一起10 kV母线电压互感器谐振分析与处理

隋新世，马效文

（国网山东寿光市供电公司，山东潍坊262700）

一起10 kV母线电压互感器谐振分析与处理

隋新世，马效文

（国网山东寿光市供电公司，山东潍坊262700）

对一起变电倒闸操作过程中发生的10 kV母线三相电压不平衡情况进行了分析。分析过程中逐步排除10 kV母线接地、10 kV母线电压互感器（TV）高、低压熔断器熔断等原因，得出故障是由10 kV母线TV谐振所致。并通过增加一条10 kV线路送电证明了分析判断的正确性，为变电站倒闸操作提供了经验。

母线TV；分析处理；倒闸操作；TV谐振

0 引言

变电设备正常运行过程中，母线电压应保持在规定范围内，若超出这个范围，则属于不正常的运行状态，如10 kV母线电压应保持在10.00～10.70 kV。导致母线三相电压不平衡的原因很多，如母线接地、高低压熔断器熔断、母线电压互感器（TV）铁磁谐振等，当母线三相电压不平衡时，应及时利用各种手段，正确地分析故障原因，查明故障类型，及时予以消除，保证电力系统的正常运行。对一起变电倒闸操作过程中发生的10 kV母线三相电压不平衡故障进行了分析研究，得出导致这一故障的原因，并提出应对措施，为变电运维人员解决此类问题提供了参考依据。

1 故障过程

1.1 运行方式

某110 kV变电站的10 kVⅡ段母线设计出线间隔18路，起初只有1条10 kV华鸿线运行，其余都是备用出线间隔，如图1所示，后新上10 kV中大线、中科线2条新线路。另外，10 kVⅡ段母线TV和接地变压器运行于10 kVⅡ段母线。

图1 某站10 kVⅡ段母线接线

1.2 故障描述

2015-11-20T17∶10∶00，该变电站负荷调整，中大线、中科线两条10 kV线路合闸送电。运行人员首先将10 kV中大线进行了合闸送电，送电后，发现10 kVⅡ段母线电压出现了三相不平衡的现象，三相电压分别为

10 kV母线相电压正常值应为5.95 kV，A相电压5.33 kV，电压降低；C相电压6.09 kV，电压升高；B相电压基本正常。三相线电压基本平衡。遥测数值基本稳定不变，也没有发出10 kVⅡ段母线TV断线告警等信号，其他设备亦无异常。

现场运行人员赶到该110 kV变电站，进入10 kV开关室检查发现10 kVⅡ段母线电压互感器的响声正常，没有发生异常的“嗡嗡”声，电压互感器的现场也没有发现其他异常现象。

2 故障原因分析

2.1 10kVⅡ段母线接地分析

从10 kVⅡ段母线三相电压来看，可能是A相接地，此时三相电压如图2所示，各相量关系如式（1）、式（2）所示。但接地相的电压应接近0，而实际为5.33 kV，A相电压偏高。

另一种情况是A相经大电阻接地，此时三相电压如图3所示。这种情况下，故障不易被发现，若将线路停电，难以通过线路绝缘测出具体位置。

图2 A相直接接地时的相量

图3 A相间接接地时的相量

2.2 TV低压熔断器熔断分析

变电站的10 kV电压互感器，一般采用YN／yn／Δ接线方式，如图4所示。当发生高压熔断器熔断、低压熔断器熔断、母线系统接地以及电压互感器谐振时，三相电压会发生相应的变化，如表1所示。

表1 各种故障情况下电压的变化

从10 kVⅡ段母线的三相相电压的数值来看，A相的电压为5.33 kV，较正常值5.945 kV来说，A相低压保险熔断的可能性极低，如图4所示，若1FU熔断，则A相电压表的指示应为0。

图4 电压互感器接线

分析三相电压可知，故障原因类似于A相高压保险熔断，但又不符合直接熔断的现象。

2.3 10kVⅡ段母线TV谐振分析

10 kVⅡ段母线系统中，TV的电感量与母线系统中的电容量（包括对地电容和相间电容量）相等时，即时，会引起本系统的TV谐振。

谐振现象为TV响声过大，发出沉闷的“嗡嗡”声，相电压表指示不停地往复摆动。这种现象在变电站综自化改造前的电力系统中经常发生，新变电站的TV都安装了消谐装置，一般不会产生谐振情况，同时后台机和监控机上的三相电压遥测值也没有出现往复的变化，不符合TV谐振的象征。10 kVⅡ段母线上有18路出线间隔，其中只有1条10 kV华鸿线运行，其余都是备用出线间隔，由于10 kV中大线进行了合闸送电，改变了系统中电容C的运行参数，极有可能是TV谐振引起的。

处理时可投、停一条或多条10 kV线路来改变10 kVⅡ段母线上的电容参数值，使电感量不等于电容量，TV谐振现象将自行消失。

2.4 故障处理

将10 kV中科线送电，送电成功后，10 kVⅡ段母线电压又发生了变化，三相电压分别变为

与送电前的三相电压相比较，送电后UB相电压升高，可以判断电压不平衡是由TV谐振引起的。

因此，在给空载母线或空载线路送电时，应充分考虑能否引起10 kV系统震荡的问题；倒闸操作人员在填写倒闸操作票时，应考虑倒闸操作过程中是否会发生系统异常现象。

目前，大部分变电站里均安装了TV消谐装置，一般不会出现TV谐振情况。该变电站发生了TV谐振，必须对TV消谐装置及10 kV系统的电感量和电容量进行数据试验，对系统参数进行合理配置。

同时，在设备的更新改造中，逐步将电磁式电压互感器更换为电容式电压互感器，这也是防止系统TV谐振的最佳方案。

另外，变电运维班操作人员要严格执行规章制度和调度操作纪律，监控人员要严密监视各种表计、信号的动作情况，特别是在大型操作中，发现设备异常情况应及时汇报有关部门，采取相应措施及时处理。

3 结语

对一起变电倒闸操作过程中发生的10 kV母线三相电压不平衡情况进行分析，逐步排除了10 kV母线接地、TV高低压熔断器熔断原因，得出三相电压不平衡的故障系10 kV母线TV谐振所致。并通过增加一条10 kV线路送电证明了分析判断的正确性，为防止变电站倒闸操作中此类故障的发生，提供了借鉴经验，进一步保证变电设备的安全运行，提高变电设备的供电可靠性。

［1］汪小华．一起操作中发生谐振的原因分析及防范措施［J］．电力安全技术，2005（7）：29-30．

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［3］林剑，余建华，黄海鲲．变电站10 kV母线PT故障原因及防范［J］．山东电力技术，2012（1）：52-54．

［4］王超，张海台，胡安峰，等．小电流接地故障暂态定位技术应用［J］．供用电，2015（9）：50-56．

［5］叶刚进，戴世强．智能变电站继电保护检修作业安全风险管控策略［J］．智能电网，2014，2（3）：6-11．

Analysis and Treatments on Resonance of 10 kV Busbar Voltage Transformer

SUI Xinshi，Ma Xiaowen
（State Grid Shouguang Power Supply Company，Weifang 262700，China）

A fault of three-phase voltage imbalance of 10 kV busbar in the substation switching operation was analyzed.During the analysis，causes such as 10 kV busbar grounding，high-voltage and low-voltage fuse breaking of 10 kV busbar were ruled out，and the cause of failure was found to be the resonances of the voltage transformer.The correctness of analysis was proved by sending out a 10 kV line，which provided experiences for the substation switching operation.

busbar voltage transformer；analysis and processing；switching operation；resonance of voltage transformer

TM451

B

1007－9904（2016）11－0080－03

2016-05-08

隋新世（1966），男，高级技师，从事变电运行与维护工作；

马效文（1967），男，高级技师，从事变电运行与维护工作。