小接地系統(tǒng)10kV母線電壓異常原因分析及調(diào)度處理措施

李健波

摘 要：文章基于調(diào)度應(yīng)用層面對小接地系統(tǒng)10kV母線電壓異常進(jìn)行研究分析，分類說明系統(tǒng)正常運(yùn)行時的電壓偏離、10kV出線或站內(nèi)設(shè)備故障導(dǎo)致的電壓異常等現(xiàn)象及原因，并總結(jié)出相應(yīng)的處理措施，為調(diào)度運(yùn)行人員處理小接地系統(tǒng)10kV母線電壓異常提供實(shí)用的建議。

前言

電壓是電能質(zhì)量三大指標(biāo)之一。10kV母線是調(diào)度部門可調(diào)控電壓的最后一級母線，其也是最直接影響用戶電壓質(zhì)量的母線。10kV母線運(yùn)行條件復(fù)雜，電壓較易發(fā)生異常，對電壓異常進(jìn)行技術(shù)分析，快速有效地作出應(yīng)對措施，是正確處理電壓異常現(xiàn)象關(guān)鍵所在。

1 電網(wǎng)正常運(yùn)行時的電壓偏離

電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行時，由于有功、無功出力的變化、用電負(fù)荷增減、系統(tǒng)接線方式異常等原因，均會造成母線電壓偏離電壓限值。這種情況只需進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，即可使電壓恢復(fù)正常。

針對上述情況的處理措施： （1）投入AVC（或SVC）功能，設(shè)置合理的電壓限值，系統(tǒng)自動投切電容器、電抗器，或調(diào)整110kV主變的抽頭。（2）調(diào)整220kV主變抽頭（超出±2檔要向中調(diào)申請），控制110kV系統(tǒng)電壓。（3）調(diào)整運(yùn)行方式，合理分布負(fù)荷調(diào)整。（4）改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，停、投或并解變壓器。（5）可要求有條件的地調(diào)電廠改變發(fā)電機(jī)勵磁狀態(tài)，控制電廠上網(wǎng)無功功率。（6）限制負(fù)荷。

2 10kV設(shè)備接地導(dǎo)致的電壓異常

通常10kV系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地，在正常運(yùn)行中，理論上中性點(diǎn)的電位等于零電位。

2.1 10kV系統(tǒng)單相接地現(xiàn)象

單相完全接地：電壓一般顯示為接地相電壓為零，其余兩相電壓升至線電壓。開口三角電壓升高至100V。原因主要有：線路斷線接地、瓷瓶擊穿、線路避雷器擊穿、配變避雷器擊穿、電纜擊穿、 線路柱上斷路器擊穿。

單相不完全接地：電壓一般顯示為一相降低、兩相升高。開口三角電壓升高。原因主要有：線路斷線接地、配變燒毀、電纜故障。

表1是兩起不同的接地故障中母線電壓的實(shí)測值。

同時，SCADA系統(tǒng)出現(xiàn)母線接地信號。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)，還會出現(xiàn)消弧線圈動作信號。可能會有選線接地信號。

2.2 上述故障的處理方法

10kV系統(tǒng)單相接地后，設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行時間不應(yīng)超過2小時。（1）SCADA系統(tǒng)有明確的選線接地信號，通知線路維護(hù)單位，待維護(hù)單位通知用戶后，遙控斷開該線路出線開關(guān)，母線電壓恢復(fù)正常，則可確認(rèn)該線路接地。（2）若SCADA系統(tǒng)無選線接地信號，通知線路維護(hù)單位，待維護(hù)單位通知用戶后，調(diào)度應(yīng)采用“瞬停法”找出接地線路。當(dāng)斷開某線路開關(guān)，母線電壓恢復(fù)正常且接地信號消失，則可確認(rèn)該線路接地。（3）當(dāng)瞬停法未能找出接地線路時，可能存在三種情況：一是運(yùn)行中的電容器、站用變等附屬設(shè)備接地；二是母線接地；三是兩條及以上出線同名相接地。 采取措施是：首先逐一斷開附屬設(shè)備的開關(guān)，觀察母線電壓。然后斷開所有出線開關(guān)（優(yōu)先停同桿架設(shè)線路），觀察母線是否正常。若正常，則逐條試送10kV饋線并觀察母線電壓，當(dāng)送一線路后發(fā)現(xiàn)電壓異常，則判斷為該線路接地，斷開該線路開關(guān)，繼續(xù)試送其余出線。若母線空載運(yùn)行，電壓仍不正常則可判斷母線接地，將母線停運(yùn)。對停電的10kV出線進(jìn)行轉(zhuǎn)供電。

3 PT故障導(dǎo)致的電壓異常

PT是母線電壓的測量裝置，因此當(dāng)PT本身故障也會導(dǎo)致電壓異常，而且這種故障比較常見。10kV PT高壓保險以上部分故障應(yīng)視為母線故障，按母線故障處理；高壓保險以下部分故障，故障電流會導(dǎo)致高壓保險或低壓保險熔斷，或低壓側(cè)空氣開關(guān)跳閘。PT斷線的現(xiàn)象、處理方法與低壓保險熔斷的一致。

PT的種類及接線方式都會影響斷線時電壓讀數(shù)的變化。

（1）當(dāng)單相PT接成Yo/Yo時，它們的磁系統(tǒng)形成單獨(dú)回路。如一次側(cè)A相保險熔斷，二次側(cè)a相無磁感應(yīng)電壓。雖然表Va無磁感應(yīng)電壓，但從Vab電壓表將串過b相電壓，結(jié)果使電壓表Vab、Va形成一串聯(lián)回路。它們所指示的電壓大小，正比于電壓表內(nèi)阻大小（即內(nèi)阻大則指示電壓高，內(nèi)阻小指示的電壓低）。當(dāng)二次側(cè)斷一相保險時，情況亦如此。（2）當(dāng)PT為三相電壓互感器時，它們的磁路系統(tǒng)互相連通。當(dāng)高壓側(cè)A相保險熔斷時，二次側(cè)a相能感應(yīng)一些電壓，Va與Vab電壓表的指示比上述第一點(diǎn)分析結(jié)果高一些。二次側(cè)斷一相保險時和上述第一點(diǎn)分析結(jié)果相同。

總而言之，其現(xiàn)象可概括為：PT一次側(cè)三相保險熔斷，三相電壓值為零，開口三角電壓值也為零。PT一次側(cè)不對稱斷保險熔斷，不熔斷相電壓值正常，熔斷相電壓值明顯下降（或?yàn)榱悖_口三角電壓值明顯上升。PT二次側(cè)三相保險熔斷，三相電壓值為零，開口三角電壓值也為零。PT二次側(cè)不對稱熔斷，不熔斷相電壓值正常，熔斷相電壓值明顯下降（或?yàn)榱悖_口三角電壓值為零。

結(jié)合前一節(jié)所述，從電壓變化來區(qū)分接地與PT故障，簡單地概括為：接地，沒有一相電壓是正常的。PT保險熔斷，要么三相電壓為零，要么至少有一相電壓正常。

處理措施：令現(xiàn)場運(yùn)行人員檢查電壓互感器高低壓熔絲是否熔斷。

若是高壓側(cè)熔斷器燒毀，將母線轉(zhuǎn)供電后將故障PT轉(zhuǎn)檢修處理；若是低壓側(cè)斷線，直接更換保險或合上空氣開關(guān)，然后將故障PT轉(zhuǎn)檢修處理，將母線轉(zhuǎn)供電。PT轉(zhuǎn)檢修前，應(yīng)咨詢繼保人員是否退出低壓側(cè)復(fù)合電壓過流保護(hù)等相關(guān)保護(hù)。如果故障前母線分列運(yùn)行，可采用并列運(yùn)行母線的方法檢查母線是否接地。并列時另一母線電壓指示正常，不發(fā)接地信號時，可判斷是PT高低壓熔絲熔斷問題；而當(dāng)另一母線也出現(xiàn)同樣電壓指示反映，則可排除PT高低壓熔絲熔斷問題。

4 消弧線圈動作導(dǎo)致的電壓異常

消弧線圈在系統(tǒng)發(fā)生單相接地時自動投入進(jìn)行補(bǔ)償電容電流，故障消失后自動退出。但如果消弧線圈未能及時退出補(bǔ)償狀態(tài)，消弧線圈就剛好與零序電容形成串聯(lián)諧振，造成工頻過電壓，因此應(yīng)盡快結(jié)束該狀態(tài)。

此種情況的應(yīng)對措施：（1）可采取停用接地消弧線圈。（2）分并列母線。（3）投切母線電容器等操作。（4）消除電壓異常因素。（5）平衡母線三相電壓。

5 結(jié)束語

10kV母線電壓異常原因具有多樣性，在處理此類事故中調(diào)度員應(yīng)結(jié)合電壓變化、現(xiàn)場人員的詳細(xì)報告、系統(tǒng)運(yùn)行方式特別是配網(wǎng)運(yùn)行方式等因素判斷故障類別，找準(zhǔn)故障點(diǎn)，快速隔離故障，保證電網(wǎng)供電可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]李堅.電網(wǎng)運(yùn)行及調(diào)度技術(shù)問答[M].中國電力出版社，2004.

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