近年來，隨著電網容量的增大，系統短路電流大幅增加，110kV和220kV變壓器中性點絕緣擊穿故障屢有發生，造成較大的經濟損失。因此，找出中性點絕緣擊穿的原因、提出相應的保護措施是急需解決的問題。我國110kV和220kV系統由于受繼電保護、系統穩定和限制單相短路電流等方面的要求，采取部分中性點接地方式，該接地方式可能會造成非接地變壓器‘失地“3-4.單相短路故障在所有故障中占65%-70%.隨著電壓的升高和架空輸電線間距離的增大，單相短路故障所占比率更大。因此，分析單相短路故障對中性點絕緣的影響，有利于找出絕緣擊穿的真正原因及采取相應的保護措施。

　　我國110kV和220kV變壓器通常采用分級絕緣結構，因此中性點絕緣比較薄弱。以前通常對不接地變壓器進行零序互跳保護，但該保護存在較多弊端，已逐漸被棄用。現在通常采用單獨保護間隙、避雷器以及保護間隙與避雷器并聯的方式對不接地變可以限制短路電流，達到保護中性點絕緣的目的。我國中性點經小電抗接地的方式通常應用于500kV及以上電壓等級的升壓變壓器。近年來也有研究將該接地方式應用在110kV和220kV變壓器中。

　　2單相短路對變壓器中性點絕緣的影響2.1 110kV和220kV變壓器中性點的絕緣水平我國60kV及以下等級變壓器采用全絕緣（即中性點處的絕緣水平和相線端絕緣水平相等），110kV及以上等級變壓器采用分級絕緣（即中性點處的絕緣水平低于相線端絕緣水平）。根據GB311.1- 1997高壓輸變電設備的絕緣配合取雷電和綜合耐受工頻裕度系數為0.85.110kV和220kV變壓器中性點絕緣等級及在雷電和短時工頻下的耐壓水平如表1所示。

　　2.2單相接地過電壓對變壓器中性點絕緣的影響2.2.1單相接地時變壓器中性點的過電壓通常，我國110kV和220kV系統由于受繼電保護、系統穩定和限制單相短路電流等方面的要求，采壓器點進行保護ad變壓器中他點經小迦抗。這樣才能使本站對外等效零序阻抗不因變壓器運行臺數而改變。

　　單相接地故障造成三相不對稱運行時，在變壓器中性點上必然會產生過電壓。正常網絡發生單相接地故障時，系統允許其工作2h左右氣在斷路器跳開單相接地故障之前，變壓器中性點產生過電壓的大小與k=X+Xi有關（其中：為零序阻抗，為正序阻抗）。單相接地故障在中性點的過電壓為：由于電網各處不容易準確提供，且有效接地系統網絡一般k3，當k=3時過電壓比較嚴重，有但是，當發生單相接地故障時，直接接地變壓器因零序電流達到零序過流保護整定值而被切除，這就造成非接地變壓器失地“此時的中性點過電壓值更高，其值近似為相電壓值，即：220kV系統比較高運行線電壓為252kV，則可由式（1）、（2）、（3）計算出系統的比較高穩態電壓、110kV變壓器中性點電位為73kV、220kV變壓器中性點電位為145kV.由于發生單相接地故障時系統線電壓不變，不影響對用戶供電，非接地變壓器可以帶故障運行2h，但不允許這種非正常運行狀態長時間存在，以免引起中性點絕緣擊穿及中性點避雷器爆炸。

　　2.2.2單相接地過電壓的模擬及其對中性點絕緣的影響分析器的系統，變電站有兩臺變壓器并聯運行，一臺接地，另一臺不接地。當輸電線路發生單相接地故障時，非接地變壓器中性點的過電壓和接地變壓器的零序電流如和所示。

　　當T=0.5s時，單相短路故障發生，接地變壓器中性點出現零序電流，非接地變壓器中性點電壓不再為零，而是經過短暫的暫態過電壓后，出現穩態過電壓。由仿真結果可知，110kV變壓器中性點穩態過電壓幅值約為58kV，方均根值約為41kV；220kV變壓器中性點穩態過電壓幅值約為120kV，方均根值約為84.9kV.由表1可知，此時在110kV和220kV變壓器中性點出現的過電壓遠低于絕緣的擊穿電壓，中性點絕緣仍有較高的裕度。

　　當T=0.8s時，繼電保護動作，斷路器跳閘，接地變壓器被切除，中性點非接地變壓器‘失地“此時中性點電壓上升為相電壓，非故障相電壓上升為線電壓。由可看出，110kV變壓器中性點失地過電壓幅值約為100kV，方均根值約為70.7kV.中性點絕緣為35kV的110kV變壓器往往直接接地，不受該失地”過電壓的影響。由表1可知，對中性點絕緣為44kV和60kV的110kV變壓器，失地“過電壓大大地削弱了中性點絕緣裕度。

　　如所示，220kV變壓器中性點失地“過電壓幅值約為206kV，方均根值約為145.7kV，220kV變壓器中性點絕緣的耐壓為170kV.因此，在單相接地過電壓的影響下，220kV變壓器中性點絕緣的可表2 110kV和220kV系統比較高穩態、暫態電壓和失地電壓系統電壓等級/kV比較高運行線電壓/kV比較高穩態電壓/kV比較高暫態電壓/kV失地電壓/kV 1 199我國變壓器中性點絕1緣保護方式e！般有：：：單！獨shingus中性1點經小電抗接地靠性也大大降低了。

　　由以上分析可知，在發生單相接地短路而又出現‘失地“的情況下，變壓器中性點的絕緣裕度被大大削弱了。如果此時出現其他過電壓，如：雷電過電壓、非全相過電壓和諧振過電壓等，中性點絕緣就很可能被擊穿。

　　3變壓器中性點的絕緣保護間隙、單獨避雷器、間隙與避雷器并聯。另外，改變110kV和220kV變壓器中性點的傳統接地方式，而將變電站所有變壓器中性點經小電抗接地，也能達到保護中性點絕緣的目的。

　　3.1棒型間隙的保護方式棒型間隙通常采用水平布置，結構比較簡單。但間隙動作后會產生截波，對變壓器中性點絕緣有一定的威脅；另外，間隙在工頻電壓下動作后不能自行滅弧，為了防止長時間的燃弧，就需要相應的保護裝置來切斷燃弧或裝設過流保護等。如果間隙距離選擇不當，會出現誤動或不動的情況。一般間隙保護方式不宜單獨使用。

　　避雷器的保護方式以前多采用普通閥型避雷器保護，由于其滅弧電壓較低，易在電網工頻過電壓、操作過電壓及諧振過電壓時引起動作，導致避雷器爆炸事故。目前逐步改用金屬氧化物避雷器保護來對變壓器中性點絕緣進行保護。雖然金屬氧化物避雷器有通流量大、殘壓低等特點，但在長時間工頻過電壓或諧振過電壓下動作仍有可能發生爆炸。因此，單獨避雷器保護方式也不可取。

　　避雷器并聯保護方式變壓器中性點絕緣通常采用金屬氧化物避雷器和棒型間隙并聯的保護方式。該保護方式的理想配合原則是：當變壓器中性點出現雷電過電壓時，避雷器動作；當操作過電壓、工頻過電壓及諧振過電壓時，棒間隙動作。但是，從運行情況來看，保護間隙的距離具有分散性，并存在與避雷器配合失調的可能性，致使變壓器中性點絕緣及避雷器在運行中可能被損壞，還會造成繼電保護裝置誤動等故障。

　　變玨器變壓器中性點經小電抗接地，在運行中當變壓器投、切時，可保持零序阻抗不變或少變，不會使電網形成局部不接地系統，可有效抑制變壓器中性點的過電壓，降低中性點的絕緣等級，帶來可觀的經濟效益，簡化了過電壓保護裝置和運行操作程序。

　　雖然中性點經小電抗接地有以上優點，但在110kV和220kV系統接入小電抗后，怎樣進行絕緣配合，以及對已有繼電保護的整定值會產生怎樣的影響等有待做進一步的研究。

　　4結論地過電壓的理論和模擬分析可知：中性點絕緣為35kV的110kV變壓器常直接接地，‘失地“過電壓對它沒有影響；’失地”過電壓會削弱中性點絕緣為44kV和60kV的110kV以及220kV變壓器中性點絕緣的裕度。如果有其他過電壓共同作用，中性點絕緣很可能會被擊穿。

　　我國通常采用單獨間隙、單獨避雷器、間隙與避雷器并聯的中性點絕緣的保護方式，具有一定的保護效果，但這幾種保護方式都有其弊端；而變壓器中性點經小電抗接地可以降低中性點的絕緣水平，并能很好的限制中性點過電壓。雖然在110kV和220kV系統接入小電抗后，有些問題需進一步研究，但該接地方式突出的優點將會在110kV和220kV系統變壓器中得到應用。