110kV风力发电厂110kV变压器中性点接地问题研究

110kV风力发电厂110kV变压器中性点接地问题研究

刘海新

福建省福能新能源有限责任公司福建省莆田市351146

摘要：当前我国电网的整体建设规模在不断的扩大，整个电网系统中的电源点、电压等级以及短路容量等都有了不断程度的提升，在这种情形下就对整个电网系统中的运行设备提出了更高的要求。110kV变压器在整个电网系统中的数量也在不断增加，而多数情况下110kV风电厂配置的变压器基本上都是分级绝缘变压器，为了能够对变压器的中性点绝缘形成良好的保护，就必须要通过配置间隙或者避雷器等一些方法来实现绝缘保护，但是保护间隙与避雷器之间的绝缘配合问题就成为了当前需要快速解决的问题之一。

关键词:风电厂；110kV；变压器；接地

引言

变压器采取110kV中性点接地系统主要是为了对电力系统的短路电流进行限制，并实现对继电保护的整定。变压器中性点如果采取的是不接地方式，就很可能会在中性点上产生过电压，从而对变压器的中性点绝缘造成严重损害，鉴于此，必须要对此加以合理的限制。而风电厂在的110kV变压器必须要保障稳定运行才能为社会输送源源不断的清洁型能源。

1110kV变压器中性点接地模式探讨

目前针对风电厂110kV变压器的中性点接地方式主要有直接以及不直接接地等两种方式，其中中性点不直接接地方式中包括了中性点不接地以及中性点间隙接地等两种方式。而针对有效直接接地的方式来说，通常情况下都会将变压器中性点对地产生的偏离电压进行一定的限制，在这种情况下，中性点的间隙保护就会失去效用。而间隙保护，通常情况下是针对变压器的运行过程中非有效接地防范系统一旦出现连续电压但升高的问题进行有效防护，与此同时还能够有效避免变压器在运行过程中因绝缘而产生严重后果。

当接地保护系统在运行过程中出现单向接地故障的时候，变压器零序保护在这种情况下就很可能会将中性点接地变压器跳开；如果中性点不接地变压器在运行中，一旦出现接地故障的时候，放电间隙就很可能会产生放电现象，在这种情况下，变压器的对地电压就会下降，从而能够对变压器自身绝缘而产生的危害进行有效规避。由此就可以看出对于中性点绝缘方面，零序过电压保护具有更加重要的现实意义。

目前我国很多已经投产的110kV风电厂通常情况下都会配置相应的中性点间隙，一旦在整个系统过程中产生接地故障的时候，零序电压会不断升高，当其达到变压器中性点额定电压的时候，就必须要采取间隙过流保护的方式，让中性点提前进行持续性的放电，这样才能让整个处于不接地状态下的变压器完全脱离发生故障的电网系统。

而在针对低压侧无电源上网的110kV终端变压器进行配置的过程中，必须要有效解除其中性点间隙，与此同时也可以通过合理的增加中性点间隙距离的方式，来有效避免110kV终端变压器受到间隙抢先放电影响出现跳闸状况。

2110kV风电厂变压器中性点接地方式系统零序影响分析

2.1110kV风电厂变压器中性点零序保护分析

风电厂接地电流系统必须要充分保证中性点的接地数量要能够达到整个电网系统中短路点综合零序电抗与综合正序电抗之间的比值不能超过3。而且还要实现中性点分布状况的合理性，将接地数量控制在最小程度，这样才能最大程度避免因为零序网络出现过于复杂的现象，与此同时也能够有效避免在整个电网系统进行线路检修或者变压器检修过程中导致零序网络产生巨大变化，在此基础上就能够有效避免频繁的调整电网系统的零序保护定值，也能够有效避免不同线路段之间的零序保护产生适配的现象。鉴于此，必须要充分保证中性点接地方式选择的合理性，才能在电网系统运行过程中充分发挥出零序保护的具体作用，进一步提升整个电网系统运行的可靠性。

2.2110kV风电厂110kV变压器中性点不直接接地运行分析

如果110kV风电厂实际采取的是单线变压器运行方式，在实际针对110kV电力线路或者是变压器进行检修的过程中，都会对整个电网系统的零序网络产生较大的影响，对这种问题，就可以设置110kV风电厂110kV变压器中性点不接地运行方式。但必须要注意的是，110kV变压器中性点不接地方式的是大电流接地系统，则必须要针对中性点的过电压问题采取合理的措施进行有效解决，例如，可以针对中性点合理的设置避雷器，或者是设置相应的间隙保护装置等。可以将中性点避雷器、中性点间隙有两种方式进行有效结合以此来形成中性点间隙接地保护成套设备，这样能够充分发挥出中性点间隙在运行过程的放电延迟具体作用，与此同时就有效的弥补了避雷器在运行过程中没有放电延迟的特征。

首先，当整个系统在遭受雷击产生过电压或者是操作过程中产生谐波过电压的状况下，在中性点设置的避雷器就能够及时的动作，但是在这种状况下中性点间隙不会产生任何动作；

其次，当整个系统在运行过程中出现单向接地过电压的时候，中性点间隙就能够充分利用其放电延时作用对变压器形成良好的保护。

与此同时，根据实际的运行状况可以看出，当风电厂内部的风机都相应的配备了低电压切除功能的时候，当系统处于正常运行状况的情况下，一旦出现失压现象并不会对主变形成反充电作用，这样就会导致主变会产生过电压现象，由此就可以知道，风电厂采取110kV变压器中性点不直接接地运行的方式是可行的。

2.3110kV风电厂110kV变压器中性点接地运行分析

当风电厂整个系统110kV的电网零序保护能够实现有效匹配，而且零序网络也能够处在稳定的运行状态，就必须要充分保证其整个接地系统的有效性。如果110kV风电厂实际采取的是双回线并网方式，而且在厂区内部配置了超过两台变压器，而且110kV变压器主要采取的是中性点直接接地的方式运行。当针对风电厂其中一条电力线路或者是任一台主变进行检修作业的过程中，都不会对整个110kV电网系统中零序网络的整体结构，而且在整个电网系统中的其他设备实际的零序保护定值也不需要进行大范围的调整。

由此可见，在实际针对电源端变压器进行设计的过程中，必须要对其中性点间隙保护实际的完整性以及运行可靠性进行充分考虑，而且要重点针对中性点零序过电流、间隙电流以及母线开三角零序电压等多个方面的保护进行合理设计。为了能够针对整个电网系统在运行过程中存在的各种不安全因素对电网系统运行的影响进行有效防御，再充分保证整个电网系统配合在允许的范围内，要尽可能的保证风电厂内部要保证有一台变压器中性点采取的是直接接地运行方式。

总而言之，当110kV风电厂实际采取的是多回线上网方式，而且厂区内配备了超过两台变压器，那么在其实际的运行过程中就要采取其中一台变压器中性点直接接地的运行方式，而针对110kV风电厂实际采取的是单回线上网的方式，而且在厂区内部仅仅配备了一台110kV变压器，目前大部分均是采用中性点直接接地的运行方式，当然也可以采用不直接接地运行方式。

3结束语

综上所述，随着当前社会生产环保压力越来越大，清洁型能源在整个社会发展过程中发挥出的作用越来越重要，风电厂作为一种清洁能源发展非常迅速，整体的建设规模也在不断扩大，但是110kV风电厂在实际运行过程中经常会面临着110kV变压器中性点接地的问题，因此在针对110kV风电厂进行设计的过程中，必须要充分结合实际状况，对变压器中性点接地方式进行合理选择。

参考文献

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