小接地系统10kV母线电压异常原因分析及调度处理措施

李健波

摘 要：文章基于调度应用层面对小接地系统10kV母线电压异常进行研究分析，分类说明系统正常运行时的电压偏离、10kV出线或站内设备故障导致的电压异常等现象及原因，并总结出相应的处理措施，为调度运行人员处理小接地系统10kV母线电压异常提供实用的建议。

前言

电压是电能质量三大指标之一。10kV母线是调度部门可调控电压的最后一级母线，其也是最直接影响用户电压质量的母线。10kV母线运行条件复杂，电压较易发生异常，对电压异常进行技术分析，快速有效地作出应对措施，是正确处理电压异常现象关键所在。

1 电网正常运行时的电压偏离

电网在实际运行时，由于有功、无功出力的变化、用电负荷增减、系统接线方式异常等原因，均会造成母线电压偏离电压限值。这种情况只需进行相应调整，即可使电压恢复正常。

针对上述情况的处理措施： （1）投入AVC（或SVC）功能，设置合理的电压限值，系统自动投切电容器、电抗器，或调整110kV主变的抽头。（2）调整220kV主变抽头（超出±2档要向中调申请），控制110kV系统电压。（3）调整运行方式，合理分布负荷调整。（4）改变网络参数，停、投或并解变压器。（5）可要求有条件的地调电厂改变发电机励磁状态，控制电厂上网无功功率。（6）限制负荷。

2 10kV设备接地导致的电压异常

通常10kV系统中性点不接地或经消弧线圈接地，在正常运行中，理论上中性点的电位等于零电位。

2.1 10kV系统单相接地现象

单相完全接地：电压一般显示为接地相电压为零，其余两相电压升至线电压。开口三角电压升高至100V。原因主要有：线路断线接地、瓷瓶击穿、线路避雷器击穿、配变避雷器击穿、电缆击穿、 线路柱上断路器击穿。

单相不完全接地：电压一般显示为一相降低、两相升高。开口三角电压升高。原因主要有：线路断线接地、配变烧毁、电缆故障。

表1是两起不同的接地故障中母线电压的实测值。

同时，SCADA系统出现母线接地信号。中性点经消弧线圈接地的系统，还会出现消弧线圈动作信号。可能会有选线接地信号。

2.2 上述故障的处理方法

10kV系统单相接地后，设备继续运行时间不应超过2小时。（1）SCADA系统有明确的选线接地信号，通知线路维护单位，待维护单位通知用户后，遥控断开该线路出线开关，母线电压恢复正常，则可确认该线路接地。（2）若SCADA系统无选线接地信号，通知线路维护单位，待维护单位通知用户后，调度应采用“瞬停法”找出接地线路。当断开某线路开关，母线电压恢复正常且接地信号消失，则可确认该线路接地。（3）当瞬停法未能找出接地线路时，可能存在三种情况：一是运行中的电容器、站用变等附属设备接地；二是母线接地；三是两条及以上出线同名相接地。 采取措施是：首先逐一断开附属设备的开关，观察母线电压。然后断开所有出线开关（优先停同杆架设线路），观察母线是否正常。若正常，则逐条试送10kV馈线并观察母线电压，当送一线路后发现电压异常，则判断为该线路接地，断开该线路开关，继续试送其余出线。若母线空载运行，电压仍不正常则可判断母线接地，将母线停运。对停电的10kV出线进行转供电。

3 PT故障导致的电压异常

PT是母线电压的测量装置，因此当PT本身故障也会导致电压异常，而且这种故障比较常见。10kV PT高压保险以上部分故障应视为母线故障，按母线故障处理；高压保险以下部分故障，故障电流会导致高压保险或低压保险熔断，或低压侧空气开关跳闸。PT断线的现象、处理方法与低压保险熔断的一致。

PT的种类及接线方式都会影响断线时电压读数的变化。

（1）当单相PT接成Yo/Yo时，它们的磁系统形成单独回路。如一次侧A相保险熔断，二次侧a相无磁感应电压。虽然表Va无磁感应电压，但从Vab电压表将串过b相电压，结果使电压表Vab、Va形成一串联回路。它们所指示的电压大小，正比于电压表内阻大小（即内阻大则指示电压高，内阻小指示的电压低）。当二次侧断一相保险时，情况亦如此。（2）当PT为三相电压互感器时，它们的磁路系统互相连通。当高压侧A相保险熔断时，二次侧a相能感应一些电压，Va与Vab电压表的指示比上述第一点分析结果高一些。二次侧断一相保险时和上述第一点分析结果相同。

总而言之，其现象可概括为：PT一次侧三相保险熔断，三相电压值为零，开口三角电压值也为零。PT一次侧不对称断保险熔断，不熔断相电压值正常，熔断相电压值明显下降（或为零），开口三角电压值明显上升。PT二次侧三相保险熔断，三相电压值为零，开口三角电压值也为零。PT二次侧不对称熔断，不熔断相电压值正常，熔断相电压值明显下降（或为零），开口三角电压值为零。

结合前一节所述，从电压变化来区分接地与PT故障，简单地概括为：接地，没有一相电压是正常的。PT保险熔断，要么三相电压为零，要么至少有一相电压正常。

处理措施：令现场运行人员检查电压互感器高低压熔丝是否熔断。

若是高压侧熔断器烧毁，将母线转供电后将故障PT转检修处理；若是低压侧断线，直接更换保险或合上空气开关，然后将故障PT转检修处理，将母线转供电。PT转检修前，应咨询继保人员是否退出低压侧复合电压过流保护等相关保护。如果故障前母线分列运行，可采用并列运行母线的方法检查母线是否接地。并列时另一母线电压指示正常，不发接地信号时，可判断是PT高低压熔丝熔断问题；而当另一母线也出现同样电压指示反映，则可排除PT高低压熔丝熔断问题。

4 消弧线圈动作导致的电压异常

消弧线圈在系统发生单相接地时自动投入进行补偿电容电流，故障消失后自动退出。但如果消弧线圈未能及时退出补偿状态，消弧线圈就刚好与零序电容形成串联谐振，造成工频过电压，因此应尽快结束该状态。

此种情况的应对措施：（1）可采取停用接地消弧线圈。（2）分并列母线。（3）投切母线电容器等操作。（4）消除电压异常因素。（5）平衡母线三相电压。

5 结束语

10kV母线电压异常原因具有多样性，在处理此类事故中调度员应结合电压变化、现场人员的详细报告、系统运行方式特别是配网运行方式等因素判断故障类别，找准故障点，快速隔离故障，保证电网供电可靠性。

参考文献

[1]李坚.电网运行及调度技术问答[M].中国电力出版社，2004.

[2]王世祯.电网调度运行技术[M].东北大学出版社，1997.