35千伏母線電壓不平衡的案例分析

一、案例

某110千伏變電站35千伏#5母線電壓不平衡告警,三相電壓分別為20千伏、23千伏、20.8千伏,不平衡率14%,同時伴有接地告警。

調度人員進行線路試拉查找故障點,依次拉開了35千伏 I回線、 II回線、III回線,最后拉開35千伏 III回線時,告警消失。初步判斷為35千伏 III回線接地,并通知線路人員巡線。

經巡線,巡線人員未發現III回線路有接地情況??紤]35千伏 III回線供電終端為某水廠#1母線,遂通知水廠進行接地故障自檢。經排查發現水廠廠內也未發現有接地故障。


35千伏母線電壓不平衡的案例分析的圖1


35千伏 III回線供電終端為水廠#1母線,水廠#1母線承載35千伏取水I回和取水II回兩條線路,均由電纜(1.1km)敷設至泵站。水廠當日運行方式為取水I回線路運行、取水II回線路冷備用。

為縮小停電范圍,水廠申請縣調合上35千伏 III回線,并進行廠內線路試拉,經試拉發現:35千伏取水I回電纜線路為引起母線電壓不平衡及接地告警的原因。


35千伏母線電壓不平衡的案例分析的圖2


通過試拉線路過程,引起母線電壓不平衡問題的原因集中在了水廠35千伏取水I回電纜線路處。



二、電壓異常情況分析

1、對水廠至#1泵房電纜以及相關開關、避雷器等進行高壓試驗,未發現異常,對水廠試送電,電壓不平衡故障未消失。

2、水廠送電,先送至#1泵房電纜,無負荷,35千伏#5母線電壓不平衡故障存在,斷開#1泵房電纜;送#2泵房電纜,無負荷,35千伏#5母線電壓不平衡故障存在;將#1、#2泵房電纜全部送電,無負荷,35千伏#5母線電壓電壓平衡,電壓為21.4千伏,故障現象消失。

因此,35千伏#5母線在送電水廠引起電壓不平衡現象的原因不在于新建高壓電纜上,而在于水廠35千伏系統的運行方式上,現象如下。


35千伏母線電壓不平衡的案例分析的圖3


三、35千伏系統中性點偏移的原因分析

35千伏母線電壓不平衡的主要原因有以下幾種:

1.系統接地

2.線路斷線

3.鐵磁諧振

4.PT二次回路異常

在本例中,造成35千伏#5母線電壓不平衡的原因為鐵磁諧振。在35千伏#5母線PT對地電感與系統對地電容匹配的情況下,由于只帶PT的空母線突然合閘,會導致PT出現很大的勵磁涌流,引起PT鐵芯飽和,使其三相對地導納不對稱,發生鐵磁諧振。

水廠#1泵房或#2泵房電纜分別單獨空載投入運行時,#1泵房或#2泵房電纜有較大的對地電容,正好滿足35千伏#5母線鐵磁諧振條件,發生鐵磁諧振,諧振現象表現為A、C兩相電壓降低為20千伏,B相電壓升高23千伏,正常電壓為21.4千伏。使35千伏系統中性點偏移,開口三角有電壓,圖2為中性點偏移,電壓不平衡的示意圖。

35千伏母線電壓不平衡的案例分析的圖4

中性點偏移產生電壓不平衡示意圖


在水廠#1泵房、#2泵房電纜同時投入運行,或#1、#2單獨運行但帶有負荷的情況下,系統電容電流增加,打破了鐵磁諧振條件,系統電壓正常,三相對地電壓為21.4千伏,開口三角無電壓。



四、結論

5號母線在送電水廠時,出現電壓不平衡現象原因為5號母線電壓互感器的參數與系統各相對地的電容參數配合不當引起的,當系統增加線路送電,增大系統電容量,使互感器一相或兩相勵磁電流突然增大而飽和,響應電感減小,與系統對地電容組成串聯諧振回路,產生諧振過電壓,出現三相電壓不平衡。


聲明

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(來源:網絡,版權歸原作者)

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