变压器6kV侧电压不平衡的查找和原因分析

1故障现象

2008年有一天，中原油田某110kV变电所控制室发出警铃预告声音，值班人员立即开展检查，发现中央信号屏“6kV系统Ⅰ段接地”光字牌亮，相应的三相电压表显示的一次电压为UAN=3.17kV，UBN=4.29kV，UCN=4.22kV，并将这一情况报告了上级电力调度，调度员立即通知有关部门组织人员查找故障。

2故障查找

2.1 从6kV母线和出线方面查找

（1）把6kVⅠ段母线出线剩余负荷转移到其他地方（发生“接地”故障前6kVⅠ段负荷已经很小了，因此不必采用拉路选线法来查找接地线路），6kVⅠ段母线上只剩下631PT，用万用表测量631PT二次出口电压（拔下二次保险）为Uan=52V，Ubn=71V，Ucn=69.7V，开口三角电压为ULN=19V，该电压已达到了接地选线继电器动作值，从而发出了“6kV系统Ⅰ段接地”光字牌亮。

（2）对PT二次回路和631PT的一次回路进行了检查，除发现631PT一次侧A相螺丝较松外，未发现其他情况，经反复试验，上述电压情况未变；

（3）更换631PT和避雷器后测得631PT二次出口电压为Uan=70V，Ubn=56V，Ucn=61kV，开口三角电压为ULN=13.8V，对应的三相电压表显示的一次电压为UAN=4.2kV，UBN=3.4kV，UCN=3.62kV，一、二次测量数据非常吻合，只是与第一次测量情况有所不同，但电压不平衡依然存在。

（4）利用高压定相仪直接测量6kVⅠ段母线电压，测得数据为UAN=3.09kV，UBN=4.12kV，UCN=4.03kV，接着把631PT刀闸拉开，退出631PT，如下图所示，再用高压定相仪直接测量6kVⅠ段母线电压，其数据变为UAN=4.1kV，UBN=3.46kV，UCN=3.53kV，再切开601开关单独测量601过桥母线电压，其数据为UAN=4.15kV，UBN=3.44kV，UCN=3.53kV，与不切开601开关所测数据相同，这样可以判断1号主变6kV出口电压本身就存在不平衡现象。

2.2 从主变压器上查找

（1）对主变压器110kV侧的母线电压进行测量，其二次电压在101.1V-101.4V间，数据相当平衡。

（2）对1号主变110kV侧进行有载调压，其6kV三相电压同时下降或同时上升，不平衡情况未见变化。

（3）对1号主变进行全部项目的电气试验，包括主变有关档位的直流电阻、变比、主变介损、泄露、绝缘电阻等以及6kV过桥母线耐压、绝缘和6kV侧避雷器试验，上述试验项目全部合格。

（4）在1号主变和2号主变的35kV侧上分别投退35kV消弧线圈，结过在投入35kV消弧线圈时，1号主变6kV侧B电压相较高；在切开35kV消弧线圈时，1号主变6kV侧A电压相较高，不平衡情况依然未改变。

3 原因分析及结论

从上分析和测试，变压器不存在质量问题，于是经请示投入了变压器，并带负荷运行，结过发现6kV电压“6kV系统Ⅰ段接地”光字牌亮消失，三相电压表显示的一次电压也变得很平衡了，用万用表测试6kVPT二次电压也很平衡，反复几次试验结过一样，而原先变压器带负荷时电压也是平衡的，于是我们向变压器厂家设计人员进行了咨询，根据厂家人员介绍，厂家在设计制造该变压器时，对变压器结构进行了改进，由于变压器原边与副边绕组、原副边绕组对地、相与相绕组之间都存在电容，而结构上的变化，导致三相绕组总的对地电容不相等。在空载只带6kV电压互感器情况下，对地电容值主要取决于变压器对地电容，母线电压互感器相当于一个电感，组成的电路原理见图1。现以变压器6kV侧作为电源，变压器中性点为O，变压器对地电容及6kVPT组成的负载阻抗为Z，三相负载的中性点为O′，电路原理见图2，作电压向量图。由于三相负载阻抗Za、Zb、Zc不相等，故电源中性点O与负载中性点O′不重合，中性点电位发生偏移，电压向量图见图3，点O与O′的偏移情况视三相负载阻抗Za、Zb、Zc不平衡情况而变化。O′点随着投入线路及负荷情况而变。当投入负荷后，变压器对地容抗远小于负载总阻抗，对电压偏移不产生影响。三相负荷平衡时， O与点O′将重合，三相电压平衡。这就出现了上述情况。因此，可以肯定，1号主变可以正常使用，而且最好带上负荷使用。