在變電站運(yùn)行值班中

1、簡介： 在變電站運(yùn)行值班中，對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)值班員常會(huì)遇到一些電壓表輸出不平衡的情況。若我們對(duì)這方面認(rèn)識(shí)不足，往往會(huì)因?yàn)椴檎視r(shí)間過長而耽誤送電，因電壓不平衡而誤認(rèn)為接地情況者，找不到問題之所在，卻做許多無用功；另一方面也可能因?yàn)槲茨芗皶r(shí)找到接地點(diǎn)，而引起擴(kuò)大事故。所以，就這個(gè)問題有必要進(jìn)行一些分析探討。關(guān)鍵字：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) 電壓不平衡 現(xiàn)象分析 1前言在變電站運(yùn)行值班中，對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)值班員常會(huì)遇到一些電壓表輸出不平衡的情況。若我們對(duì)這方面認(rèn)識(shí)不足，往往會(huì)因?yàn)椴檎視r(shí)間過長而耽誤送電，因電壓不平衡而誤認(rèn)為接地情況者，找不到問題之所在，卻做許多無用功；另一方面也可能因?yàn)槲茨芗皶r(shí)找到接

2、地點(diǎn)，而引起擴(kuò)大事故。所以，就這個(gè)問題有必要進(jìn)行一些分析探討。2一般情況下電壓不平衡的分析2.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)電壓不平衡，可能是由于保險(xiǎn)燒斷而造成，即高壓保險(xiǎn)熔斷，熔斷相電壓降低，但不為零。由于PT還會(huì)有一定的感應(yīng)電壓，所以其電壓并不為零而其余兩相為正常電壓，其向量角為120。，同時(shí)由于斷相造成三相電壓不平衡，故開口三角形處也會(huì)產(chǎn)生不平衡電壓，即有零序電壓，例如：C相高壓保險(xiǎn)燒斷，矢量合成結(jié)果見圖1，零序電壓大約為33V左右，故能起動(dòng)接地裝置，發(fā)出接地信號(hào)。變電站低壓保險(xiǎn)熔斷時(shí)，與高壓保險(xiǎn)之不同在于：一次三相電壓仍平衡，故開口三角形沒有電壓，因而不會(huì)發(fā)出接地信號(hào)，其它現(xiàn)象均同高壓保險(xiǎn)熔斷的情

3、況。2.2當(dāng)線路或帶電設(shè)備上某點(diǎn)發(fā)生金屬性接地時(shí)(如A相)，接地相與大地同電位，兩正常相的對(duì)地電壓數(shù)值上升為線電壓，產(chǎn)生嚴(yán)重的中性點(diǎn)位移。中性點(diǎn)位移電壓的方向與接地相電壓在同一直線上，與接地相電壓方向相反，大小相等，如圖2。圖1C相斷相時(shí)電壓向量圖圖2A相接地時(shí)電壓向量圖特別值得注意的是我們所說的接地并不單指線路接地，當(dāng)線路拉路檢查后仍未能消除接地故障，則應(yīng)懷疑到本站設(shè)備有接地，例如避雷器、電壓互感器、甚至變壓器接地。由于沒有充分重視接地問題，未按規(guī)程執(zhí)行(接地兩小時(shí)仍未消除則要停下主變壓器)，曾使我局長塘變電站主變壓器燒毀。2.3綜合以上三種情況，可歸納中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)電壓表所反映不平衡電壓

4、時(shí)的故障區(qū)別如表1。表1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)故障判別表 故障性質(zhì)相別有無接地信號(hào)ABCC相接地線電壓線電壓0有C相高壓保險(xiǎn)熔斷相電壓相電壓降低很多有C相低壓保險(xiǎn)熔斷相電壓相電壓降低很多無34PT電壓不平衡輸出分析 3.1拉堡變10kVPT由原來JDZJ型電壓互感器改為：將其一、二次中性點(diǎn)由原直接接地改為串聯(lián)一臺(tái)JDJ型電壓互感器(T2)的一次繞組接地，通常我們稱為4PT，正確接線如圖3所示。圖34PT正確接線圖此種接線的目的是為了防止系統(tǒng)發(fā)生單相接地或其它原因使電壓互感器鐵芯飽合，引起諧振過電壓，保險(xiǎn)易熔斷。在改為徑4PT接地前4個(gè)月時(shí)間里，10kVPT共燒斷三次，共9根保險(xiǎn)；而改接后一直未燒過保

5、險(xiǎn)。3.2正常情況下，電壓互感器二次側(cè)a-o，b-o，c-o分別接入相對(duì)地絕緣監(jiān)視電壓表，零序電壓斷電器接在t2互感器二次側(cè)X-O間。采用這種接線，正常情況下，T1互感器只反映正序電壓a、b、c，(電壓向量圖見圖4)，三相電壓大小相等，相位差120°，中性點(diǎn)電位為零，也就是Ux0。而A相金屬性接地時(shí)，向量圖如圖5所示，即：UxUoUa，此時(shí)零序繼電器YJ兩端有電壓，即可發(fā)出接地信號(hào)，而b相電壓表反映的數(shù)值應(yīng)為VbUbUxUabUb，即等于線電壓，C相電壓表VcUcUxUacUc也等于線電壓。圖4正常情況下4PT電壓向量圖圖5A相接地時(shí)4PT電壓向量圖44PT接線錯(cuò)誤引起電壓表錯(cuò)誤反映

6、分析拉堡變改為徑4PT接地后，其接地時(shí)所反映的則不同于上述所分析，其三相電壓仍平衡，且為三相相電壓。故障所表現(xiàn)的現(xiàn)象：“10kV接地”光字牌亮，不能復(fù)歸，但10kV三相絕緣監(jiān)視電壓表平衡且均為6kV，值班員測(cè)量二次電壓，PT開口三角處為51V，Ua20V，Ub100V，Uc100V，與調(diào)度聯(lián)系拉路檢查，檢查出堡65線路接地。針對(duì)這種電壓表不能反映接地情況的怪現(xiàn)象，查找原因，發(fā)現(xiàn)了問題所在：造成這種表計(jì)錯(cuò)誤反映的原因是二次接錯(cuò)線，如圖6所示。其三相電壓表分別接在互感器二次的a-x，b-x，c-x上，那么正常情況下，中性點(diǎn)x由于三相電壓平衡而等于零，故三相電壓表為相電壓，向量圖見圖7。而當(dāng)發(fā)生接地

7、時(shí)，如A相金屬性接地時(shí)，其電壓反映就不正確了，那么B相電壓表為b-x的電壓，因?yàn)閁xUa，即Vbbxbx相電壓，Vccxcx相電壓，向量圖如圖8。故三相電壓表仍平衡，且均為相電壓，而此時(shí)能發(fā)出接地信號(hào)，因?yàn)榻拥匦盘?hào)繼電器接在t2線圈上，取代以往接在開口三角形處，而Ux有50V左右的零序電壓，線圈兩端因有電壓而動(dòng)作，故能發(fā)出接地信號(hào)，但卻不能在三相電壓表中反映出來，且接地未消除前接地信號(hào)不能復(fù)歸。由此可見，在改為4PT接地時(shí)，應(yīng)保證接線準(zhǔn)確無誤，以免造成三相電壓表誤指示。圖64PT錯(cuò)誤接線圖圖7不接地時(shí)4PT電壓向量圖圖8A相接地時(shí)4PT電壓向量圖5電壓互感器中性點(diǎn)擊穿保險(xiǎn)擊穿后出現(xiàn)的不平衡電壓

8、分析采用三相五柱電壓互感器構(gòu)成絕緣監(jiān)視裝置，如圖9所示。一次系統(tǒng)一相接地時(shí)，接于接地相的電壓互感器高壓繞組被短路，對(duì)于該相的二次繞組輸出電壓等于零，開口三角繞組有不平衡電壓輸出，接地繼電器XJJ勵(lì)磁，絕緣監(jiān)視裝置發(fā)出一次系統(tǒng)接地信號(hào)。一般情況下，這套裝置能準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)一次系統(tǒng)接地故障和判別發(fā)生故障的相別。但是這種絕緣監(jiān)視裝置有時(shí)也會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤的信號(hào)，并會(huì)造成一次系統(tǒng)接地假象。例如屯秋變就發(fā)生了這種現(xiàn)象，屯秋變報(bào)6kV母線接地，Ua3.2kV，Ub0，Uc3.2kV，依次拉開各條出線開關(guān)接地未消除，再將所有出線全部拉開，接地也消除。檢查PT，發(fā)現(xiàn)B相高低壓保險(xiǎn)均熔斷。更換好PT保險(xiǎn)后，A相電壓為6.

9、4kV,B相為0，C相為6.4kV，再次檢查保險(xiǎn)完好，懷疑變壓器等設(shè)備接地，退出主變運(yùn)行，然后用搖表測(cè)絕緣情況：變壓器、PT、站變等均無問題，為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象，經(jīng)過對(duì)PT進(jìn)行仔細(xì)檢查分析，終于找到問題之所在，分析如下：從圖9可看出，PT二次接線的特點(diǎn)是：采用B相接地方式，而中性點(diǎn)是經(jīng)地一個(gè)擊穿保險(xiǎn)JRD接地。從故障經(jīng)過可看出：第一次電壓不平衡(Ub0，而其余兩相并不升高)，既不象接地現(xiàn)象，也不象高壓保險(xiǎn)熔斷現(xiàn)象，因?yàn)槿舾邏罕ｋU(xiǎn)熔斷，B相應(yīng)有一定的感應(yīng)電壓，只能是高、低壓保險(xiǎn)均熔斷才會(huì)是這樣，檢查果然如此；保險(xiǎn)換好后，三相電壓變?yōu)閁a6.4kV，Ub0，Uc6.4kV，又變?yōu)榈湫偷慕拥噩F(xiàn)象，

10、然而所有出線已拉開，用搖表搖測(cè)變壓器，6kV母線及PT本身均未發(fā)現(xiàn)有接地。之所以會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象，是因?yàn)橹行渣c(diǎn)擊穿保險(xiǎn)擊穿，使得二次繞組b相單相短路。由于二次回路單相短路電流小，且接地的b相與地同電位，因此，b相端電壓接近于零，故b相輸出為零；由于一次系統(tǒng)是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，電壓互感器一次繞組雖然中性點(diǎn)接地，但沒有零序電流流通，因此，二次繞組的零序電流便在鐵芯中激勵(lì)起零序磁通，零序磁通感應(yīng)一個(gè)零序電勢(shì)ko,使得原來對(duì)稱的三相電壓a、b、c變成不對(duì)稱的三相電壓a、b、c，即A、C相電壓升為線電壓，B相為零，電壓向量圖如圖10所示。當(dāng)取下JRD后，中性點(diǎn)接地即消除，電壓恢復(fù)平衡。圖9三相五柱電壓互感器接線圖