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1、就一次线路故障浅谈如何判断 35kV 系统缺相运行 叶烜荣 广东电网有限责任公司云浮供电局 摘 要： 35 kV 系统出现缺相时三相电压有明显特点, 经过变压器在 10 kV 母线上电压也反映出特有数值。单相断线故障在云浮地区多发, 且准确预测有一定难度, 现通过对称分量法来分析母线及不同接线组别的变压器高压侧缺相运行时其低压侧电压反映的不同情况, 并找出规律、得出结论, 对调度人员及时根据故障现象特征隔离故障点, 保障人身和电网安全起到了十分重要的作用。关键词： 变压器; 缺相运行; 母线电压; 接线组别; 对称分量法; 作者简介：叶烜荣 (1987) , 男, 广东云浮人, 工程师, 从事
2、电力调度运行方式工作。收稿日期：2017-10-19Received： 2017-10-190 引言云浮电网以 220 k V 网络为主架构, 由于历史原因仍保留有较大规模的 35 k V供电系统。全市共有 35 k V 变电站 18 座, 35 k V 线路 532 km。由于云浮市是典型的山区城市, 雷雨和冷空气等气象活动活跃, 每年都会造成多起 35 k V 线路故障。由于 35 k V 系统为不接地系统, 当线路发生接地、缺相等情况时均不会引起线路跳闸, 若运行人员不能正确判断线路故障类型, 将拖延故障处理时间, 对设备和人身安全造成威胁。2017-06-14T12:25, 35 k
3、V 集里线故障跳闸, 重合后 35 k V 里洞站的 35 k V母线出现 A、C 相电压稍偏高, B 相电压偏低的情况;同时线电压也出现异常, CA 线电压不变, AB 线电压明显降低, BC 线电压稍升高, 具体如表 1 所示。表 1 线路故障后 35 k V 电压记录 下载原表 由于此数值与线路单相接地情形有明显不同, 同时发现上级的 110 k V 飞鹅亭站 35 k V 母线电压数值正常, 经当值调度员进一步分析, 判断可能是由于线路单相断线引起的异常。为进一步确认, 对 35 k V 里洞站进行短暂转供和合环操作, 发现电压恢复正常, 确认为线路断线, 于是通知运维巡线, 最终发现
4、了线路某一基杆线耳烧断, 与调度员判断结果吻合。为了让调度人员能够根据 35 k V 母线电压情况快速判断是否缺相运行, 现对较广泛应用的 YN 型 35 k V 系统进行分析研究。1 35 k V 母线缺相运行时的电压以 B 相断线为例分析, 35 k V 系统运行接线如图 1 所示。图 1 35 k V 系统 B 相断线示意图 下载原图B 相断线后, A、C 相通过变压器高压侧绕组接通, 负载侧中性点电压 U0不再为零 (以下只讨论负载侧) 。A、C 相电压与原来不变, B 相电压与 U0相等。用电压向量法计算各个相电压及线电压, 可知 A、B、C 三相电压分别为:发生故障后中性点出现位移
5、电压 U0:此时 A、C 相电压基本不变, B 相电压为中性点位移电压 U0。CA 线电压受负序分量影响稍偏高。AB 线电压:BC 线电压:断口电压:由计算结果可知, 当发生 B 相断线故障时 A、C 相电压与原来不变, B 相电压与U0相等, 与发生事故时所记录的电压值是一致的。同理, 对于其他两相出现断线故障的情况也可作相同的分析, 得出的结论也是一致的。高压侧电压向量图如图 2 所示。图 2 35 k V 母线高压侧电压向量图 下载原图2 Yd11 变压器高压缺相低压侧电压下面继续以 B 相断线故障为例, 继续分析 10 k V 母线电压的情况。35 k V 里洞站的两台主变均为 Yd1
6、1 绕线组别, 10 k V 母线电压互感器接线组别为 YYYn0, 正常运行时 35 k V 集里线供里洞站, 里江线为备供线路。其接线图及系统连接图如图 3 所示。图 3 35 k V 里洞站接线图和系统连接图 下载原图式中, =e, =e。同理有:因变压器接线组别为 Yd11, 二次均无零序电压与电流, 当在高压侧施加正序电压时, 二次侧的线电压虽与一次侧相同, 但相电压却超前 30;当在一次侧施以负序电压时, 二次侧的相电压则落后 30。结合上面一次侧计算所得电压值, 画出高低压侧各相电压向量图如图 4 所示。图 4 主变高低压侧电压向量图 下载原图由图 4 可知, 对二次侧各个相电压
7、、线电压进行分析:由于二次侧 b 相磁通为 0, 感应电动势为 0, ab 相的线电压为零。高压侧 A、B 相电压下降反映至低压侧母线的电压 a、b 两相电压也相继下降, 为正常值的 , C 相电压基本保持不变。但因低压侧为角形接线, b 相绕组虽没电动势, 但仍有磁通通过, 所以 ab 线电压为 0, ca、bc 线电压相等, 约为 a 相的 3 倍, 接近于正常值。表 2 总结了各相发生断线故障时 10 k V 母线电压的规律。表 2 Yd11 接线组别的变压器缺相运行状态规律 下载原表 某些简易的 35 k V 变电站一般在负荷末端, 且高压侧不配置电压互感器, 当发生断线故障时, 由于
8、上级变电站的电压没变化, 所以只能通过分析低压侧的电压值来判断是否发生断线。3 结语由于云浮地区的 35 k V 线路广泛分布于山区, 且一年之中雷暴多发, 同时 35 k V 设备的防雷配置和相关的维护工作不足, 故而经常发生接地、铁磁谐振、缺相运行等情况, 发生此类故障线路保护不动作, 如果任由其发展下去将严重危害设备和人身安全。如何快速判断不接地系统的故障类型并作出方式调整隔离故障, 对调度员来说是一项困难且十分关键的任务, 通过上述缺相故障的分析及故障特点的总结, 能大大提高调度员和运维人员的工作效率。参考文献1李光琦.电力系统暂态分析M.3 版.北京:水利电力出版社, 2007. 2陈维贤.电网过电压教程M.北京:中国电力出版社, 1999. 3何仰赞.电力系统分析M.4 版.武汉:华中科技大学出版社, 2016.
