馬園林

【摘 要】電壓不平衡是電力系統(tǒng)常見的一種現(xiàn)象，單相間歇、直接接地，線路斷線，母線PT熔絲熔斷，諧振過電莊等故障的發(fā)生均會造成電壓不平衡現(xiàn)象的發(fā)生。但故障反映表征的多樣性給值班調(diào)度員明確判斷電太不平衡原因帶來了一定的困難，分別就接地、線路斷線、PT熔絲熔斷、諧振過電壓等常見故障情況的不同表征詳細(xì)進(jìn)行歸類分析，供調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行人員交流。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；電弧過電壓；諧振

0.引言

在35KV及以下中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生單相接地后，允許維持一定的時間，一般為2h不至于引起用戶斷電。但隨著中低壓電網(wǎng)的擴(kuò)大，中低壓架空導(dǎo)線及電纜出線回路數(shù)增多、線路增長，中低壓電網(wǎng)對地電容電流亦大幅度增加，當(dāng)發(fā)生單相接地時，接地電弧不能自動熄滅而產(chǎn)生電弧過電壓，一般為3～5倍相電壓甚至更高，致使電網(wǎng)中絕緣薄弱的地方放電擊穿，最終發(fā)展為相間短路造成設(shè)備損壞和停電事故。最近從本地區(qū)電網(wǎng)發(fā)生的電壓不平衡來看，電壓異常波動基本發(fā)生在因天氣刮風(fēng)或設(shè)備原因造成的某處單相間歇或直接接地或斷線時，為了使調(diào)度員在系統(tǒng)發(fā)生電壓波動時能夠明確區(qū)分故障類型，及時處理故障，保障電網(wǎng)安全運(yùn)行，下面分別就接地、線路斷線、PT熔絲熔斷、諧振過電壓等故障情況的不同表征詳細(xì)進(jìn)行歸類分析，以供交流。

1.接地故障

一相金屬接地時，相電壓特征是一相電壓為零，其他兩相電壓升高至線電壓。結(jié)果判斷為：一相金屬性接地后正常的電壓變化，電壓為零相是接地相。一相非金屬（經(jīng)過渡電阻）接地時，相電壓特征是一相（或兩相）電壓低，但不為零；另兩相（或一相）電壓高，近似線電壓，隨著過渡電阻的變化，各相電壓發(fā)生較大幅度的波動，有時超過線電壓。非接地的兩相電壓一般不相等。結(jié)果判斷為：隨著電阻變化，產(chǎn)生電壓波動時帶有接地過電壓，這種情況往往是最高電壓相的下一相（按正相序排列）為接地故障相。由斷路器送電發(fā)出接地信號，相電壓特征是三相電壓瞬間波動，瞬間發(fā)接地信號。電壓瞬間變化情況和一相斷相或兩相斷相的電壓情況相同。結(jié)果判斷為：由于斷路器三相接觸不同期而造成的三相線路不能同時帶電，使中性點(diǎn)產(chǎn)生位移。

2.線路斷線

一相斷相時，如一相線路斷線或線路跌落斷路器掉閘時，相電壓特征是三相電壓不平衡，有時發(fā)出接地信號。斷線相電壓和中性點(diǎn)電壓升高，非斷線兩相電壓相等且降低，供電功率減少。結(jié)果判斷為：三相對地電容電流不對稱，通過非斷相的兩相電壓相等和供電功率明顯減少這兩個特點(diǎn)，來區(qū)別接地故障和線路斷相故障。兩相斷相，如兩相線路斷線或線路跌落熔斷器兩相掉閘時，相電壓特征是三相電壓不平衡，有時發(fā)出接地信號。非斷線相電壓降低，斷線兩相電壓升高，當(dāng)兩相斷線較長時，中性點(diǎn)電壓也會使交流監(jiān)視裝置發(fā)出接地信號。供電功率明顯減少。結(jié)果判斷為：由于三相對地電容電流不對稱造成。這種兩相斷相的電壓情況與金屬性接地的電壓情況相同。

3.單相接地與斷線的區(qū)別

單相接地雖引起三相電壓不平衡，但線電壓值不改變。單相接地又分為金屬性接地和非金屬性接地兩種。金屬性接地接地相電壓為零，其他兩相電壓升高1.732倍；非金屬性接地接地相電壓不為零，而是降低為某一數(shù)值，其他兩相升高不到1.732倍。斷線不但引起三相電壓不平衡，也引起線電壓值改變。上一電壓等級線路一相斷線時，下一電壓等級的電壓表現(xiàn)為三個相電壓都降低，其中一相較低，另兩相較高但接近；本級線路斷線時，斷線相電壓為零，未斷線相電壓仍為相電壓。

4.母線PT熔絲熔斷

PT一相一次熔絲熔斷時，電壓特征為一相電壓大幅度降低，其他兩相電壓有不同程度的降低。PT一相二次熔絲熔斷時，現(xiàn)象為中央信號警鈴響，打出“電壓互感器斷線”光字牌，一相電壓為零，另外兩相電壓正常。

5.諧振過電壓

諧振引起的二相電壓不平衡有兩種：一種是基頻諧振，特征類似于單相接地，即一相電壓降低，另兩相電壓升高；另一種是分頻諧振或高頻諧振，特征是三相電壓同時升高。當(dāng)相電壓特征是一相電壓低，但不為零，兩相電壓升高，超過線電壓，表針打到頭；或兩相電壓低但不為零，一相電壓高，表針打到表頭。結(jié)果判斷為：有基波諧振，產(chǎn)生諧振過電壓，電壓最低相為接地相。當(dāng)相電壓特征是三相電壓依次輪流升高，并超過線電壓（不超過兩倍相電壓），表針打到頭，三相電壓表指針在相同范圍內(nèi)低頻擺動。結(jié)果判斷為：有分頻諧振，產(chǎn)生諧振過電壓。

6.結(jié)語

當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生波動時，調(diào)度員應(yīng)先根據(jù)電壓波動的規(guī)律判斷故障類型。當(dāng)只帶電壓互感器的空載母線產(chǎn)生電壓互感器基波諧振時，需要立即投入一個備用設(shè)備，改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，消除諧振。由于分頻諧振多是由于發(fā)生單相接地激發(fā)，所以在排除基波諧振的可能后，調(diào)度員應(yīng)按照常規(guī)原則進(jìn)行線路的接地選拉，找出接地或斷線的故障相，斷開故障線路。如電壓仍然波動異常，則調(diào)度員應(yīng)立即解列并網(wǎng)小電廠，調(diào)整運(yùn)行方式，分隔故障范圍，破壞諧振條件，消除諧振過電壓后，待電壓正常后再行恢復(fù)電廠并網(wǎng)及正常運(yùn)行方式。