小接地系统中母线电压异常现象的判断与处理

2．2．2此类现象的处理措施
①责令现场运行人员检查电压互感器高低压熔丝是否熔断，如有则加以更换，电压异常现象应消失。②如果有可以合环运行的同等级电压母线，可采用并列运行母线的方法检查母线是否真正接地。如果并列时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。而当另一母线电压指示不同，不发接地信号时，亦可知是PT高低压熔丝熔断问题。
5．2相应的处理措施：
①选择励磁特性较好的PT
②PT开口三角加装并联电阻，或采取以零序电以改变电气参数。
（4）当空母线带有电感型电压互感器，冲空母线操作产生谐振时，应迅速投入出线或并列母线以改变参数，消除母线谐振。
6.操作引起的电压异常：
拉合并联电容器、消弧线圈、空载变压器或线路等操作，从理论上说，可能会出现操作过电压。此种内部操作过电压持续时间一般很短，且调度人员可通过操作措施防患于未然，故本文不在对其进行具体的电气原理讨论，仅就日常操作的注意事项加以列举：
理论上的极端表现为Yi接近零发生严重的串联谐振现象，中性点电压Un急剧上升。于是向量叠加的结果可能使一相电压升高，另外两相降低；也可能使两相对地电压升高，另一相降低；一般来说后者常见，此是基波谐振的表现形式。如此，PT二次开口三角绕组的引出装置会发出虚幻接地信号，误导值班人员。另外，若线路很长，Co很大，或PT励磁电感很大，会产生低频谐振，即分次谐波谐振过电压。反之，Co很小，或励磁电感很小，会产生高频谐振，称为高次谐波谐振过电压。分次谐波谐振时，三相电压同时升高，过电压幅值并不高，而PT的电流极大，会使PT过热爆炸；基波谐振时，两相电压升高，一相电压降低，过电压幅值较高，过电流并不大；高次谐波谐振时，三相电压同时升高，一般电流并不大，过电压很高损坏设备绝缘。
(2)倒闸操作时，由于电压互感器的谐振而造成母线电压不平衡。此种情况往往是在设备进行关合空载母线时发生，如图2所示。当系统，投入501断路器，由于10kV母线处于空载状态，其等值电路图可由图3表示。
图2示意图
图3等值电路图
图3中L是电压互感器一次线圈的电感，C是各相母线对地电容，由于电压互感器的中性点是接地的，且各相对地电容的一端也是接地的，在正常情况下，三相电容是对称的，但当用501断路器向10kV母线充电时，就存在着以下两种情况：
2．1．2针对上述情况的处理措施：
①调整运行方式，合理分布负荷
②增减无功功率，投切电容器组
③改变网络参数，停、投或并解变压器。
④改变有功和无功的重新分布，调整变压器分接头。
2．2“假故障”电压现象
2．2．1由于电压互感器高压或低压侧一相保险熔断，造成的电压降低或假接地情况。小接地系统中电压互感器二次回路所接的表计除相对地接有Va、Vb、Vc电压表外，在相间还接有Vab、Vbc、Vca电压表，（如图1）当一相保险熔断时，分两种情况进行分析：
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。
总的来说，高压或低压侧一相保险熔断时，熔断相所接的电压表计指示要降低，未熔断相的电压表计指示不会升高（保险接触不良时类似）。现场运行实际中，有因保险熔断导致某相电压降低，并伴有输电线路断相导致某相电压过高的现象，两者均有可能使接地绝缘监视装置发出假接地信号。
（7）检查电源设备(发电机、变压器)。
4．3、发生单相接地时的注意事项：
（1）力求避免在该系统内进行属计划内的操作；
（2）接地故障持续运行时间不超过2小时，超过2小时后视情况拉开该母线PT的中性点接地闸刀，可再运行2小时；否则必须对该故障线路停电。
5.电压互感器参与的铁磁谐振过电压现象
5．1母线PT的一次侧绕组接成星形，中性点直接接地。因此，各相对地励磁电感L1、L2、L3与导线对地电容C之间各自组成独立的振荡回路。
图1接线图
此时，电压互感器的铁心线圈相当于与电容器并联，构成了可能产生谐振的并联电路，由于相对地电压升高 倍，有可能使得电压互感器的铁心出现饱和或接近饱和，阻抗变小，电路中出现容抗和阻抗相等的情况，从而产生了并联谐振，此时互感器一次侧的电流最大，这样有可能使电压互感器的高压侧熔断件熔断，或者烧坏电压互感器。此种情况往往在变电所投产初期(线路出线回路少)不是很明显，但随着线路出线回路的增多(各回线路对地的等值电容量增大，容抗增大)出现谐振的情况较多。
（1）当电容器所接的母线电压达规定电压的1．1倍时，应停用电容器。
（2）装有电容器的母线停电时，应先停电容器，送电时应待出线送上后再送电容器，以防母线电压过高。
（3）当电容器与接地变(消弧线圈)同时运行于同一系统时，要注意两者之间的配合及线路电容电流的影响，不得造成系统谐振。
（4）当对空母线送电时，有可能出现母线三相电压指示不正常并发母线接地信号，而当带上负荷即可恢复正常。
2．3．母线三相电压不对称直至母线出现假接地现象
2．3．1当地区电网10kv母线发生单相接地故障,电容电流值超过电力行标DL/T620-1997之规定，且需继续运行时，就应安装消弧线圈。本地区电网通过接地变压器引出消弧线圈补偿电容电流，并统一采用过补偿运行方式。发生单相接地故障后，消弧线圈将马上投入运行，这时在等效零序回路中，消弧线圈与零序电容是并联的，因此达到了补偿的目的。大部分的单相接地故障在补偿之后都能自动解除，这时消弧线圈与零序电容就形成串联回路，如果消弧线圈未能及时退出补偿状态，阻尼电阻还处于被短接的状态，这时消弧线圈就刚好与零序电容形成串联谐振，而且谐振状态会一直维持下去，造成较长时间的工频过电压，因此必须设法尽快结束该状态。但是，一般消弧系统均是以中性点电压超过一定值作为发生单相接地的判据而投消弧线圈的，而串联谐振时中性点电压也较高(达到了数千伏)，导致系统误认为单相接地故障继续存在，所以系统将继续进行补偿，从而导致恶性循环。中性点位移电压变化，母线三相电压随之产生高低不平衡。若高压畸变致PT的励磁异常，直至与母线电容的参数匹配，将导致谐振发生，出现虑幻接地信号。甚者，谐振使电压高度畸变而烧坏PT。此因接地消弧线圈的非及时切除引发的虚幻接地现象。
小接地系统中母线电压异常现象的判断与处理
【摘要】该篇文章在总结日常调度运行经验的基础上，对造成该地区小接地系统中母线电压的过高、偏低等异常现象加以列举，并针对各异常现象进行了适当分析，提出了常用的调度处理措施。
关键词小接地系统电压异常现象处理
1．引言
电压是电能质量的重要参数之一，电压的异常直接影响设备的运行技术指标、经济指标。甚者令用电设备无法工作，电网的安全与经济运行遭至破坏。由于各种客观原因，母线电压时常发生异常变化，亦在所难免。地区调度员是所辖电网运行的指挥者，在保证连续运行的情况下，对电压的控制与调整是其重要职责之一。而对电网运行中经常出现的各种异常电压现象进行技术分析，快速有效地作出操作调控，是正确处理电压异常现象关键所在。鉴于区调的调度权限与手段的限制，此文仅就35kv及以下小接地系统的母线电压异常现象加以分析讨论。
（5）中性点经消弧线圈接地的变压器，在倒换过程中，消弧线圈不能同时运行于两台主变压器的中性点上。
2电压互感器产生谐振的原因分析
(1)在中性点不接地系统中，虽然电源侧的中性点不直接接地，但电压互感器的高压侧中性点是接地的，若Ca，Cb，Cc为各回线路(包括电缆出线和架空线路)三相对地的等值电容，而La，Lb，Lc则为母线电压互感器的一次侧三个线圈的对地阻抗(忽略其线圈电阻)，假设系统发生单相接地(如A相)，其接线图如图1所示。
2．3．2此种情况的应对措施：
可采取停用接地消弧线圈、分并列母线、投切母线电容器等操作，消除电压异常因素，平衡母线三相电压。
3．高压电源断相引起的低压异常现象
3．1针对Y/△接线的变压器其高压有断线时，变压器高压侧绕组通过的电流缺相，一、二次绕组的自、互感等磁通发生变化，引起变压器低压侧电压异常，且伴有变压器的异常音响。接在变压器低压侧的绝缘监视仪表指示出系统不正常数值，而且某一相的电压可能高于其它两相中一相电压的两倍。
3消除铁磁谐振的措施和方法
(1)采用质量好，技术性能优，铁心不易饱和的电压互感器。
(2)提高断路器的检修质量，确保合闸操作的同期性，减少操作过电压。
(3)必要时可采用改变操作顺序，以避免操作过程中产生谐振的条件。
(4)对在空载母线的充电中产生的谐振，可以采用投入空载线路的方法，以改变其谐振的条件。
(5)传统采用消谐的措施是在电压互感器的开口三角侧接上一个灯泡，该方法属于较为原始的方法，随着系统容量的增大和电缆线路的增加，实践运行表明该方法的消谐效果不是很明显。
2．非系统设备故障所致的异常电压现象
2．1电网正常运行时的电压偏离
2．1．1为保证电力系统及其发、供、用电设备的安全、经济运行，电网用户要求电压分别以顺调压、逆调压、恒调压三种方式运行。但电网在实际运行时，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，均会造成母线电压脱离电压限值。此非设备故障原因，只需进行相应调整，即可满足电网及用户的电压质量要求。
①由于合闸瞬间的三相触头不同期性，此时最慢接触的一相在触头间相当于串联上一个电容(如A相)。
当电容的容抗等于互感器的感抗时即产生谐振，但该状态下只是使中央信号装置的电铃响了一下，仪表摆动一下，但随着操作的完成该现象随之消失。
②由于合闸过程中产生操作过电压，此时假设断路器在合闸操作过程中A相出现过电压，则有可能使A相电压互感器铁心出现饱和，使A相电压互感器线圈感抗变小，从而三相的总阻抗出现不平衡，使电压互感器的中性点对地电压发生位移现象。
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。