变电站3/2接线处断路器三相电流不平衡分析

陈井锐，韦瑞峰，方勇，施涛，邹璟，王清波

（云南电网有限责任公司昆明供电局，昆明 650000）

0 前言

变电站3/2 接线方式主要优点是可靠性高、运行灵活性好和操作检修方便。在3/2 接线处，装设有电流互感器，当三相电流不平衡时，系统保护将发生动作。3/2 接线处三相电流易受系统参数影响，引起中心断路器电流某一相反相或者某一相电流大幅度减小，出现三相电流不平衡，导致系统保护误动作，降低系统运行的可靠性[1-2]。

本文以3/2 接线处为基准点，考虑了系统运行参数，给出了3/2 接线方式的电流表达式，基于表达式给出了中心断路器三相电流不平衡的区间范围，最后提出了解决3/2 接线方式三相不平衡的技术措施，为工程实际应用提高了理论指导。

1 基于3/2接线处系统参数模型

1.1 中心断路器系统参数数学模型

为了分析3/2 接线处三相电流不平衡现象，本文首先通过试验排除电流互感器及保护故障的因素，从隔离开关、断路器等系统参数出发，以3/2 接线处中间断路器为中心，得出中心断路器处三相电流的表达式。

图1 为变电站3/2 接线方式，其中5822 为中心断路器，甲、乙线为两条负荷出现。设段母线A、B、C 三相的电压分别为段母线A、B、C 三相的电压分别为流 过5821、5822、5823 断路 器A、B、C 三相 的电 流为5822 断 路 器靠近Ⅰ段母线侧和靠近Ⅱ段母线侧电压分别为和

图1 5822断路器3/2接线处电流电压图

式子中，下标“分”表示5822 断路器处于“分”状态下的电气参数值。

合上5822 断路器，系统三相不平衡，设5822 断路器处A、B、C 三相阻抗为5822 合 闸 之 后，由式（1）和5822“合”状态下的电气参数，可得：

如果电流的实部用a表示，虚部用b表示，阻抗的实部用R表示，虚部用X表示，电压的实部用u表示，虚部用k表示。那么式（2）可以写成：

式中，i=A，B，C。

1.2 中心断路器戴维南等值电路模型

图2 为以5822 断路器为中心的3/2 接线处戴维南等值电路，i为戴维南等值阻抗，为戴维南等值电压，为5822 断路器两端端电压，Z.di为5822 断路器阻抗。

图2 5822断路器3/2接线处戴维南等值电路

由上述的参数及线路连接关系有：

式子中i表示A，B，C。

2 算例分析

表1 为5822 断路器断开前流过5822、5821和5823 断路器电流值，表2 为5822 断路器断开后流过5822、5821 和5823 断路器电流值。

表1 5822断路器断开前流过5822、5821和5823断路器电流值

表2 5822断路器断开后5822、5821和5823断路器电流值

5822 断路器断开后电流方向及数值如图3所示。

从 表1、 表2 和 图3 可 以 看 出，5821、5822、5823 断路器均有三相电流不平衡现象。断开5822 断路器后，5821 断路器和5823 断路器三相电流恢复平衡。

通过分析，a22c合+jb22c的向量反向，系统参数满足如下式子：

通过上述分析，得出了影响系统三相电流不平衡的主要影响因素。以5822 为出发点，系统运行向量参数，虚部与实部的比值不趋向无穷大或零时，系统存在三相电流不平衡现象；当5822 处阻抗虚部与实部的比值趋近于零时，A、B、C 三相电流不平衡现象完全取决于系统的运行参数。

图3 5822断路器断开后电流方向及数值

3 结束语

本文分析了3/2 接线方式出现三相电流不平衡的现象，给出了相关的数学分析模型和戴维南等值电路，在三相系统参数不一致的情况下，系统存在三相电流不平衡现象，最后通过算例分析得出，引起系统三相电流的根本原因是系统的无功参数出现了三相不一致。