10kV线路引线断线引起母线电压的异常与分析

10kV线路引线断线引起母线电压的异常与分析

作者：刘翌蒋宇熊浩范青吴海斌

来源：《中国科技博览》2016年第24期

[摘 ;要]本文对一起小电流系统线路单相断线引起电压异常事故处理情况进行介绍，事故发生时线路重合成功并伴随接地信号发出，但系统电压显示与单相接地时电压分布特征差异较大，造成故障分析判断困难。通过对该事故分析总结，给类似事件处理提供一定的启示和参考。

[关键词]小电流系统 ;单相断线 ;单相接地 ;电压异常

中图分类号：TM773 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）24-0129-01

1 故障简介

1.1 系统正常运方

系统正常运行方式图如图1所示。110kV A变为内桥接线，系统供电方式为110kV 771线供1号主变， 772线供2号主变。A变110kV、35kV、10kV均分列运行，110kV备自投停用，35kV、10kV备自投启用，1、2号主变中性点均不接地。10kV 浦I线运行于10kV I段母线。

1.2 故障过程简述

某年10日12时18分，110kV A变10kV 浦I线跳闸，重合成功。随后A变10kV I、II段母线电压异常A：5.2，B：7.2，C：5.4，线电压正常，有接地信号发出。

监控值班员立即查看开关变位及电压变化情况，立即通知现场运维人员检查处理，并汇报调度，同时拉开运行中的电容器，密切监视母线电压变化。

现场运行人员至现场检查后发现，相关母线电压与调度主站基本一致，10kV 浦I线跳闸，重合成功，母线B相接地告警;经配电运检巡线发现10kV 浦I线唐顶支线51#-52#杆B相上桩头引线烧断。发出的弧光造成相间短路，线路重合成功后，由于浦I线B相断线，造成母线电压异常，并伴随母线单相接地信号。

调控处理：

1：令监控：拉开浦I线111开关，电压恢复正常，

2：通知配电检查10kV 浦I线，并告之线路B相可能断线。

3：现场检查发现10kV 浦I线唐顶支线51#-52#杆B相上桩头引线烧断。

4：许可故障处理。

5：故障处理结束，之后恢复正常送电。

2 故障分析

1：主变高后备间隙保护动作分析

通过核实10kV 浦I线唐顶支线51#-52#杆B相上桩头引线烧断，发出的弧光造成相间短路，线路重合成功后，由于浦I线B相断线，造成电压异常。本案例虽有接地信号发出，但从母线电压情况来看，这应是一起线路断线故障，并且断线未接地。

图2给出了系统等效电路图。图中，N表示虚拟的中性点;UA、UB、UC对虚拟中性点表示系统的三相电压;O点表示地; YA、YB、YC分别表示系统三相对地的导纳，主要是由线路和母线的对地电容、压变的对地阻抗、接地变和消弧线圈形成的对地阻抗等组成;表示电源虚拟中性点和地之间的电势差。由于电源的虚拟中性点和地之间没有电流通路，即这两点之间仅有电势差但没有电流，因此在图中用虚线表示。在分析过程中假设系统电压是理想的，即有：

（1）

系统阻抗ZS与负载阻抗ZL相比要小得多，因此在计算过程中可以将ZS忽略，即认为线路对地电容及负载阻抗接入系统的电压为同一理想电压。若将系统阻抗ZS忽略，当三相负载不平衡时将引起O点和O'存在电势差，负载的不平衡不会对系统虚拟中性点N和大地之间的电势差造成影响。因此，在计算时可以将等效电路图进一步简化，如图3所示。

根据基尔霍夫电流定律可知：

（2）

由上式可得为：

（3）

根据式（1）可以将式（3）写成如下形式：

（4）

当10kV 浦I线唐顶支线51#-52#杆B相上桩头引线烧断时，B相和A、C相相比，对地电容减小，YB比YA和YC要小，这样将造成了中性点的偏移，中将含有与A相和C相电压反方向的电压成份，如图4所示。中性点对地产生了偏移，这时A相、C相对地电压降低，B相对地电压增加。这一点与浦南变10kV 系统电压B相升高，A、C相降低相符。因为浦南变出线皆为架空线路，且10kV 浦I线线路较长，所以YB减少多，电压中性点偏移比较明显。

通过以上分析可以看出，断线断口两端悬空时中性点偏移与线路长度、线路类型、断线点、线路条数都有关系。对于出线多、电缆线路长的变电所某条架空线路断线，或者线路末端断线，对10kV 母线电压影响很小，凭电压异常情况并不能判断出为断线故障，断线断口电源侧电压现象与单相不完全接地现象相似，仅凭10kV 母线电压也不能判断出为断线故障。因此，当变电所10kV 母线电压异常，要结合用户反应的情况，才能准确的判断出线路故障类型。

3 改进措施

（1）加强运维人员巡线频度，防止设备老化或外力破坏，造成线路断线。

（2）监控值班员应加强学习培训，尤其是对线路断线、谐振、PT断线等引起母线电压异常的判断应全面掌握，便于在事故发生时根据相关信号做出正确的判断。

（3）害性比较严重，应立即将线路停电处理，尽快恢复全相运行。根据电压情况和结合用户反应判断出故障类型，可以缩短查线时间，尽快消除故障。

4 结论

本次事故中，低压侧用户有两相电压很低，用户部分电器设备将不能正常启动运行甚至损坏。断线故障还可能使线路相间电容及对地电容与配电变压器励磁电感构成谐振回路而激发铁磁谐振，可能导致系统中性点位移、绕组及导线出现过电压、绝缘闪络、避雷器爆炸、电气设备损坏。