提高电压不平衡现象的处理能力

摘 要：根据工作经验，分析了电网中电压不平衡现象的原因，并提出了提高解决电压不平衡的措施和处理能力。

关键词：电压不平衡；判断准确

0 引言

10KV线路分支多，走向复杂、间距小、线径细、接头多，遇到刮风、下雨、下雪、大雾甚至高温、冰冻等不良天气状况时，以及在大负荷、重大节日期间极易出现瞬间或持续性的短路、接地等不正常运行状态，电网中发生接地故障的几率很高，随着消弧线圈脱谐度的改变，10KV系统的电压会出现很大的波动，造成电压指示不平衡，对于这些接地现象如果认识不足，往往会因为查找时间过长而耽误送电，还有一些原因也会造成电压不平衡，而值班员误认为接地情况，找不到问题之所在，却做许多无用功，从而未能及时找到故障点，造成开关跳闸而减少送电，甚至会造成PT烧坏而引起扩大事故。

1 电压不平衡的原因

1.1系统单相接地或两相不完全接地

小电流接地系统如果发生单相接地，由于线电压的大小和相位不变（仍对称），且系统绝缘又是按线电压设计的，所以允许短时（规程规定不超过2小时）运行而不切断故障设备，从而提高了供电可靠性。但是，若一相发生接地，则其它两相对地电压升高为相电压的√3 倍，特别是发生间歇性电弧接地时，接地相对地电压可能引起更高的过电压，升高到相电压的2.5―3.0倍。使非故障相的绝缘薄弱点被击穿，造成两相短路，尤其电缆线路会因电弧发热得不到及时散发而爆炸使事故扩大，影响用户的正常用电。还可能使电压互感器铁心严重饱和，导致电压互感器严重过负荷而烧毁。同时弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行，对系统的安全威胁很大，当单相接地时，故障相对地电压降低，非接地相电压升高，电压指示视情况不同而异。当一相完全接地时，故障相对地电压为零，中性点位移电压为相电压，非故障相对地电压升高√3倍，变为系统线电压，电压互感器开口三角处出现100V电压，电压继电器动作，发出接地信号 。若故障相不完全接地，则故障相对地电压大于零而小于相电压，非故障相对地电压值大于相电压而小于线电压，接地电流比完全接地时小一些。电压互感器开口三角处电压达到整定值（100V>U0>100/3V），电压继电器动作，发出接地信号由此，我们根据相电压表计指示即可得知系统接地情况。因此，值班人员一定要熟悉接地故障的处理方法，当发生单相接地故障时，必须及时找到故障线路予以切除，才能保证设备的安全运行。

1.2 PT保险熔断

高压保险熔断，熔断相电压降低，但不为零。由于PT还会有一定的感应电压，所以熔断相电压并不为零而其余两相为正常电压，其向量角为120度，同时由于断相造成三相电压不平衡，故开口三角形处也会产生不平衡电压，即有零序电压，大约为33V左右，故能起动接地装置，发出接地信号。

变电站低压保险熔断时，与高压保险之不同在于：一次三相电压仍平衡，故开口三角形没有电压，因而不会发出接地信号，其它现象均同高压保险熔断的情况。

1.3 系统发生谐振

当一相（或两相）电压指示降低（不为零），其余相表计指示升高，超过系统电压；或电压表计指示超过系统电压，表示中性点电压已位移至电压三角形外，三相电压指示依相序次序轮流升高，并在1.2～1.4倍相电压之间作低频摆动，约每秒一次，三相电压指示远远高于线电压。发生铁磁谐振的一个显著特征就是产生过电压，此时对运行经验不是太丰富的人员来说难免会引起恐慌，难以作出判断。

1.4其他因素引起的过电压

某些情况下，系统的绝缘并没有损坏，而是由于其它原因产生某些不对称状态，可能报出接地信号，此种接地称为“虚幻接地”，例如系统中电压互感器的励磁电抗（ XL=ωL）过低，倒闸操作时恰遇某相电压过零值或操作手法不正确、系统接地运行时间过长等，都可能导致系统发生铁磁谐振，此时，系统三相电压是不平衡的，产生的中性点位移也会使保护动作而发出接地信号，这是在实际运行中导致接地信号误发最多的一种假接地故障。此外，对高压设备摇测绝缘或雷电时也可能导致假接地信号发出。

2 解决电压不平衡的措施

上面分析了引起电压不平衡的一些原因，这些原因，在客观上给运行人员判别接地故障带来了一定的难度，要想作出正确判断必须具备丰富的运行经验和优良的业务知识，处理问题时要头脑冷静，大胆而果断。

2.1 系统一相接地或两相不完全接地

此现象若为单一分路故障较好判断处理，采取通过分割电网拉路的方法来进一步判定故障线路，断开故障线路，接地随即消失。但是若两条以上分路同相接地则比较难以判断处理；特别值得注意的是我们所说的接地并不单指线路接地，当线路拉路检查后仍未能消除接地故障，则应怀疑到本站设备有接地，例如避雷器、电压互感器、甚至变压器接地。发生单相接地故障时，系统运行时间不应超过2h，否则由于过电压的影响可能造成设备损坏。

2.2 PT保险熔断

对于这种情况首先要区分是高压保险熔断还是低压保险熔断。高压保险熔断更换时应现将故障PT停运后才能将BK合上，与常规停电顺序不一致，防止故障影响到另一段PT扩大故障范围。

低压保险熔断更换后若再次熔断应查明原因，找出故障点，才能更换，且不允许加大保险容量。

2.3 系统发生谐振

电压变化幅度很大，信号频繁报出，消弧线圈频繁调档，首先要确定是系统发生谐振，先断开一条空载长线路，或非重要用户，改变系统电容电流，破坏谐振条件。

2.4 其他因素引起的过电压

在操作过程中出现电压不平衡现象要停止操作查找原因后才能继续操作。当遇到保护改接线工作时出现电压不平衡现象要立即停止工作，进行查找；设备运行过程中，应分析各种电压不平衡情况，做到分析判断准确，处理及时，才能保证设备的安全运行；在改接线过程中，应注意接线正确，否则将会使运行人员误判断；对接地不消失的情况，运行人员应引起充分注意，否则会误认为误发信号而造成误判断而延误了故障排除。

3 结束语

在小电流接地系统中，电压不平衡占整个变电站所有故障大半，对各种电压不平衡情况，要做到分析判断准确，处理及时，不至于扩大事故，损坏设备，才能保证设备的安全稳定运行，因此值班人员应熟悉有关运行规程，了解设备的运行状况，提高处理问题的能力，出现故障时要沉着冷静认真分析，正确判断并避免故障发展，尽快恢复对用户供电。■

作者简介：

袁小柯（1973-），女，河南南阳人，工程师，从从事变电调度运行工作。