变压器停送电操作时，其中性点为什么一定要接地.docVIP

110KV及以上变压器停送电操作时，为什么要推上变压器中性点接地刀闸分析 郑州供电公司 黄伦淮河路9号 摘要: 我国110 kV及以上电压等级的电力变压器一般采取中性点直接接地的运行方式，此时变压器中性点附近的绕组对地电压比较低，不易发生绝缘故障，达到了节约制造成本的目的。这样，一旦中性点产生过电压，就直接威胁变压器中性点的绝缘。为防止此类事件的发生，在变压器停、送电操作时，都要推上变压器中性点接地刀闸，防止操作时断路器三相不同期分、合闸产生过电压而损坏变压器。 关键词：变压器 中性点 过电压 接地刀闸 1. 变压器中性点绝缘水平：我国变压器中性点绝缘分为两种：一种为全绝缘，另一种为半绝缘。 1. 1 全绝缘：变压器首端与尾端绝缘水平一样的称为全绝缘，多用在110 kV以下电压等级的电力变压器。 1. 2 半绝缘：半绝缘变压器中性点的绝缘水平比绕组首端要低，通常只有首端的一半，这些变压器一般采取中性点有效接地的运行方式，此时变压器中性点附近的绕组对地电压比较低，不易发生绝缘故障，因此变压器中性点的绝缘水平大都设计得比端部绝缘低，多用在110 kV及以上电压等级的变压器，例如，220kV变压器中性点绝缘水平为110kV；110kV变压器中性点绝缘水平为60kV或38kV。 2．变压器工作原理：变压器的基本工作原理是电磁感应原理。当交流电压加到一次侧绕组后交流电流流入该绕组就产生励磁作用，在铁芯中产生交变的磁通，这个交变磁通不仅穿过一次侧绕组，同时也穿过二次侧绕组，它分别在两个绕组中引起感应电动势，这时如果二次侧与外电路的负载接通，便有交流电流流出，于是输出电能。 三绕组变压器与双绕组变压器在原理上没有根本区别。三相变压器的每个铁心柱上，都套着三个同心式绕组，分别为高、中、低压绕组。高压绕组总是排列在最外层，低压绕组和中压绕组则可以有不同的排列位置，低压绕组在中间，宜作升压变压器使用；中压绕组绕组在中间，宜作降压变压器使用。它的工作原理和双绕组变压器是一样的。高压绕组从电网获得的功率，通过电磁感应传递给中压、低压绕组。 3．过电压对变压器中性点绝缘的影响：（以切空载变压器为例） 变压器过电压有大气过电压和操作过电压两类。操作过电压一般为额定电压的2—4.5倍，而大气过电压可达到额定电压的8—12倍。变压器设计的绝缘强度一般考虑能承受2.5倍的过电压，中性点的电压则更低。不论哪一种过电压，都会导致变压器铁芯严重饱和，励磁电流增大，使铁芯严重发热，烧毁变压器绝缘，特别是中性点绝缘。 电网中用断路器切空变是一种常规的操作方式。在这种操作过电压中，有可能产生很高的过电压。运行经验表明，所用断路器的灭弧能力越强，则切空变的过电压事故越多。可见这种过电压和断路器的灭弧能力有关。切空变就是切一个电流很小的电感，由于断路器是能够切变压器的短路电流的，而空载变压器只有激磁电流，它只不过是短路电流的几百分之一甚至几万分之一，所以断路器可以不用吹灰之力就把激磁电流瞬息切断，而不要等到它非常等于零的。当变压器瞬时切开的，磁能就转变为电能，在转变的过程中就在变压器上引起过电压。由于操作过电压的能量来源于电网本身，所以它的幅值和电网的工频电压基本上成正比，操作过电压的幅值与电网该处工频相电压过电压的幅值之比，称为操作过电压倍数K。例如某变电所切154KV空变时（激磁电流I＝1.81%）,在29个记录中倍数最大达4.8，大于3.0的有三次。 4．变压器停送电操作时，为什么要推上变压器中性点接地刀闸 4．1 切除空载变压器会产生过电压：正常运行时，空载变压器表现为一个励磁电感。因此，切除空载变压器就是切除一个电感性负荷。经验表明，用断路器切断大于100A以上交流电流时，断路器分闸后触头间的电弧是在工频电流过零（即自然零点）时断弧，在这种情况下，等值电感中储藏的磁场能量为零，因此在切除过程中不会产生过电压。但切除空载变压器时，所切除的是变压器的空载电流，其值仅为额定电流的0.5%—4%，一般只有几安到几十安。断路器的灭弧能力显得异常强大，从而使空载电流未到零之前就因强制息弧而切断，也就是发生空载电流的突然“截断”。截流后，等值电感中储藏的磁场能量全部转变为等值电容的电场能量，从而产生了切空载变压器过电压。如图下图所示。 根据上图分析可知：切除空载变压器产生的过电压非常高，而中性点的绝缘水平又比较低，只有首端的一半，很容易造成损坏。另外，对于一侧有电源的受电变压器，当其开关非全相拉、合时，若其中性点不接地有以下危险： （1）变压器电源侧中性点对地电压最大可达相电压，这可能损坏变压器绝缘； （2）变压器的高、低压线圈之间有电容，这种电容会造成高压对低压的“传递过电压”； （3