要求的其他變壓器，其中性點(diǎn)必須接地運(yùn)行。

　　c）要保護(hù)對(duì)該母線的零序電抗在運(yùn)行中變化小來(lái)考慮。

　　d）T接于線路上的變壓器，以不接地運(yùn)行為宜，當(dāng)T接于線路上的變壓器低壓側(cè)有電源時(shí)，應(yīng)采取防止工頻過(guò)電壓的措施（可以采取間隙過(guò)流及間隙過(guò)壓的方式）<1>.

　　基于以上原則及系統(tǒng)對(duì)零序網(wǎng)穩(wěn)定的要求，太原電網(wǎng)現(xiàn)接地點(diǎn)的分布為：所有220kV變電站均有一臺(tái)主變的220kV側(cè)及110kV側(cè)中性點(diǎn)采用直接接地運(yùn)行方式，另一臺(tái)主變均采用經(jīng)間隙接地運(yùn)行方式；110kV變電站主變中、低壓側(cè)接有小電源的其中一臺(tái)主變中性點(diǎn)采用110kV側(cè)直接接地運(yùn)行方式，另一臺(tái)主變采用經(jīng)間隙接地運(yùn)行方式；直配的110kV變電站主變中性點(diǎn)大部分采用經(jīng)間隙接地的運(yùn)行方式，也有少數(shù)變電站采用不接地運(yùn)行方式（中性點(diǎn)采用避雷器來(lái)保護(hù)）。

　　中性點(diǎn)過(guò)電壓水平及中性點(diǎn)保護(hù)方式的分析當(dāng)中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，在中性點(diǎn)引起的過(guò)電壓為：穩(wěn)態(tài)電壓U0=k/（k+2）UX，暫態(tài)電壓U0=15U018U0，其中k=X0/X1，UX為系統(tǒng)相電壓。

　　對(duì)于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)k3；取110kV高運(yùn)行線電壓126kV（UX=727kV），則：U0max=06UX=436kV；U0=654785kV.對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，取110kV系統(tǒng)額定線電壓110kV（UX=635kV），U0max=UX=635kV.一般棒間隙工頻放電電壓應(yīng)滿足5256kV（有效值）；棒間隙沖擊放電電壓應(yīng)滿足79131kV（幅值）。

　　在目前運(yùn)行的變電站中，110kV主變的絕緣水平均采用35kV，44kV，66kV分級(jí)絕緣的變壓器，其中性點(diǎn)絕緣等級(jí)及耐受電壓見(jiàn)。中性點(diǎn)絕緣等級(jí)及耐受電壓中性點(diǎn)絕緣等級(jí)工頻耐受電壓雷電沖擊耐受電壓3585180449525066140325由于110kV系統(tǒng)中棒間隙與避雷器關(guān)聯(lián)的過(guò)電壓保護(hù)方式配合困難，因此近年來(lái)省內(nèi)系統(tǒng)中對(duì)110kV變壓器中性點(diǎn)多采用經(jīng)間隙接地的過(guò)電壓保護(hù)方式來(lái)保護(hù)變壓器可能遭受的各種過(guò)電壓情況，少數(shù)舊變電站變壓器中性點(diǎn)采用避雷器保護(hù)方式。

　　采用間隙保護(hù)方式的間隙選擇原則：a）有效接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)不應(yīng)動(dòng)作，即有效接地單相故障工頻暫態(tài)電壓為654785kV，根據(jù)實(shí)驗(yàn)提供間隙應(yīng)為95115mm.

　　b）因接地故障形成局部失地時(shí)，應(yīng)可靠動(dòng)作，即因接地故障發(fā)生局部失地時(shí)，中性點(diǎn)工頻穩(wěn)態(tài)電壓為635kV，根據(jù)實(shí)驗(yàn)提供間隙應(yīng)不大于120mm.

　　c）應(yīng)滿足雷電過(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。一般110kV變壓器中性點(diǎn)采用棒間隙保護(hù)，間隙距離1105mm.接地保護(hù)的配置整定原則及作用目前變壓器的零序電流保護(hù)、間隙電流保護(hù)與零序過(guò)電壓保護(hù)構(gòu)成了變壓器接地后備保護(hù)，它身兼兩職，除做系統(tǒng)接地后備保護(hù)外，還應(yīng)保證任何情況下，每一臺(tái)主變中性點(diǎn)均不遭受過(guò)電壓。

　　變壓器中性點(diǎn)直接接地配有零序電流保護(hù)，其整定原則與相鄰出線零序保護(hù)配合，主要作用是系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，由于各種原因無(wú)法靠線路保護(hù)來(lái)切除故障且為使變壓器不遭受損壞所配置的后備保護(hù)。

　　對(duì)不接地的分級(jí)絕緣變壓器中性點(diǎn)因絕緣水平分析與探討要求，通常設(shè)有相應(yīng)的避雷器及保護(hù)間隙，同時(shí)增設(shè)反應(yīng)零序電壓和間隙放電電流的零序過(guò)電壓保護(hù)和間隙零序過(guò)流保護(hù)來(lái)作為變壓器中性點(diǎn)經(jīng)放電間隙接地時(shí)的接地保護(hù)，其間隙零序電流保護(hù)定值按規(guī)程推薦110A，0305s，零序過(guò)電壓保護(hù)定值按規(guī)程推薦150180V，0305s<1>（目前省內(nèi)220kV系統(tǒng)取180V，110kV系統(tǒng)取150V），主要作用是系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，對(duì)不接地變出現(xiàn)的過(guò)電壓以及間隙擊穿后產(chǎn)生的零序電流進(jìn)行判斷，達(dá)到定值且躲過(guò)暫態(tài)過(guò)電壓時(shí)間即將主變切除。其目的是防止主變因長(zhǎng)時(shí)間過(guò)電壓沖擊造成絕緣損壞；間隙長(zhǎng)時(shí)間放電造成棒間隙損壞或通過(guò)的零序電流產(chǎn)生局部過(guò)熱造成絕緣損壞等。間隙零序保護(hù)作用于間隙擊穿后及時(shí)切除主變，零序過(guò)電壓保護(hù)做為間隙拒動(dòng)的后備保護(hù)。

　　太原電網(wǎng)的特殊性分析由于太原電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是由220kV變電站以輻射狀向110kV變電站供電且糖葫蘆式、T接式的供電方式居多，特別還有長(zhǎng)距離成串供電的變電站，按照電網(wǎng)中接地點(diǎn)選擇原則；110kV接地設(shè)置在220kV變電站的220kV/110kV降壓變壓器上，是零序電抗的主通道，是保證系統(tǒng)有效性的主導(dǎo)成分，是不允許失地的。對(duì)于110kV終端變電站（不含小電源）的變壓器中性點(diǎn)均不采用直接接地方式，有些采用經(jīng)間隙接地的運(yùn)行方式<1>.但由于110kV直配線路保護(hù)均不具備全線速動(dòng)功能且直配線零序保護(hù)不帶方向，這樣當(dāng)線路末端發(fā)生單相接地故障時(shí)，線路保護(hù)不能0s切除故障，使末端不接地變壓器可能出現(xiàn)零序過(guò)電壓現(xiàn)象，同時(shí)可能波及線末所接的多個(gè)變電站，造成末端主變中性點(diǎn)擊穿后直接接地，使該地區(qū)的零序分布發(fā)生變化，出現(xiàn)接于此母線上不帶方向的保護(hù)反向故障動(dòng)作，即出現(xiàn)保護(hù)的非選擇性動(dòng)作。這樣不僅使故障擴(kuò)大，同時(shí)給故障處理帶來(lái)障礙，延誤送電時(shí)間。

　　從太原電網(wǎng)理論計(jì)算結(jié)果看：a）220kV古交變電站出的110kV線路水庫(kù)、大夫莊地區(qū)等發(fā)生線路末端單相接地故障時(shí)，末端不接地變可能出現(xiàn)過(guò)電壓現(xiàn)象，從高壓理論分析，此為暫態(tài)過(guò)電壓，原因是出現(xiàn)接地故障后由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、容量及參數(shù)的分布出現(xiàn)特殊情況，即等值于線路末端故障點(diǎn)的阻抗已不滿足X0/X1<3的要求，此時(shí)在線末發(fā)生單相接地故障時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高的零序電壓。換句話說(shuō)即零序阻抗/正序阻抗的比值越大，單相接地故障時(shí)所產(chǎn)生的過(guò)電壓就越高。經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)古交220kV站的接地零序等值阻抗較大；即發(fā)生于此站的110kV母線單相接地故障反映出的零序電壓較高。同時(shí)觀察計(jì)算結(jié)果，接入此母線的各直配線末端的變壓器高壓側(cè)發(fā)生單相接地故障時(shí)，零序電壓均很高。

　　b）經(jīng)過(guò)對(duì)以上過(guò)電壓水平高的地方增加接地點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)增加接地點(diǎn)后，發(fā)生系統(tǒng)單相接地故障時(shí)僅對(duì)接地的本站變壓器零序過(guò)電壓有所降低，但對(duì)周邊送出線路的變壓器的過(guò)電壓水平降低并無(wú)明顯效果（此原因主要是該地區(qū)的線路參數(shù)X0/X1>3所致）。220kV小店變電站出的110kV線路（親賢、城南等站）也同樣存在此問(wèn)題。