变压器零序保护基本原理优化标题

（1）变压器中性点直接接地运行时的零序保护

变压器零序保护由零序电流保护组成，电流元件接到变压器中性点电流互感器的二次侧。为提高可靠性和满足选择性，变压器中性点均配置两段式零序电流保护，每段均设置两个延时，图7.8所示为某电厂的保护接线框图。

图7.8　中性点直接接地变压器的零序保护

零序保护Ⅰ段的动作电流延时t1和t2与相邻元件单相接地保护Ⅰ段相配合。一般情况，t1=0.5～1.0 s，而取t2=t1+Δt。零序保护Ⅰ段以t1延时动作于母线解列，以缩小故障影响范围；动作后仍不能消除故障，再以t2延时动作于发变组解列灭磁。设置Ⅰ段的目的主要是解决母线及其附近的短路，因这类故障对电力系统影响特别严重，应尽快切除。

零序保护Ⅱ段的动作电流及相应的延时t3和t4与相邻元件零序保护的后备段相配合，而取t4=t3+Δt。t3作用于母线解列，t4作用于解列灭磁。

为防止变压器与系统并列之前在变压器高压侧发生单相接地而误跳母联断路器，零序保护动作于母线解列的出口回路应经主变高压侧断路器的辅助触点闭锁。

（2）变中性点不接地运行时的零序保护(www.xing528.com)

220 kV及以上的大型变压器高压绕组均采用分级绝缘，绝缘水平偏低，例如，220 kV变压器中性点冲击耐压为400 kV，10 min；工频耐压为200 kV。主变最高工作电压为242 kV，而其中性点不能长时间耐受242/=140 kV的稳态电压，同时，暂态电压值可能高达252 kV（取暂态系数为1.8），超过了工频过电压允许值200 kV，这时，中性点避雷器可能会在暂态过电压下放电。避雷器按冲击过电压设计，热容量小，在工频过电压下放电后不能灭弧，将造成避雷器爆炸。另外，在系统故障引起断路器非全相跳、合闸时，若发生失步也会使中性点与地之间最高电压超过中性点耐压允许值，甚至引起避雷器爆炸。目前在变压器中性点装设了放电间隙作为过电压保护。但由于放电间隙是一种比较粗糙的保护，受外界环境状况的变化的影响较大，并不可靠，且放电时间不能允许过长。因此，在变压器上又装设了专门的零序电流电压保护，其任务是及时切除变压器，防止间隙长时间放电，并作为放电间隙拒动的后备，如图7.9所示。

图7.9　中性点装有放电间隙的分级绝缘变压器的零序保护原理框图

零序电压元件的输入取自相应的母线电压互感器的开口三角形，用于反映单相接地时的零序过电压，间隙零序电流元件的输入取自放电间隙对地连线的电流互感器，用于反映间隙放电电流。单相接地后，若放电间隙未动，则零序电压元件（3U0）动作，经延时t0（一般取t5≤0.5 s）动作于解列灭磁，切除变压器；若间隙零序电流元件（3I0）动作，则瞬时动作于解列灭磁。

零序电压元件3U0的动作电压应低于变压器中性点绝缘耐压水平，但在电力系统中单相接地且不失去接地中性点的情况下，保护装置不应动作（为此要考虑接地系数a=x0/x1）。定值需经过计算，一般电压互感器二次侧电压为150～180 V（a取2～3）。

间隙零序电流元件3I0的动作电流，根据放电电流的经验数据整定，一般一次动作电流取为100 A。