电网35kV断线事故的分析与处理

摘 要：本文针对35kV中十一线C相断线事故，详细的分析了非全相运行情况下电源侧、变压器高低压侧电压的变化情况， 应用对称分量法论述了变压器接带负载能力范围，介绍了高压电机的跳闸原因，总结归纳了处理断线事故的正确方法。

关键词：断线；电压；对称分量；负载能力

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（b）-0000-00

1引言

电网35kV系统采用小电流接地（消弧线圈接地或不接地）的方式运行，由于外力破坏、绝缘击穿及接点烧断各种原因造成线路故障。对于单相接地、相间短路接地这样的横向故障分析较多，但对于断线故障又称为纵向故障相对较生疏，所以本文针对35kV中十一线C相断线事故进行详细的分析，找出断线故障时电网运行特征，制定出方便实用的操作预案。

2断线过程

2014年8月27日6：02中十一变反映35kV母线电压三相不平衡，6：04从调度自动化主站系统信息得知5：04向阳变35kV母线瞬间接地、已复归， 调度令中十一变值班员检查所内设备及PT二次保险无异常。区调反映中十一变负荷降低，注水电机有异音，调度确认为缺相，将中十一变转备用电源接带后电压恢复正常。 检修人员检查设备发现35kV中十一线11837门构至原阻波器间C相引线烧断。

3断线电压分析

3.1电源侧电压演变情况

根据调度自动化系统显示的数据“5：04向阳变35kV母线瞬间接地，现已复归”，来看35kV中十一线C相断线发生在这一时刻，通过故障录波图可以看出：

在组波器C相断线瞬间05：03：56：755时C相接地发生，造成电源侧向阳一次变35kVC相电压降低接近为0，AB两相电压上升为接近线电压。05：03：57：835接地电阻较大造成这段时间内ABC三相电压波形发生畸变；05：04：07：082 C相再次接地，05：04：07：902 C相再转变成断线 ，35kVABC三相电压逐渐恢复正常，C相电流降低为0，其他两相电流增大，05：04：16.002 高压电机跳闸，AB两相负荷降低。

3.2 断线后主变电压演变分析

35kV中十一变电所主变采用Y/-11接线方式。主变压器高压侧正常运行时UA、UB、UC三相电压对称，当高压侧不接地发生C相断线时，主变高压侧C相绕组无电压，因此不产生磁通，加在A、B两相上的电压UAB即为主变缺相前的相间电压UAB。因C相缺相，相电压为零UCZ=0，故主变低压侧绕组Ucz=0，由于主变低压侧为型连接，故主变低压侧各绕组电压就等于相间电压。总结一般规律，得出结论：主变高压侧缺相运行时，主变高压侧额定相电压Ue与主变低压侧额定相电压Uφ的关系为Uφ=（ /3）Ue

3.3 断线时变压器的负载能力

当变压器高压侧断线时，变压器接带负荷能力下降，断线后变压器的综合电抗为负序和零序并联后再与正序串联：

； ；

35kV变压器单相断线后，由于电源只有正序电势，所以变压器的可用容量为正序电流的容量。 式中 为变压器可用容量， 为线路额定线电压。电流的不对称度 ，当 很小或 很大，负序电流与零序电流相比将会很小，极限 ，绕组内的正序电流绝对值与零电流相等，这时可用容量最小。 ；当 很大或 很小时，负序电流与零序电流电源比将会很大，极限 ，绕组内的流过正序电流值等于负序电流，这时可用容量也最小 当 = 即 时，负序电流与零序电流相等，其绝对值为正序电流的一半，B相和C相电流最小，这时 成为最大。由此可见：35kV线路单相断线时，变压器负载能力为额定容量的58%―67%之间。

3.4 电动机跳闸分析

经了解当断线发生之时有6台高压电机过负荷保护动作跳闸。

6kV电动机功率为三相功率之和，P=3IφUφcosφ。所谓功率守恒原理系指主变高压侧缺相前、后电动机所带负荷及电动机功率因数应保持不变。假设主变高压侧缺相前，电动机带额定负载运行，每一相的相电流均为额定电流，那么主变高压侧C相缺相后，低压侧A相电压不变，其相电流也不变，但B、C两相由于相电压降为原来的一半，为保持其输出功率不变，其相电流必须要升高到额定电流的2倍。经上述分析可知，主变高压侧相缺相后，主变低压侧所带三相电动机会严重过载。电网6kV电动机均装设过负荷保护，当电流达到额定电流的1.23倍时，延时9秒跳闸。

3.5 断线故障的处理方法

通过以上分析我们可以判断，当线路发生断相事故时，相电压特征是三相电压不平衡，断线相电压和中性点电压升高，非断线相电压降低，供电功率减少，有时发出接地信号。线路断相时，负荷侧母线电压异常，通过电源侧和负荷侧两侧的电压测量值进行判别。调度人员在处理35kV小电流接地系统疑似断线事故时，首先判断电源侧三相电流是否正常、负荷侧是否有电机跳闸、电压源电压是否正常，如果负荷侧电压一相基本正常、其他两相降低至正常电压的0.5倍左右，就可以及时准确地判断为电网断线事故。

4 结论

电网35kV系统采用小电流接地（消弧线圈接地或不接地）的方式运行，当35kV线路发生单相断线时，导致电流和电压对称性的破坏，产生的负序电流使电能质量变坏，影响生产用电。如果不能及时处理非全相运行事故，电网中可能同时其它短路故障（包括非全相运行的区内和区外），造成事故扩大。因此，深入分析制定处理35kV断线事故的方法，及时准确判断及处理断线故障，制定出操作指导性很强的预案，有利于电网调度快速指挥处理断线事故。

参考文献：

[1]张少如，李志军，吴永检，杜志强，MATLAB与电力系统仿真 河北电力大学学报 ，2005.6 （34）：5-9

[2]夏文武，发电机非全相运行分析与处理 江西电力2007.3（31）：6-9

[3]蔡洋，电力系统各序网的建立 电力系统运行与操作 辽宁科学技术出版社（158-161）

作者简介：

曹冬梅（1974-），性别：女，学历：专科，职称：技术员，研究方向：电网运行