刘 林，王洪涛，鲁月娥

(1.国网荆门供电公司，湖北 荆门 448000;2.国网湖北省电力有限公司检修公司，湖北 武汉 430050)

220 kV及以上电压等级的变压器中性点一般直接接地，接地方式根据调度年度母线总阻抗文件确定，特殊情况下按调度指令执行[1]。110 kV双主变压器(主变)并列运行的变电站，其中1台主变中性点直接接地运行，另1台主变中性点经间隙接地，非直接接地运行，2台主变中性点接地方式根据调度指令进行变换[2-3]。在对单台主变进行停、送电操作时，其中性点接地方式会发生变化，所以此时的主变保护定值要进行相应调整。因为在操作主变高压侧断路器前，为了防止出现操作过电压，主变中性点接地开关闭合，而主变零序过流保护是在主变中性点直接接地时起作用，间隙过流保护是在主变中性点经间隙接地时起作用。

在运维倒闸操作中，一种是不管主变中性点接地方式如何，都要求将主变零序过流保护和间隙过流保护同时投入，避免倒闸操作中误操作主变保护的二次压板，造成中性点失去保护或主变失去零序过流保护[4]；另一种是按调控规程，零序过流保护和间隙过流保护随主变中性点接地方式改变而投入、退出[5-6]。当主变中性点直接接地运行时，投入零序过流保护，退出间隙过流保护；当主变中性点经间隙接地运行时，投入间隙过流保护，退出零序过流保护[7-8]。在主变送电操作前，若主变中性点经间隙接地，投入零序过流保护，可以同时投入间隙过流保护，再闭合中性点接地开关，以防止操作过程中[9]，主变中性点失去保护，送电操作完毕后，再断开中性点接地开关，退出零序过流保护[10]。

1 零序过流保护与间隙保护的原理

变压器的作用是实现不同电压等级的变电站连接和能量循环，造价非常昂贵，变压器绝缘等级是影响变压器成本的一个重要因素，为了降低制造成本，当变压器绕组是星型设置且中性点引出时，会对变压器采取分级绝缘的方式处理，分级绝缘是指中性点绝缘等级比本体绝缘等级低。在电网实际运行中，接地故障发生频次占电网故障总数的80%，当主变中性点直接接地时，主变中性点侧的变压器绕组套管引出线发生接地故障在零序过流保护范围内，同时零序过流保护还是主变主保护和主变相邻线路及母线接地时的后备保护。主变中性点直接接地时，发生接地短路故障后会产生很大的接地短路电流，为了避免过大的短路电流造成一次设备损坏，会合理安排中性点直接接地运行的变压器，其他变压器则采取中性点经间隙接地的方式运行。中性点采取经间隙接地的方式，除限制接地短路电流，还防止倒闸操作、雷电反击和单相接地时，中性点出现过电压而导致中性点绝缘被击穿。

根据荆门地区各变电站及大工业用户的主接线情况统计，总结出变压器中性点零序电流互感器(简称“零序TA”)和间隙电流互感器(简称“间隙TA”)有以下4种典型配置方式。

a.主变零序过流保护和间隙过流保护的电流采样均从中性点套管TA采集故障电流，如图1所示，TA中2个绕组分别提供零序过流保护和间隙过流保护的故障电流，因2个保护故障的严重程度不同，保护整定的定值也不同。由图1可以看出，当发生接地短路故障时，中性点套管TA故障电流会同时传给零序过流保护和间隙过流保护做采样计算。对于中性点直接接地方式，故障电流主要含有工频分量；对于中性点经间隙接地方式，因间隙一般是被间歇性击穿，故障电流含有大量高频分量，对TA的抗饱和能力要求高一些。

b.主变的零序过流保护和间隙过流保护从各自独立的电流互感器上采集故障电流，如图2所示。当发生接地短路故障时，对于中性点经间隙接地且间隙处发生击穿现象时，只在间隙TA有故障电流；对于中性点经接地开关接地时，只在零序TA有故障电流。因2台TA的励磁拐点电压、伏安特性曲线及故障严重程度不同，接入保护装置的二次接线一定不能接错，否则会造成保护误动或拒动。

c.主变零序过流保护从中性点套管TA采集故障电流，间隙过流保护从单独配置的间隙TA采集故障电流，如图3所示。2台TA互相独立，当发生接地短路故障时，对于中性点经间隙接地且间隙被间歇或连续击穿时，零序TA和间隙TA均有故障电流；对于中性点经接地开关直接接地时，只有零序TA有故障电流。这种方式减少1台零序TA，节省了项目成本。

d.引入主变中性点开关辅助触点的改进型接线，如图4所示。a1、a2为开关辅助触点，当中性点接地开关断开时，a1断开，a2闭合，此时主变间隙过流保护投入；当中性点接地开关闭合时，a1闭合，a2断开，此时主变零序过流保护投入。这种改进型接线的实现原理是在主变保护装置中接入中性点开关辅助触点信号，将该开入量串联到零序过流保护功能压板、间隙过流保护功能压板控制回路。正常运行时，主变间隙和零序过流保护的控制软压板及功能硬压板均投入，从而实现中性点接地开关闭合时，自动投入零序过流保护并退出间隙过流保护；当中性点接地开关断开时，自动退出零序过流保护并投入间隙过流保护。采用这种方式可以有效防止主变零序过流保护和间隙过流保护同时投入时，出现保护误动作，但由于中性点开关辅助触点是机械触点，容易出现氧化和腐蚀，可靠性差，在工程实际应用中未广泛推广。

2 零序过流保护和间隙过流保护配合分析

a.对于图1的接线方式，零序过流保护和间隙过流保护必须根据中性点接地方式进行投、退选择。当中性点直接接地时，零序过流保护和间隙过流保护均投入，发生接地短路故障后，由于间隙过流保护比零序过流保护的延时短，间隙过流保护有误动风险。

b.对于非图1的接线方式，零序过流保护和间隙过流保护可以同时投入。当中性点经间隙接地，发生接地短路故障时，零序TA和间隙TA有故障电流，但由于间隙过流保护比零序过流保护的延时短，间隙过流保护动作快，而且间隙TA变比比零序TA变比小，间隙TA反应更灵敏;当中性点经隔离开关直接接地时，只有零序TA有故障电流，间隙TA没有故障电流，间隙过流保护不会误动。某220 kV变电站的保护装置型号为WBH-801A/B6/R2，保护定值整定情况如表1所示，由表1可以看出间隙过流保护比零序过流保护的延时短。

表1 主变零序及间隙保护定值

3 结论

a.当主变中性点采用非图1接线方式时，零序过电流保护和间隙过流保护可以同时投入，不因中性点运行方式变化而改变保护定值。当间隙过流保护不能准确动作时，零序过流保护还可以作为间隙过流保护的备用保护。

b.在实际运行中，要防止间隙TA或零序TA安装位置错误或二次接线错误，而出现继保“三误”事故。

c.在日常运维工作中，应核实零序TA与间隙TA的安装位置，查看变电站专用运行规程，了解保护原理和二次接线情况，综合考虑各种影响因素，结合调度运行管理规程，采取正确、合理的保护投入方式。