110kV变压器缺相运行的分析

110kV 变压器缺相运行的分析

摘 要：用对称分量法和过电压理论分析中性点不接地110kV Yd11变压器高压侧单相断线时低压侧电压、电流特征，并找出其规律，得出结论，为调度人员及时根据故障现象特征隔离故障点，调整运行方式，从而确保了地区电网供电的质量和可靠性。 关键词：变压器 缺相运行 1. 引 言

县级电网的110kV 变电所大多为终端变电所，110kV 变压器大多处于中性点

不接地运行状态，当110kV 线路单相断线时，线路保护和变压器保护不会动作，但10kV 侧电压、电流异常，有些特征类似10kV 单相接地。本文主要分析了110kV 线路单相断线时变压器10kV 侧电压、电流的特征，帮助运行、调度人员及时对运行异常定性和排除。 2. 模型与参数 2.1 模型

图（1） 110kV 线路单相断线系统模型

线路中间A 相QK 断线，断口两端距离较近，即Zqk ≈0

2.2序网图

图（2）序网图

参数：U qk ∣0∣=E ，Z （0）= ∞，

Z （1）=Z （2）=j （X1+X2+X3+X4+X D ）=j X ，电压基准值为E 。 3. 线路电流计算

注：正常运行中三相电流大小为

。单相断线后，健全两相电流方向相反且比正常时略

小。

4. 断口电压

4.1断口QK三序电压为

4.2 A相断口电压为

5. F1母线（110kV母线）电压的计算

5.1 F1母线三序电压

5.2 F1母线三相电压

6. F2母线（10kV母线）电压的分析计算

6.1 F1母线三相电压近似值

一般情况下，X4 + X

≈X，于是有

D

即，110kV母线电压健全相仍保持正常状态。后续计算以该近似进行。

6.2 F1母线、F2母线三序电压关系

6.2.1正序、负序电压

由于变压器为Y/Δ，d11接线，所以对于正序、负序分量有

6.2.2 零序电压

1）F2母线零序电压的产生

由于变压器110kV侧中性点不接地，零序阻抗∞，零序电流为0，零序电压通过高低压绕组间电容和低压侧三相对地电容所组成的电容传递回路传递至10kV侧，使10kV侧三相出现相同的零序传递电压Ua0，Ub0，Uc0。如图（3）。

图（3）绕组间电容传递电压

2）F2母线零序电压最大值情况

为分析低压侧零序电压的大小，以一台SZ9-40000/110变压器为例，最恶劣情形，变压器空载时，C 12≈4000PF ，3C 0≈12000PF ，有

。

3）F2母线零序电压一般情况

1公里10kV 无架空地线单回线路3C 0≈7000PF ，1公里10kV 电缆线路3C 0≈280000PF 。以SZ9-40000/110变压器10kV 侧有10公里无架空地线单回线路负荷为例计算。C 12≈4000PF ，3C 0≈82000PF ，有

。

所以，一般情况下，变压器低压有负载线路时，高压侧单相断线时，由于3C 0较大，低压侧零序传递电压较小，小于0.25E 。6.3分析在该情况下进行。 6.3 结合6.2.1和6.2.2的分析，对低压侧三相电压向量分析如下。 低压侧零序传递电压取0.25 E 。 1）低压侧A 相电压图（4）

高压A 相电压序分量 低压A 相电压

2）低压侧B 相电压图（5）

高压B 相电压序分量 低压B 相电压

3）低压侧C 相电压图（6）

高压C相电压序分量低压C相电压

7. F2母线（10kV母线）电压的分析计算结论

根据以上分析，一般情况下，110kV线路单相断线时，终端110kV变电所的10kV母线电压特征为：两相对地电压降低，降低到正常电压的一半左右，一相对地电压升高，比正常运行电压略高。降低两相相位相同。同时，10kV母线有零序电压产生。

8. F2母线（10kV母线）电流的分析计算

8.1 根据“3.线路电流计算”，110kV线路单相断线时，110kV线路电流为

8.2 由于变压器为Y/Δ，d11接线，所以10kV母线A相三序电流为

8.3 10kV母线三相电流为

9. 结论

110kV线路单相断线时，终端110kV变压器不接地，终端变电所10kV母线的电压和电流特征如表（1）。设正常时相电压为U，相电流为i。

10．应用

2005年8月6日，某110kV变电站110kV进线C相断线，时间为10：00～11：15，当时站内10kV电流和电压情况如表（2）

因该变电站10kV线路较多，10kV母线的零序电压略有升高，但没有触发接地告警信号。

参考文献：

[1] 李光琦.电力系统暂态分析[M].北京：水利电力出版社。

[2] 解广润.电力系统过电压[M].北京：水利电力出版社。