電站10kV系統電壓回路異常處理方法探討

劉智琦 韓堯 馬榕谷

摘要：在整個電力系統中，繼電保護裝置是核心，其主要作用就是進行自動的系統電壓、電流等信息的處理。而變壓器則負責了與負荷連接。但是由于長期處在高功耗狀態下。所以對于電網運行時高壓繞組以及低壓線路而言都需要安裝避雷器來對它們實施有效地限制和保護措施以防止損壞設備及人員安全事故發生從而保證整個電力系統能夠正常供電是10kV變電站極為重要的工作之一。

關鍵詞：10kV;電壓;回路異常

一、引言

電壓回路作為電力系統中的一個重要組成成分，其對整個電網運行，供電質量，以及企業經濟效益都有著極大影響。因此必須加強高壓電源線路設計及用電安全管理。20世紀以來我國已進行了直流電網改造等方面工作;但由于技術不成熟、設備差錯和操作不當而造成短路故障占比較高比例電網損失嚴重問題仍未得到根本解決甚至還有可能進一步惡化的趨勢發展著，對供配系統帶來不可挽回的巨大經濟損失與社會影響。

二、電站10kV系統故障的分布與系統狀態

在電網運行的過程中，主要是由三個方面產生作用：第一，電力系統本身存在故障。由于電能生產和分配都具有不確定性、復雜性等特點。因此對整個電網造成的影響也非常大;第二，輸電線路會受到雷擊或其他自然災害等自然因素破壞而引起損壞或者中斷供電情況發生時;第三點就是用戶自身負荷所帶來負載需求量過大導致斷路器出現問題而無法檢修時等等一些人為活動中產生的故障。

當電力系統中發生短路故障時，會產生不同程度的危害，可能造成整個電網對其他電氣設備等正常工作帶來影響。在運行過程中應嚴格按照相關規定進行操作。若出現上述情況則需分析原因采取相應處理措施;如果運行經驗表明該變電所在實際接線當中存在著變壓器、發電機和互感器等過載以及斷相損壞問題需要及時檢修并做好記錄以便于工作人員能夠迅速做出判斷，以避免電網對其他電氣設備造成干擾，造成不必要的短路事故發生。

三、10kV系統電壓回路異常處理方法分析

在對10kV系統電壓回路進行異常處理時，會出現不同的情況，比如：當變壓器發生單相接地故障時就有可能是斷開元件、接線裝置及其他設備。但一般都只是局部放電或者部分放空等。而當發生不正常運行狀態下所產生電流和電壓突變才成為主要原因;其次就是由于負荷較小導致二次側電源啟動后無法在短時間內排出電力回路中出現異常的現象，這也會造成系統電壓異常波動使變壓器處于過負載或低電阻情況。在對電網的運行方式和故障情況進行分析后，電力系統中的各電氣元件，如變壓器、互感器等必須要有正確可靠度。然而由于各種因素引起電網供電不正常，其可靠性受到嚴重影響。為準確評估對用電設備及其所在發電廠供電是否產生威脅及危害程度;為了簡化計算過程以及確定故障類型與范圍;需要根據具體條件選擇合適的方法或方案來進行處理和檢驗系統運行方式下所表現出的電氣特性曲線、高低壓斷路器分閘后短時電流值等。10kV系統電壓回路的正常運行，需要對其接入點進行采樣，并根據采集到數據分析異常情況。在常規處理方法中主要是通過以下幾種方式來實現：采用人工神經網絡法將電網電壓信號從模擬量轉換為非線性映射回輸出值;利用故障隔離技術、數字濾波技術以及電力電子裝置等相關設備實現自動檢測與隔離功能;對現場的用電信息進行實時記錄。

運行電壓實驗，對系統進行仿真操作，通過程序控制曲線的變化來判斷電壓回路是否處于異常狀態。在實際情況中：當電網發生三相短路時均不可能有單相信號出現;同一個直流母線中有兩臺變壓器組絕緣保護接地故障等正常現象也是時有出現的;而只有當三相相位重合度超過20°且沒有二次側分別隔離開關或未斷開連接無故障兩電源電壓，系統才會恢復正常運行。

四、基于IEC61850的電壓回路異常處理方法

針對電網電壓回路中存在的異常，在對其進行處理時，需要將系統接入了一個統一的可控整流器，并且與直流側經變電設備連接。采用IEC61850標準后所規定的是：對于同一個機組母線或者主變壓器來說。則只需改變該互感器上相應配置有1/2相同接通電源。當發電機并網電流較大（約為5mA）和輸出電壓不大于200MVA時就應使交流總阻抗降低到4倍，從而消除不必要的誤差。根據對現場實際情況的分析，電壓回路主要分為三個部分：一是變壓器，變電站中高壓電力線路大多數都采用的是單相低壓繞組形式。二是主接線器（或母聯）、隔離開關。三是二次繼電器及各種保護裝置等設備組成了單元電路和集中控制網絡系統。

對于10kV系統電壓回路，由于其復雜的電力設備，如變壓器等必須實行分段運行方式。在實施了不同級別的高壓配電網絡后再進行切換操作時可以借鑒上文對變電站10V側序電流選擇異常、短路故障以及相與地之間跳閘情況下各次暫有無功沖突前饋信號來完成處理算法：對于發電機母線回路來說當電壓值大于0.4v系統的額定允許電壓要求時候，通過自動調節裝置切換到有功功率滿足系統內最大負荷正常運行。基于投切過錯控制邏輯。可以通過自動重合閘、跳步合斷路器等來減少誤操作。當系統處于不對稱短路狀態時，自動熄滅電弧和相關設備接地故障，利用分段開關的開閉功能消除切換過程中由于負載變化而引起的分相繞組間閉合或接觸不良問題。

五、總結與展望

在對電網系統電壓回路進行實時性的處理時，應首先考慮的是合閘。而當合閘后，由于操作人員出現了誤判導致部分支路停電。所以我們要避免這種情況。對于一些人為因素發生斷電現象的問題應對其進行合理化解決措施;針對一些人為原因造成電路短路、過載等一系列不正常運行狀態都應該采取有效方法解決問題;對系統電壓回路中可能存在故障引起裝置損壞和影響設備使用壽命的故障應及時處理，并在設備出現異常時通知相關工作人員現場處理。

參考文獻

[1]蒙巖.10KV系統二次電壓異常的表現形式分析與判斷處理[J ] ..中國科技信息，2009，（3）

[2]何冰，劉文瑩.10KV系統次電壓異常 現象淺析[J ] .農村電氣2015.61-78

[3]方向喬，刑吉生，丁士心.中性點不接地系統小電流接地自動檢測裝置的研制[J ] .東北電力學院學報， 2010 ， （7）