一起变电所母线谐波测试数据异常的分析与建议

2017-03-13,,,

电气开关 2017年4期

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(国网温州供电公司，浙江温州 325000)

1 引言

电压电能质量普测是电能质量技术监督重要工作之一，各单位每月常态开展。在对变电所母线谐波测试结果异常或超标情况分析中除了电网一次系统本身存在谐波导致测试结果超标外，还存在由于测试方法错误或母线压变二次绕组接线不正确不规范导致的谐波电压异常[1-2]。本文将对一起由于母线压变二次绕组接线不正确导致测试结果异常的案例进行分析。

2 异常情况简述

本地市局县郊某110kV变电所由一座220kV变电所线的双回110kV线路供电，共有2台主变，110kV母线为单母分段接线。110kV母线压变二次侧分别包括保护绕组、测量绕组、3U0绕组共3个绕组。2014年12月采用德国GM谐波测试仪MAVOWATT30(采用三相四线制接线，各电压通道均为独立采样通道)对该变电所开展电能质量测试时发现110kV I段和II段母线电压3次、5次、9次等奇次谐波超标，而10kV电压谐波正常。2015年2月22日安排复测，采用同一仪器分别测试10kV母线和110kV母线电压谐波，测试结果反映10kV电压谐波正常，而110kV压变二次电压3次、9次等奇次谐波仍旧超标。2015年4月21日采用LEM公司的topas1000再次对该变电所110kV母线谐波测试，测试结果与之前一致。上述几次测试结果见表1。

3 异常情况分析

由于该110kV变电所2014年12月测试结果显示10kV母线电压谐波含量正常，110kV I段和II段母线电压3次、5次、9次等奇次谐波超标且含量较高，因此初步排除电网一次系统本身存在谐波的可能。2015年2月22日采用德国GM谐波测试仪MAVOWATT30进行复测，2015年4月21日再次采用LEM公司的topas1000进行复测，几次的测试结果与第一次测试情况一致。因此排除了测试人员、测试方法、测试仪器不同等原因造成测量结果异常的可能性。为进一步明确一次系统谐波情况，2015年4月21日分别对该110kV变电所110kV进线电流及其上级220kV变电所的110kV母线电压进行谐波测试，测试结果表明进线电流、上级220kV变电所110kV母线电压谐波含量均正常，基本排除电网一次系统本身存在谐波的可能。测试结果见表2、表3。

表1 110kV母线谐波电压测试结果

表2 110kV进线电流测试结果

在排除电网一次系统本身存在谐波及由于测试人员、测试方法、测试仪器不同等原因造成测量结果异常后，根据该变电所110kV母线PT二次侧绕组情况(分别包括保护绕组、测量绕组、3U0绕组共3个)，现场分别对该110kV变电所110kV母线压变二次保护绕组和测量绕组电压信号进行测试[3-4]。保护绕组电压信号测试情况如下：110kV I、II段母线PT二次保护绕组电压信号取自公共测控屏，对其波形及频谱分析显示电压波形正常，谐波含有率在国标限制范围内。测量绕组电压信号测试情况如下：110kV I、II段母线PT二次测量绕组电压信号取自电度表屏，对其波形及频谱分析显示相电压波形明显畸变(其中3次谐波含有率高达20%)，线电压波形正常，谐波含有率在国标限制范围内[5]。110kV I、II段母线PT二次测量绕组电压信号波形及频谱见图1、图2。

表3 上级220kV变电所的110kV母线谐波电压测试结果

图1 110kV I、II段母线PT二次测量绕组相电压信号波形及频谱

图2 110kV I、II段母线PT二次测量绕组线电压信号波形

4 现场设备接线情况

从以上测量及分析结果来看，PT二次绕组线电压正常，相电压畸变非常严重，中性点应重点关注。现场查看母线压变端子箱发现保护绕组中性线N600有接至保护室，如图3所示。而测量绕组中性线N600未引出，如图4所示，进一步查看发现电度表屏中N600取自接地点。查看压变二次接线图发现图纸中测量绕组的N600与保护绕组的N600短接，而现场接线与图纸不符。检查I、II段母线压变二次接线均如此。现场将测量绕组的N600与保护绕组的N600短接后，测试电度表屏PT二次测量绕组电压波形，波形恢复正常。

5 原因分析

110kV系统为中性点接地系统，正常情况下二次绕组中性点接地时，中性点为地电位，电压互感器自身二次阻抗较小，由于中性点接地，系统三相二次电压为对称，电压正常。当中性点不接地时，受电压互感器二次负荷阻抗影响，在三相二次电压中产生大量奇数谐波，尤以三次谐波为主，同时在电压互感器二次回路中性点发生零点漂移，因而出现压变二次电压异常。