某某变电站消谐器引起10kVⅡ段母线电压异常分析

◎刘景莉

通过变电站消谐器引起母线电压不平衡的实例，进行了分析，提出了具体的解决对策。

一、运行方式

某某变电站110kV系统采用内桥接线方式，110kV1号线路504供#2主变负荷，110kV2号线路502线路热备用作为110kV备自投；#2主变中性点刀闸5X26断开；35kV 1号线路412及4×24TV、#2站用变运行于35kVⅡ母，通过母联400断路器带35kVⅠ母TV运行；320断路器供10kVⅡ段单母线运行，300断路器断开，10kVⅡ段母线带10kV 1号线路322、10kV 2号线路334、10kV 3 号线路 336、10kV 4 号线路338、10kV 5 号线路 342、10kV 6 号线路344、10kV 7 号线路 346、10kV 8 号线路348共8条线路及301#1站用变、3×24TV运行，326、328电容器组热备用；天气：晴。

二、事件经过

2016年09月04日03时10分，值班人员接到监控中心通知“某某变电站10kV母线电压异常”；3：40值班人员到达某某变电站；4：08分经过现场检查测量汇报监控中心及配调、地调：“10kVⅡ母频发母线电压越上线告警信号，经现场检查相关一次设备外观未发现明显异常，二次设备运行正常，后台机10KVⅡ母电压Ua 5.9kV、Ub 7.0kV、Uc 5.4kV，现场万用表实测二次电压为 A相 58.6V、B相 70.2V、C相 54V，B相电压明显偏高”。经询问监控中心，之前调度已将10kV所有线路全部拉开，电压依然异常。

三、处理过程

9月04日中午值班员接调度通知倒闸操作到达某某变电站，20：05进行10kV3×24TV停电前方式调整：320断路器断开，10kV负荷倒由338线路供，此时询问监控对侧变10kV母线电压平衡，某某变电站10kV母线电压还是异常：此时后台机显示10kVⅡ段母线电压依然不平衡：Ua 5.9kV、Ub 6.6kV、Uc 5.5kV、Uab 10.7kV；20：48操作10kV3×24TV由运行转检修；21：40办理3×24TV检修工作许可后，一次检修班工作人员检查隔离小车内三相高压熔断器、避雷器、TV、消谐器、连接线等一次设备无异常；二次人员测量二次回路绝缘无异常、接线正确；高试班人员对3×24TV进行绝缘电阻及变比试验合格，修试人员作出“3X24TV间隔合格，可以运行”的结论，并汇报调度部门；22：57操作3×24TV由检修转运行；23：29进行10kV3×24TV复电后的方式调整。此时后台机显示10kVⅡ段母线电压依然不平衡：Ua 6.0kV、Ub 6.4kV、Uc 5.7kV、Uab 10.7kV；9 月 05 日9：16进行树某某变电站10kV3×24TV停电前方式调整：320断路器断开，10kV负荷倒由树雅线 342 供；09：57 10kV3×24TV由运行转检修；办理工作许可手续后检修人员退出3×24TV消谐器运行；11：28操作3×24TV由检修转运行，此时320断路器在断开位置，检查后台机10kVⅡ母线电压平衡：Ua 6.0kV、Ub 6.0kV、Uc 6.0kV、Uab 10.7kV；13：56操作 10kV3×24TV 复电前的方式调整；10kV母线恢复正常运行方式后再次检查母线电压正常。

四、原因分析

根据实际经验分析，引起10kV母线三相电不平衡原因有以下几种：变电设备内部老化；单相接地（电力线路断线；外来物件搭挂在电力配电线路上；设备绝缘老化击穿；瓷瓶、避雷器击穿等）；电压互感器二次回路断线（二次回路接头松动、开路、切换回路接触不良；一、二次保险器熔丝熔断等）；内部过电压（可分为操作过电压和谐振过电压）；三相负荷分配不均；线路分段跌落开关熔丝熔断；空载主变或线路对地电容不平衡等。

9月4日晚调度对于母线电压不平衡的处理是拉开所有母线上的负荷，只保留3×24TV在母线上运行；同时根据某某变电站10kVⅡ段母线电压不平衡时后台机显示电压稳定在 Ua 5.9kV、Ub 7.0kV、Uc 5.4kV，无接地告警信号，表现为一相电压升高、一相正常、另外一相电压降低；通过运行方式及电压情况可以排除10kV线路接地、断线及TV高压熔断器熔断、谐振、三相负荷不平衡等故障。故障间隔可判断为3×24TV间隔。通过对3×24TV间隔停电检查排除高压熔断器、避雷器、TV本身故障，因当时未做TV伏安特性试验，所以故障可能存在于3×24TV及消谐器上。

9月5日将3×24TV间隔转检修，退出消谐器后恢复送电，此时10kV母线电压恢复正常，由此可以得出是消谐器引起此次某某变电站10kV母线电压不平衡的原因。

拉出TV柜将消谐器进行短接，送电显示三相相电压恢复正常，那么消谐器引起此次某某变电站10kV母线电压不平衡的原因有以下三点。

1.产生三相不平衡的原因是由于额定电压下空载电流不一样、消谐器产生电压降与各相电压互感器电抗值会重新分配，因而三相电压互感器励磁特性不同。所以电磁式电压互感器在安装了一次消谐器后，电磁式电压互感器开口三角两端电压会升高很多，同时三相电压也会出现不平衡。

2.三只互感器的励磁电流差别较大，三只互感器一次绕阻中性点通过消谐器接地时，其中性点偏移了原直接接地时的中性点，产生了中性点位移电压，从而导致三相电压不平衡。

3.某某变3×24TV经查修试记录，三相TV同厂家、同型号且每相均未进行过更换，可能伏安特性完全相同，但仍会有一定的3次谐波电流通过中性点消谐电阻，在消谐电阻上产生一定的3次谐波电压。而流过消谐器的电流在消谐器上会产生一个电压，由于这个电压的产生，导致中性点不在零位，发生偏移，从而出现三相电压不平衡的现象。在通过相等的励磁电流时，消谐器的电阻值越大，中性点电压偏移越严重，二次侧三相电压越不平衡。

五、防范措施

1.在二次侧发生三相电压不平衡现象时，通常用以下方法查找判断：（1）运行人员应能根据母线电压情况初步判断三相电不平衡的原因。（2）用万用表测量TV二次侧开口三角两端的电压（若此电压大于5V，则用万用表测频档测量开口三角两端的电压）：若此电压频率是50 Hz，则是由于三相TV伏安特性差别过大造成的；若电压频率为150 Hz，则是由于TV励磁电流中的三次谐波电流过大造成的。（3）做消谐器的伏安特性试验，特别是应用中的老式的消谐器。由于老式消谐器通流容量只有250 mA，而TV高压熔断器一般为0.5 A，这样可能导致大电流流过时消谐器先于TV而烧毁，而烧断时可能导致TV中性点不接地及其他事故。

2.如果谐波发生的频率不是很多很频繁的就可以考虑不加一次消谐器。

3.尽量选用励磁电流小（一次绕组）的TV。

4.尽量选用3只伏安特性基本一致的TV组成一组。

5.在开口三角两端安装与消谐器配套的二次产品“三次谐波限制器”以限制消除励磁电流中的3次谐波的影响。

6.为了减少电磁式电压互感器励磁电流和谐振在消谐电阻上产生的电压，须通过消谐器测试仪严格控制消谐器的伏安特性；建议在计划检修时增加老式消谐器伏安特性试验。