10kV电网三相电压不平衡的分析与处理

郑书煌

总结: 东南沿海地区受到气候和地形的影响，并且10kV电网容易出现三相电压不平衡，但是根据电流保护装置的配置不能准确地判断和隔离非短路故障. 总结了沿海县市10kV配电网电压不平衡现象的类型，特征以及异常电压信号的分析与处理.

关键字: 10kV电网；电压不平衡故障处理；非短路故障；电源保护装置；电力系统文件识别码: A

CLC号: TM83物品号: 1009-2374（2016）31-0116-02 DOI: 10.13535 / j.cnki.11-4406 / n.2016.31.058

连江县位于东南沿海，靠近大海和群山. 一些地区受到台风和雷暴等气候灾害的严重影响. 此外，由于林线矛盾和外力破坏，经常会在10kV电网电压中发生三相不平衡. 廉江地区的10kV电网使用小电流接地系统. 根据电流保护装置的配置，不能准确地判断和隔离非短路故障. 调度员只能通过对母线电压变化的解释和分析来判断和确定故障的类型. 治疗计划.

1三相电压不平衡故障类型及其影响

10kV电网中大约有四种类型的异常三相电压不平衡；

1.1测量电路故障

测量电路故障主要是由于电压互感器的一次或二次电路断开. 变压器的故障会影响继电保护，测量和计量功能的正常使用，使调节器无法正常监控电网运行，也无法及时处理电网故障.

1.2异常运行参数

操作参数异常，例如共振失败. 当10kV系统发生谐振时10kv电压互感器图片，在谐振电压和工频电压的作用下，会引起变压器内部过电压. 如果持续时间过长，将导致变压器烧坏，甚至导致母线故障.

1.3接地丢失故障

1.3.1单相接地故障，10kV配电网通常是中性点不接地系统. 当发生单相接地故障时，故障点只会产生很小的容性电流，这不会影响系统各点的接地电位. UA，UB和UC电压三角形没有改变，这不会改变影响用户的功耗. 因此，路上发生单相接地故障后，法规允许操作继续进行1到2个小时.

1.3.2两相接地故障，两相接地短路后，一般会引起开关保护动作并清除故障线路.

1.4断线故障

断线故障会导致系统无法全相运行，从而可能危及人身安全. 通常，不允许长期存在. 调度应及时断开故障线路.

2三相电压不平衡信号特征

10kV母线的三相电压不平衡时，调度员必须首先了解各相的电压，然后根据电压值的变化进行分析，并根据理论知识和工作经验，确定原因故障的类型和类型，并帮助现场人员找到故障点.

在对10kV电网中的三相电压不平衡故障现象进行了多年的观察和记录之后，并查询了一些信息，该三相不平衡故障通常具有以下信号特征:

2.1电压互感器故障

2.1.1 PT高压熔断器熔断: 熔断相的电压接近零，其他相不变，与故障相有关的线电压与相电压接近，与相电压无关到故障没有改变.

2.1.2 PT低压熔断器熔断: 熔断相的电压为零，其他相基本不变，与故障相相关的线电压变为相电压，与故障无关的线电压不变.

2.1.3 PT高压或低压保险丝三相保险丝: 三相电压为零.

2.2由共振引起

2.2.1基本谐振: 类似于接地损耗信号，一相的电压下降但不为零，两相的电压上升至线电压以上，或者两相的电压下降但不为零，并且一相电压上升.

2.2.2分频谐振: 三相电压依次增加或同时不超过线电压.

2.2.3高频谐振: 三相电压同时上升.

2.3接地丢失故障

2.3.1 10kV母线的一相电压接近零，而另一两相的电压上升到线电压，表明该电压是零相金属接地损耗.

2.3.2 10kV母线的一相电压下降但不为零，其他两相电压上升但不相等，表明降压相的非金属接地.

2.3.3 10kV母线的一相电压不超过线路电压，两相电压降低但不相等，表明上升相的下一相可能丢失.

2.3.4 10kV母线的一相电压上升到额定电压的1.55倍. 两相的电压降低，最小值为零. 可能是两相接地（没有跳闸）.

2.4断相故障

2.4.1线路单相断相: 10kV母线电压显示一相上升，两相下降或一相下降，两相上升. 电压值与移相线的长度有关.

2.4.2线路的两相断相: 10kV母线电压显示一相上升，两相下降或一相下降，两相上升. 电压值与移相线的长度有关.

2.4.3当线路断开时，如果负载端子悬空，则负载端子的断开相仍具有电压，但三相电压不平衡.

2.4.4线路的相故障有时类似于非金属接地电压信号.

3三相不平衡故障处理

当10kV母线电压上出现不平衡信号时，必须首先消除变压器的故障，然后必须消除运行参数的异常，最后是否应考虑设备故障.

3.1变压器的一次或二次电路故障

如果电压互感器的一次或二次电路出现故障，与故障相相关的线路电压值降低或相关的有功功率突然显着降低，也可以判断为电压互感器故障.

主要设备故障和变压器故障同时发生，首先隔离设备故障，然后再处理变压器故障.

3.1.1高压熔断器熔断处理: （1）拔出可能发生故障的保护装置； （2）将故障的PT移交给维修； （3）更换高压保险丝； （4）PT转移作业；放置已撤回的保护. 注意: 如果变电站中存在PT辅助并联条件，则调度员应在退出故障PT之前并行运行PT两次.

3.1.2低压熔断器熔断处理: （1）拔出可能发生故障的保护装置； （2）更换PT低压保险丝或合上断路器； （3）检查电压是否正常； （4）撤回保护性投资. 注意: 如果变电站中存在次级并联条件，则现场检查具有并联能力和条件时，调度员应使PT并联，然后更换保险丝. 严格禁止将PT的正常操作与发生故障的PT的次级并行进行.

3.1.3变压器的异常情况（例如冒烟，内部放电等），应首先断开变压器所在的10kV总线的电源，然后隔离故障的变压器. 禁止直接打开变压器的电源隔离开关，在正常操作中，其次级侧不得与变压器的次级侧平行.

3.2共振故障

对于10kV不接地系统，主要解决方案是放入消​​弧线圈并更改操作模式. 调度员可以处理实际情况. 一般步骤如下: （1）打开/关闭10kV总线开关； （2）来回电容； （3）按规定顺序开/关10kV线路开关； （4）切断主变压器低压侧开关.

3.3单相接地损耗故障

单相接地故障，为防止故障扩大，保护装置应及时发出信号，以便调度员及时采取措施消除故障.

应按以下顺序搜索接地故障: （1）为了确定接地是否确实消失，首先检查分流零序保护和小电流接地搜索设备是否正在运行，消弧线圈是否起作用绝缘监测仪指示； （2）当两个主变压器并联运行时，断开总线连接的开关以拆分网络； （3）尝试拉空载线； （4）将电网分为电气断开部分； （5）通过上切换总线变压器检查总线. （6）尝试根据负载顺序或调度指定的顺序拉动馈线，以找到故障点； （7）经测试线路故障仍未消除，应立即关闭（注: 严禁两个系统同时接地）.

当一拖一接地后接地信号仍未消失时，可以认为同一条总线上的多条线路同相接地. 调度员可以按照指定的顺序一一选择并切断线路，直到故障信号消失为止，然后一一接通电源以查找故障线路.

如果断开了总线上的所有线路开关，并且仍然存在接地损耗信号，则可以判断为总线或总线所属设备的单相绝缘已损坏. 此时，调度员需要迅速将10kV线路布置在故障母线上，以转移负载，腾出故障母线10kv电压互感器图片，并准备维修人员抢修.

3.4断相故障

高压相故障: （1）高压相故障的两端被挂起，并且没有断开的两个相通过负载连接到断线的负载端. 断点负载端的电压为相电压的0.5倍，其他两相不变. （2）高压相故障，故障相不接地或跌落在绝缘物体上，相间电容器电流变小，对地电压相对较高，正相相对较低; （3）高压缺相故障相的负载侧的电线接地，正常相通过用户变压器与故障导体连接，形成非金属接地. 因此，正常相电压降低而故障相电压升高.

尽管没有短路故障，但断相故障会带来严重后果，但会对三相电动机和系统的运行和继电保护产生一定的影响. 调度员判断出相故障后，会通知供电站人员查询线路上用户的电器是否正常，电压是否稳定，特别是对于三相电动机的用户.

3.4.1如果用户报告高压有缺相现象，则变电站的10kV母线电压中会出现三相电压不平衡，表明虚线很长.

3.4.2如果三相电压不平衡，但没有明显的接地损耗功能，则应与故障线末端的用户联系. 如果用户的电源正常，则可以判断为接地故障.

3.4.3通过查询用户，可以大致确定断点的范围. 缺相点之前用户电压正常，缺相点之后用户电压异常，三相电动机不启动.

3.5多点接地故障

在电网的实际运行中发生了以下情况: （1）当10kV线路在一个相中失去接地时，正相电压的增加会导致电网正相的薄弱环节击穿. 该线路所属的同一条总线线路上的其他设备，导致两点接地跳闸； （2）对于同一条总线上的线路，相的两点彼此接地，从而形成两点接地短路. 短路电流超过开关设置的设置值，导致线路跳闸.

发生此类故障时，应将其视为10kV线路跳闸.

3.6三相电压为零

但是，有时可能会发生某些特殊情况，例如电流互感器三相熔断器熔断或两相熔断器熔断，并且线路单相（非PT熔断器熔断相）丢失了接地，我们无法判断是否存在设备故障，当调度员收到10kV母线的三相电压为零的信号时，需要分析保护和自动化设备信号，并比较远程控制系统上的电压和电流指示图，以确定电压互感器是故障还是设备故障.

如果是电流互感器故障，则应通过PT一次/二次三相熔断器烧断来处理，如果是设备故障，则应根据线路损耗进行处理.

4结论

10kV配电网中存在多种不平衡的三相电压不平衡类型，某些故障的特征相似且难以区分. 我们的调度员只需学习理论知识，积累工作经验，并认真分析和总结处理过的故障. 提高他们处理失败的能力.

参考

[1]于水中，潘岚. 小电流接地系统的非短路故障分析[J]. 电力系统保护与控制，2009，（10）.

[2]毛金清，赵自刚，马杰等. 电力系统继电保护实用技术问答（第二版）[M]. 北京: 中国电力出版社，2000年.

中国高新技术企业2016年第31期

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