一起10 kV母線電壓互感器諧振分析與處理

隋新世，馬效文

（國網(wǎng)山東壽光市供電公司，山東濰坊262700）

一起10 kV母線電壓互感器諧振分析與處理

隋新世，馬效文

（國網(wǎng)山東壽光市供電公司，山東濰坊262700）

對一起變電倒閘操作過程中發(fā)生的10 kV母線三相電壓不平衡情況進(jìn)行了分析。分析過程中逐步排除10 kV母線接地、10 kV母線電壓互感器（TV）高、低壓熔斷器熔斷等原因，得出故障是由10 kV母線TV諧振所致。并通過增加一條10 kV線路送電證明了分析判斷的正確性，為變電站倒閘操作提供了經(jīng)驗。

母線TV；分析處理；倒閘操作；TV諧振

0 引言

變電設(shè)備正常運(yùn)行過程中，母線電壓應(yīng)保持在規(guī)定范圍內(nèi)，若超出這個范圍，則屬于不正常的運(yùn)行狀態(tài)，如10 kV母線電壓應(yīng)保持在10.00～10.70 kV。導(dǎo)致母線三相電壓不平衡的原因很多，如母線接地、高低壓熔斷器熔斷、母線電壓互感器（TV）鐵磁諧振等，當(dāng)母線三相電壓不平衡時，應(yīng)及時利用各種手段，正確地分析故障原因，查明故障類型，及時予以消除，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。對一起變電倒閘操作過程中發(fā)生的10 kV母線三相電壓不平衡故障進(jìn)行了分析研究，得出導(dǎo)致這一故障的原因，并提出應(yīng)對措施，為變電運(yùn)維人員解決此類問題提供了參考依據(jù)。

1 故障過程

1.1 運(yùn)行方式

某110 kV變電站的10 kVⅡ段母線設(shè)計出線間隔18路，起初只有1條10 kV華鴻線運(yùn)行，其余都是備用出線間隔，如圖1所示，后新上10 kV中大線、中科線2條新線路。另外，10 kVⅡ段母線TV和接地變壓器運(yùn)行于10 kVⅡ段母線。

圖1 某站10 kVⅡ段母線接線

1.2 故障描述

2015-11-20T17∶10∶00，該變電站負(fù)荷調(diào)整，中大線、中科線兩條10 kV線路合閘送電。運(yùn)行人員首先將10 kV中大線進(jìn)行了合閘送電，送電后，發(fā)現(xiàn)10 kVⅡ段母線電壓出現(xiàn)了三相不平衡的現(xiàn)象，三相電壓分別為

10 kV母線相電壓正常值應(yīng)為5.95 kV，A相電壓5.33 kV，電壓降低；C相電壓6.09 kV，電壓升高；B相電壓基本正常。三相線電壓基本平衡。遙測數(shù)值基本穩(wěn)定不變，也沒有發(fā)出10 kVⅡ段母線TV斷線告警等信號，其他設(shè)備亦無異常。

現(xiàn)場運(yùn)行人員趕到該110 kV變電站，進(jìn)入10 kV開關(guān)室檢查發(fā)現(xiàn)10 kVⅡ段母線電壓互感器的響聲正常，沒有發(fā)生異常的“嗡嗡”聲，電壓互感器的現(xiàn)場也沒有發(fā)現(xiàn)其他異?，F(xiàn)象。

2 故障原因分析

2.1 10kVⅡ段母線接地分析

從10 kVⅡ段母線三相電壓來看，可能是A相接地，此時三相電壓如圖2所示，各相量關(guān)系如式（1）、式（2）所示。但接地相的電壓應(yīng)接近0，而實際為5.33 kV，A相電壓偏高。

另一種情況是A相經(jīng)大電阻接地，此時三相電壓如圖3所示。這種情況下，故障不易被發(fā)現(xiàn)，若將線路停電，難以通過線路絕緣測出具體位置。

圖2 A相直接接地時的相量

圖3 A相間接接地時的相量

2.2 TV低壓熔斷器熔斷分析

變電站的10 kV電壓互感器，一般采用YN／yn／Δ接線方式，如圖4所示。當(dāng)發(fā)生高壓熔斷器熔斷、低壓熔斷器熔斷、母線系統(tǒng)接地以及電壓互感器諧振時，三相電壓會發(fā)生相應(yīng)的變化，如表1所示。

表1 各種故障情況下電壓的變化

從10 kVⅡ段母線的三相相電壓的數(shù)值來看，A相的電壓為5.33 kV，較正常值5.945 kV來說，A相低壓保險熔斷的可能性極低，如圖4所示，若1FU熔斷，則A相電壓表的指示應(yīng)為0。

圖4 電壓互感器接線

分析三相電壓可知，故障原因類似于A相高壓保險熔斷，但又不符合直接熔斷的現(xiàn)象。

2.3 10kVⅡ段母線TV諧振分析

10 kVⅡ段母線系統(tǒng)中，TV的電感量與母線系統(tǒng)中的電容量（包括對地電容和相間電容量）相等時，即時，會引起本系統(tǒng)的TV諧振。

諧振現(xiàn)象為TV響聲過大，發(fā)出沉悶的“嗡嗡”聲，相電壓表指示不停地往復(fù)擺動。這種現(xiàn)象在變電站綜自化改造前的電力系統(tǒng)中經(jīng)常發(fā)生，新變電站的TV都安裝了消諧裝置，一般不會產(chǎn)生諧振情況，同時后臺機(jī)和監(jiān)控機(jī)上的三相電壓遙測值也沒有出現(xiàn)往復(fù)的變化，不符合TV諧振的象征。10 kVⅡ段母線上有18路出線間隔，其中只有1條10 kV華鴻線運(yùn)行，其余都是備用出線間隔，由于10 kV中大線進(jìn)行了合閘送電，改變了系統(tǒng)中電容C的運(yùn)行參數(shù)，極有可能是TV諧振引起的。

處理時可投、停一條或多條10 kV線路來改變10 kVⅡ段母線上的電容參數(shù)值，使電感量不等于電容量，TV諧振現(xiàn)象將自行消失。

2.4 故障處理

將10 kV中科線送電，送電成功后，10 kVⅡ段母線電壓又發(fā)生了變化，三相電壓分別變?yōu)?/p>

與送電前的三相電壓相比較，送電后UB相電壓升高，可以判斷電壓不平衡是由TV諧振引起的。

因此，在給空載母線或空載線路送電時，應(yīng)充分考慮能否引起10 kV系統(tǒng)震蕩的問題；倒閘操作人員在填寫倒閘操作票時，應(yīng)考慮倒閘操作過程中是否會發(fā)生系統(tǒng)異?，F(xiàn)象。

目前，大部分變電站里均安裝了TV消諧裝置，一般不會出現(xiàn)TV諧振情況。該變電站發(fā)生了TV諧振，必須對TV消諧裝置及10 kV系統(tǒng)的電感量和電容量進(jìn)行數(shù)據(jù)試驗，對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行合理配置。

同時，在設(shè)備的更新改造中，逐步將電磁式電壓互感器更換為電容式電壓互感器，這也是防止系統(tǒng)TV諧振的最佳方案。

另外，變電運(yùn)維班操作人員要嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)章制度和調(diào)度操作紀(jì)律，監(jiān)控人員要嚴(yán)密監(jiān)視各種表計、信號的動作情況，特別是在大型操作中，發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常情況應(yīng)及時匯報有關(guān)部門，采取相應(yīng)措施及時處理。

3 結(jié)語

對一起變電倒閘操作過程中發(fā)生的10 kV母線三相電壓不平衡情況進(jìn)行分析，逐步排除了10 kV母線接地、TV高低壓熔斷器熔斷原因，得出三相電壓不平衡的故障系10 kV母線TV諧振所致。并通過增加一條10 kV線路送電證明了分析判斷的正確性，為防止變電站倒閘操作中此類故障的發(fā)生，提供了借鑒經(jīng)驗，進(jìn)一步保證變電設(shè)備的安全運(yùn)行，提高變電設(shè)備的供電可靠性。

［1］汪小華．一起操作中發(fā)生諧振的原因分析及防范措施［J］．電力安全技術(shù)，2005（7）：29-30．

［2］DL／T 866—2004電流互感器和電壓互感器選擇及計算導(dǎo)則［S］.

［3］林劍，余建華，黃海鯤．變電站10 kV母線PT故障原因及防范［J］．山東電力技術(shù)，2012（1）：52-54．

［4］王超，張海臺，胡安峰，等．小電流接地故障暫態(tài)定位技術(shù)應(yīng)用［J］．供用電，2015（9）：50-56．

［5］葉剛進(jìn)，戴世強(qiáng)．智能變電站繼電保護(hù)檢修作業(yè)安全風(fēng)險管控策略［J］．智能電網(wǎng)，2014，2（3）：6-11．

Analysis and Treatments on Resonance of 10 kV Busbar Voltage Transformer

SUI Xinshi，Ma Xiaowen
（State Grid Shouguang Power Supply Company，Weifang 262700，China）

A fault of three-phase voltage imbalance of 10 kV busbar in the substation switching operation was analyzed.During the analysis，causes such as 10 kV busbar grounding，high-voltage and low-voltage fuse breaking of 10 kV busbar were ruled out，and the cause of failure was found to be the resonances of the voltage transformer.The correctness of analysis was proved by sending out a 10 kV line，which provided experiences for the substation switching operation.

busbar voltage transformer；analysis and processing；switching operation；resonance of voltage transformer

TM451

B

1007－9904（2016）11－0080－03

2016-05-08

隋新世（1966），男，高級技師，從事變電運(yùn)行與維護(hù)工作；

馬效文（1967），男，高級技師，從事變電運(yùn)行與維護(hù)工作。