随着电网超高压系统的扩大，系统容量不断增加，单相接地短路电流亦不断地增加，从而在系统内可能出现单相接地短路电流超过开关额定遮断容量的情况，进而引起开关在开断单相接地故障电流时发生事故。要避免这种情况的发生，从改变中性点接地方式出发，限制单相接地短路电流是种有效的解决方法。该方法的实施，不受电网发展的限制，具有推广性，又可避免开关的再开发和大量更换的繁杂工作。国内武汉高压研究院、华北电网等几家单位进行过该方法的研究并使用在工程中，取得了良好的社会效益和经济效益。安徽省500kV肥西变采取此种方法，有效解决了单相接地短路电流超过开关的额定遮断容量的问题。笔者就中性点加小电抗后对变压器中性点的雷电侵入波过电压、操作过电压、非全相运行过电压等进行了计算和分析，并确定了过电压的保护方式和绝缘水平。

　　1雷电下500kV自耦变模型的建立要分析雷电对变压器的影响，其关键问题是确定变压器绕组的暂态电路模型以及该模型中各个元件的参数值。笔者分析自耦变中性点暂态电压分布所用的模型是以线饼为单元的等值回路模型⑴，使用ATP-EMTP电磁暂态仿真程序进行计算。

　　是以线饼为单元的500kV自耦变压器等值回路模型，变压器容量为720MV.A.为了改善大型变压器绕组的初始电位分布，al般取值较小，500kV自耦变al值为2.57.5，计算时分别取值为2.5、5、7.5，a1=，C.为绕组单位长度的对地等值电容，K.为绕组单位长度的纵向电容，1为绕组高度，a为空间因素，计算出模型中的线饼等效电容及电感。

　　2变压器中性点雷电过电压在雷电波的作用下，变压器与工频下有所不同，其内部波过程非常复杂，雷电波作用到中性点已发生明显变化。一般情况下，雷电侵入波总能量有限，变电站网络越大，设备越多，网络总的电容量就越多，设备上过电压就越低。单线单变情况下过电压比较大。变电站500kV线路MOA额定电压为444kV，220kV线路MOA额定电压为200kV，雷电流波按规程取标准波形，根据计算，500kV侧侵入波取绕击22kA，220kV侧侵入波取绕击12kA.计算结果见表1，4为al不同取值时中性点波形图。

　　表1肥西变中性点经5n小电抗接地后中性点雷电过电压水平（中性点未装避雷器）中性点雷电过电压水平/kV可以看出雷电侵入后传至自耦变中性点波头已被延缓，这与文中的结论一致。

　　3绕组端部电压水平加装5n小电抗前、后侵入波绕组端部电压见表2、3.表2、3数据说明：绕组端部的雷电侵入波过电压，在中性点加装小电抗前后变化不大，由于线路和主变的避雷器保护，主变绕组端部绝缘不会受到威胁。

　　表2加装5n小电抗前侵入波绕组端部电压kV 500kV绕组端部电压220kV绕组端部电压表3加装5n小电抗后侵入波绕组端部电压kV绕组端部电压4其他过电压水平单相接地短路等故障情况下在自耦变中性点会产生暂时过电压，其可分为暂态和稳态两部分。根据暂态部分波形波头分析，其实是操作波波形，其稳态部分属于工频过电压⑴。表4列出了单相重合闸和非全相运行过电压，表5为不同电抗值时工频过电压。

　　表4单相重合闸及非全相运行过电压kV经5n小电抗接地备注500kV侧220kV侧单相重合闸-94.3重合时故障已消失，考虑60%残压非全相运行3.57.6表5不同电抗值时工频过电压kV中性点电抗值/n51015暂态部分电压41.061.073.6稳态部分电压33.150.461.2操作过电压与线路长度、电源容量、合闸时电源的相位角以及线路残余电压的极性和大小有关。在其他参数一定时，过电压幅值将随线路的增长而明显增大。系统电源容量愈小，等值漏抗愈大，线路电容效应越显著，稳态电压和过电压幅值会急剧上升。因此确定比较大可能的合闸过电压应以系统比较小运行方为依据。

　　5中性点的保护方式及避雷器选择肥西3、4号主变中性点未装小电抗时的绝缘水侵入波方性点加避雷前过电压中性点加避雷器后过电压500kV侧入侵19095220kV侧入侵36899平按35 kV等级设计，其1min短时工频耐压85kV，雷电冲击试验电压200 kV（BIL）。由以上分析可知，中性点比较大雷电过电压已达368kV，在中性点绝缘水平不变的情况下需加装避雷器保护。

　　避雷器选择有如下原则：MOA标称电流下的残压Ur需小于BIL/K，BIL表示中性点基本雷电冲击水平，对BIL雷电配合系数K取1.4；BSL表示中性点基本操作冲击水平，对BSL操作配合系数K取1.15；Ur表示所选避雷器在标称电流下的残压。

　　变压器中性点加5ft小电抗时的比较高工频过电压稳态值为33.1kV，暂态值为41 kV；④避雷器的参数选择。避雷器额定电压应高于其在安装处可能出现的工频暂态电压。根据计算可选择额定电压为51kV、标称放电电流为5kA等级的避雷器，为在5 kA标称放电电流下，其雷电冲击电流残压为134kV，操作冲击电流残压为114 kV.其符合中性点绝缘水平的要求。变压器中性点受雷电侵入比较大时加避雷器前后电压见表6.中性点避雷器在比较大368kV的过电压水平下流过的比较大电流为1.14kA，见，且持续时间极短，比能量为0.049k/kV，避雷器耐受能力足够。

　　表6变压器中性点受雷电侵入比较大时加避雷器前后电压kV摇时间/ms中性点避雷器电流波形电流超过开关额定遮断电流的问题提供了合适的方式和理论依据，对解决500 kV电网中单相接地短路电流超标问题具有重要的意义。

　　（2）肥西变500 kV自耦变压器的中性点经5ft小电抗接地，中性点比较大雷电过电压已达368kV，在中性点绝缘水平不变的情况下需加装避雷器保护。

　　雷电侵入时，由于线路避雷器和母线避雷器对过电压的限制，到达主变已减弱，安装氧化锌避雷器可保护变压器中性点绝缘，且雷电从220 kV侧线路侵入要比500kV侧线路侵入对主变中性点更具威胁。

　　肥西变500kV自耦变压器的中性点经5ft小电抗接地，加上额定电压51kV氧化锌避雷器的保护，其绝缘水平仍可以维持原35 kV等级。