某電廠110kV回路三相電流不平衡現象分析

周 娟

（中國石油玉門油田分公司水電廠，甘肅酒泉 735000）

0 引言

電力系統中的三相電壓或三相電流不平衡嚴重影響系統的運行。在傳輸線中，由于架空線與地面之間的不對稱，使得線路正常運行時三相電壓和電流參數不平衡，嚴重的不平衡度甚至會造成巨大的危害。例如，增加電網中的線路損耗，影響電氣設備（如電機等）的正常運行，從而導致電機發熱和振動，變壓器磁通泄漏和局部過熱，各種保護裝置和自動設備誤動作。

1 系統運行及異常情況

1.1 系統運行情況

該電廠目前運行著3 臺發電機，其中1#和2#為發變組，1#主變、2#主變35 kV 側與新35 kV 母線連接，2#主變110 kV側與110 kV 甲母線連接，3#主變110 kV 側與110 kV 乙母線連接、35 kV 側與老35 kV 母線連接，新、老35 kV 母線之間有一聯絡線，110 kV 甲、乙母之間有1100#分段開關，整個網絡形成環網狀態。

1.2 異常情況

2019 年1 月28 日以前運行一直正常。1 月28 日0 時54分廠II 回路的B 相電流突然減小，廠Ⅰ的B 相電流相繼增加，就地檢查廠I 和廠II 兩回路開關正常，電流互感器無異常，保護裝置報“A 相TA 斷線”、“B 相TA 斷線”、“C 相TA 斷線”，持續幾小時后又恢復正常，相同現象連續幾天相繼出現。

2 數據統計及初步分析

2.1 數據統計

根據運行反應，通過數據調取，對110 kV 廠雙回路電流出現三相不平衡，進行統計計算見表1。

從表1 看出，廠I 回路電流不平衡度在60%左右，廠II 回路電流不平衡度在150%左右，電流不平衡現象比較嚴重。

2.2 初步分析

在發生電流不平衡現象后，通過電氣測試，測量出廠Ⅱ的121#開關接觸電阻值較大。停電檢查，沒有放電痕跡；檢查開關二次回路正常；SF6斷路器內氣體壓力為0.6 MPa，符合設備廠家設計要求；檢查開關操作機構，發現存在卡澀現象，對其開關機構的運動部件進行了潤滑處理，消除卡澀現象；檢查開關跳合閘機構，并對其接觸行程進行調整，由原先的25 mm 進行調整了約2～3 mm，合、跳斷路器確認其正常狀態；對開關接觸電阻進行試驗測量，測量方式為開關每分合一次測量一次，測量數據均在行業標準35 μΩ 以下。

通過上述檢查可以排除由于回路接觸不良引起的三相電流不平衡的可能。

表1 不平衡電流及不平衡度

3 不平衡電流分析

3.1 三相不平衡常見原因分析

（1）大功率負荷的接入。隨著越來越多類型電氣設備的廣泛應用，大功率設備正在逐漸增加，并且這些設備的打開和關閉時間是不規律的。當這些裝置打開時，它們將破壞三相平衡狀態，到關閉時又會返回平衡狀態。并且，用戶根據自己的需要增加大功率負載，這是無法控制的。因此，大功率設備的突然打開和不可控制的增加也是發生三相不平衡的原因之一。

（2）負載分配不均勻。三相不平衡最常見最合理的原因是負載分配不均勻，當A、B、C 三相負載不均勻分布時就會引起三相不平衡。在這種情況發生時，通過調整負荷分配的方法，將電流高的相上的負荷可以合理的轉移到其他兩相。

（3）用電負荷隨機變化。用電負荷通常由單相負載為主，即使A、B、C 三相的負荷均勻分配，也無法保證連接到三相的電氣設備同時開啟或關閉。這種情況時，負荷隨機變化無法預測的，根據三相電流曲線，A、B、C 三相電流有時一相電流大，有時兩相電流大，沒有規律性，在這種情況下，只有加裝自動調節裝置才可以解決。

（4）外力因素導致三相不平衡。外力因素也可能造成配電網中的三相不平衡，主要包括以下3 方面：①采集器和計量設備出現問題，采集的數據有明顯的不平衡現象，但現場測得實際的電壓和電流是正常的，可以檢查采集器接線是否有松動等現象引起三相不平衡；②季節性因素和臨時用電影響；③其他外力因素，如斷線故障等。

3.2 進一步分析

（1）對廠II 回路斷路器進行大修后，線路運行正常，電流不平衡現象依然出現，故排除開關及觸頭造成不平衡電流的現象。

（2）對出現電流不平衡現象數據再分析，發現多次出現電流不平衡時，油II 回路負荷在之前有所調整，故不排除出現用電負荷隨機變化無法預測導致三相不平衡。

（3）油II 回路與廠II 回路B 相導線距離比較接近，不排除同母線雙回路運行時存在相互影響導致電流不平衡現象。

（4）運行方式問題。整個新、老廠35 kV 通過2#、3#主變與110 kV 系統聯接，新老廠35 kV 通過聯絡線聯接，形成35 kV系統雙回路閉環運行，在出現電流不平衡期間，當斷開1100#分段開關，電流立即恢復正常。故不排除運行方式影響三相電流不平衡現象。

4 結束語

（1）輸電線路的不平衡電流受線路運行狀態和線路潮流分布的限制極大。

（2）環網運行時，電流不平衡現象會增大。

（3）線路負荷的變化也是出現三相電流不平衡的原因之一。

（4）電廠與系統之間的連接方式對不平衡電流也有較大影響。

總而言之，三相不平衡既會影響配電網的經濟運行，又會影響供電質量。