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1.概述
35～60kV变压器的中性点不接地或经消弧线圈接地，在结构上是全绝缘的。变压器绕组的端部有避雷器加以保护。根据实际运行经验，中性点可以不接保护装置而仍然能够安全运行。规定，不接地、经消弧线圈接地和公共电阻系统中的变压器中性点，一般不配保护装置。
110～220kV系统属于有效接地系统，其中一部分中性点直接接地，同时为了限制单相接地电流和满足继电保护的需要，一部分变压器的中性点是不直接接地的。这种系统中的变压器分两种情况，其一是中性点全绝缘，此时中性点一般不会加保护措施；其二是中性点半绝缘（新制变压器均是如此），具体地说，110kV的变压器中性点是35kV的绝缘水平，220kV的变压器中性点则是110kV级的绝缘水平。规程规定有效接地系统中的变压器中性点保护一般应采用间隙保护和避雷器保护相并联的保护方式。
2.中性点保护间隙与过电压保护
2.1单相接地过电压
在有效接地系统中，单相接地时，计算不接地变压器中性点电位时一般是以Xo/X1小于3为界。实际上，不同地区的电网及变电所的Xo/X1的值相差很大，变压器的中性点处的过电压水平也自然不一样。因此，在一般的文章中推荐按照1.15倍的过电压值和Xo/X1=3时取其中的最大值作为最高运行电压Umax。例如，在110kV系统中最高运行线电压为126kV，中性点的过电压计算公式为：Uo=Umax×K/(K+2)。
2.2雷电过电压
在雷雨季节，直接击中变电站或沿线路传到发电厂、变电站的高幅值雷电波造成变压器中性点电位升高，出现较高的雷击过电压，危及电气设备的安全。变压器中性点上出现的最大雷击过电压主要取决于变压器入口处的避雷器残压和变压器的特性。一般雷击过电压计算如下：Um=n/3(1+r)Us。
2.3放电间隙的保护作用
采用放电间隙保护的原理是在间隙回路中串入零序电流互感器，利用间隙的放电特性，使其在雷电过电压时放电以保护中性点绝缘。在系统发生故障后，变压器中性点工频电位升高至一定值，零序电流保护动作，切除该不接地变压器，以避免出现中性点接地带故障运行。中性点零序电流保护先以较短的时限切除低压侧的电厂联络线，再以略长的时限跳开变压器各侧的开关。
2.4避雷器的尘颤保护作用
无论作为无间隙的派裂败氧化锌避雷器还是有间隙的普通阀式避雷器，选择使用的一个共同原则是，使避雷器额定电压不低于避雷器安装点的暂时过电压。JB/T5894-91《交流无间隙金属氧化物避雷器使用导则》指出，中性点有效接地系统中分级绝缘的变压器，当中性点未接地时，中性点避雷器的额定电压应不低于变压器的最高相电压（并具体提出中性点的标准冲击绝缘水平为185kV时，氧化锌避雷器的额定电压为60kV）。
3.保护间隙与避雷器伏秒特性的配合
3.1保护装置伏秒特性配合的基本要求
保护装置的冲击放电电压Ub(i)应该低于被保护设备的冲击耐压值。以变压器为例，其冲击耐压值通常取其多次截波耐压值Uid，所以Ub(i)应满足下式要求：Ub(i)<Uid。放电间隙应该有平坦的伏秒特性曲线和尽可能高的灭弧能力。
3.2保护间隙的放电特性及伏秒特性
均匀电场间隙在稳态电压下的击穿特性：严格说来，均匀场只有一种，即无限大平行板电极间的电场，这在工程中是无法实现的。工程上所使用的平行板电极一般都是采用了消除电极边缘效应的措施（比如将板电极的边缘弯曲成曲率半径比较大的圆弧形，像高压静电电压表的两个电极就是如此处理的），这时两平行板电极间的距离相对于电极尺寸比较h，就可以将这两个电极间的电场视为均匀场。由于均匀场的两个平行板的形状完全相同，而且平行布置，因而气隙的放电不存在极性效应，而且也不存在电晕现象。一旦气隙放电就会引起整个气隙的击穿，所以其直流、工频交流和冲击放电电压作用下的击穿电压相同，放电的分散性也小，击穿电压与电压作用时间无关。稍不均匀场气隙的击穿特性与均匀场下的击穿特性基本相同。
3.3避雷器的放电特性
在目前变压器中性点保护中，选用的主流避雷器的是金属氧化物避雷器MOA。MOA阀片具有优异的非线性伏安特性；它没有火花间隙，一旦作用电压开始升高，阀片立即开始吸收过电压的能量，抑制过电压的发展；没有间隙的放电时延，因而有良好的冲击响应特性。无续流、动作负载轻、能重复动作实施保护；只吸收过电压的能量，而不吸收续流能量，因而动作负载轻。目前110kV使用的避雷器参数（以抚顺海岳电气制造有限公司生产的避雷器为例）。
3.4保护间隙与避雷器的伏秒特性配合
保护间隙和避雷器的伏秒特性应该配合，以保证在系统发生故障时能够及时保护设备。避雷器的灭弧电压应高于间隙最高工频放电电压，这样避雷器在间隙的保护下不致灭不了弧而爆炸。避雷器的冲击放电电压低，保证在高频瞬态过电压下由避雷器动作，避免正常系统运行中发生单相接地故障时放电间隙动作，造成零序电流分量，使间隙零序电流误动作。间隙最高工频放电电压应比最低相电压低，从而保证能切除形成不接地系统单相接地等不对称故障。正常运行时电力系统Xo/x1值应小于3，当Xo/x1值大于3时，运行系统发生单相接地时，放电间隙应动作。
4.结束语
一、零序电流保护
利用接地时产生的零序电流使保护动作的装置，叫零序电流保护。在电缆线路上都采用专门的零序电流互感器来实现接地保护。
[1]零序电流保护：中性点直接接地系统发生接地短路，将产生很大的零序电流，利用零序电流分量构成保护，可以作为一种主要的接地短路保护。零序过流保护不反应三相和两相短路，在正常运行和系统发生振荡时也没有零序分量产生，所以它有较好的灵敏度。但零序过流保护受电力系统运行方式变换影响较大，灵敏度因此降低，特别是短距离线路上以及复杂的环网中，由于速动段的保护范围太小，甚至没有保护范围，致使零序电流保护各段的性能严重恶化，使保护动作时间很长，灵敏度很低。
带方向性和不带方向性的零序电流保护是简单而有效的接地保护方式，其优点是:
1、结构与工作原理简单，正确动作率高于其他复杂保护。
2、整套保护中间环节少，特别是对于近处故障，可以实现快速动作，有利于减少发展性故障。
3、在电网零序网络基本保持稳定的条件下，保护范围比较稳定。
4、保护反应零序电流的绝对值，受故障过渡电阻的影响较小。
5、保护定值不受负荷电流的影响，也基本不受其他中性点不接地电网短路故障的影响，所以保护延时段灵敏度允许整定较高。
采用三相重合闸或综合重合闸的线路，为防止在三相合闸过程中三相触头不同期或单相重合过程的非全相运行状态中又产生振荡时零序电流保护误动作，常采用两个第一段组成的四段式保护。
灵敏一段是按躲过被保护线路末端单相或两相接地短路时出现的最大零序电流整定的。其动作电流小，保护范围大，但在单相故障切除后的非全相运行状态下被闭锁。这时，如其他相再发生故障，则必须等重合闸重合以后，靠重合闸后加速跳闸。使跳闸时间长，可能引起系统相邻线路由于保护不配而越级跳闸。故增设一套不灵敏一段保护。
不灵敏一段是按躲过非全相运行又产生振荡时出现的最大零序电流整定的，其动作电流大，能躲开上述非全相情况下的零序电流，两者都是瞬时动作的在计算电力系统不平衡情况下引用了对称分量法，即任何三相不平衡的电流、电压或阻抗都可以分解成为三个平衡的相量成分即正相序（UA1、UB1、UC1）、负相序（UA2、UB2、UC2）和零相序（UA0、UB0、UC0），即有：UA=UA1+UA2+UA0。
二、零序电流保护在运行中需注意以下问题：
(1)当电流回路断线时，可能造成保护误动作。这是一般较灵敏的保护的共同弱点，需要在运行中注意防止。就断线机率而言，它比距离保护电压回路断线的机率要小得多。如果确有必要，还可以利用相邻电流互感器零序电流闭锁的方法防止这种误动作。
(2)当电力系统出现个对称运行时，也会出现零序电流，例如变压器三相参数个同所引起的不对称运行，单相重合闸过程中的两相运行，三相重合闸和手动合闸时的三相断路器不同期，母线倒闸操作时断路器与隔离开关并联过程或断路器正常环并运行情况下，由于隔离开关或断路器接触电阻三相不一致而出现零序环流，以及空投变压器时产生的不平衡励磁涌流，特别是在空投变压器所在母线有中性点接地变压器在运行中的情况下，可能出现较长时间的不平衡励磁涌流和直流分量等等，都可能使零序电流保护启动。
(3)地理位置靠近的平行线路，当其中一条线路故障时，可能引起另一条线路出现感应零序电流，造成反分向侧零序方向继电器误动作。如确有此可能时，可以改用负序方向继电器，来防止上述方向继电器误判断。
(4)由于零序方向继电器交流回路平时没有零序电流和零序电压，回路断线不易被发现；当继电器零序电压取自电压互感器开口三角侧时，也不易用较直观的模拟方法检查其方向的正确性，因此较容易因交流回路有问题而使得在电网故障时造成保护拒绝动作和误动作。
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