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補(bǔ)償系統(tǒng)電壓不平衡的六種原因分析與處理
發(fā)布時(shí)間:2023年10月04日????來(lái)源:時(shí)分電力科技有限公司

  衡量電能質(zhì)量是電壓、頻率。電壓不平衡嚴(yán)重影響電能質(zhì)量,相電壓的升高、降低或缺相,會(huì)使電網(wǎng)設(shè)備的安全運(yùn)行和用戶電壓質(zhì)量受到不同程度的影響,造成補(bǔ)償系統(tǒng)電壓不平衡的原因有很多,本文介紹了引起電壓不平衡六種原因,進(jìn)行詳細(xì)分析,對(duì)于不同的現(xiàn)象進(jìn)行分析和處理。
  關(guān)鍵詞:補(bǔ)償系統(tǒng)電壓;不平衡;分析與處理
  
  1電壓不平衡的產(chǎn)生
  1.1補(bǔ)償度不合適所引起的相電壓不平衡網(wǎng)絡(luò)的對(duì)地電容與補(bǔ)償系統(tǒng)內(nèi)消弧線圈構(gòu)成以不對(duì)稱電壓UHC為電源的串聯(lián)諧振回路,中性點(diǎn)位移電壓為:
  UN=〔uo/(P+jd)〕·Ux
  式中:uo為網(wǎng)絡(luò)的不對(duì)稱度,一系統(tǒng)補(bǔ)償度:d為網(wǎng)絡(luò)的阻尼率,約等于5%;U為系統(tǒng)電源相電壓。由上式可以看出,補(bǔ)償度越小,中性點(diǎn)電壓就越高,為了使得正常時(shí)中性點(diǎn)電壓不致于過(guò)高,在運(yùn)行中必須避免諧振補(bǔ)償和接近諧振補(bǔ)償,但在實(shí)際情況下卻時(shí)常出現(xiàn):①補(bǔ)償度偏小時(shí),因電容電流和消弧線圈電感電流IL=Uφ/2πfL由于運(yùn)行電壓、周波的變化,都能引起IC和IL的變化,從而改變了舊的補(bǔ)償度,使系統(tǒng)接近或形成諧振補(bǔ)償。②線路停止供電,操作人員在調(diào)整消弧線圈時(shí),將分接開(kāi)關(guān)不慎投在不適當(dāng)?shù)奈恢?,造成明顯的中性點(diǎn)位移,進(jìn)而出現(xiàn)相電壓不平衡德現(xiàn)象。③在欠補(bǔ)償運(yùn)行的電網(wǎng)里,有時(shí)因線路跳閘,或因限電、檢修而導(dǎo)致線路停電,或因在過(guò)補(bǔ)償電網(wǎng)里投入線路,均會(huì)出現(xiàn)接近或形成諧振補(bǔ)償,造成較嚴(yán)重的中性點(diǎn)位移,出現(xiàn)相電壓不平衡。
  1.2電壓監(jiān)視點(diǎn)PT斷線出現(xiàn)的電壓不平衡PT二次熔絲熔斷和一次刀閘接觸不良或非全相操作出現(xiàn)的電壓不平衡的特點(diǎn)是;接地信號(hào)可能出現(xiàn)(PT一次斷線),造成斷線相的電壓指示很低或無(wú)指示,但無(wú)電壓升高相,且此現(xiàn)象只是在某個(gè)變單獨(dú)出現(xiàn)。
  1.3系統(tǒng)單相接地引起的電壓不平衡補(bǔ)償系統(tǒng)正常時(shí)不對(duì)稱度很小,電壓不大,中性點(diǎn)的電位接近大地的電位。當(dāng)線路、母線或帶電設(shè)備上某一點(diǎn)發(fā)生金屬性接地時(shí),與大地同電位,兩正常相的對(duì)地電壓數(shù)值上升為相間電壓,產(chǎn)生嚴(yán)重的中性點(diǎn)位移,其特點(diǎn)有:接地相電壓的電阻不同,兩正常相電壓接近或等于線電壓,且幅值基本上是相等的,中性點(diǎn)位移電壓的方向與接地相電壓在同一直線上,與之方向相反,其相量關(guān)系如圖2所示。
  1.4線路單相斷線引起的電壓不平衡造成單相斷線后,網(wǎng)內(nèi)參數(shù)發(fā)生不對(duì)稱變化,使之不對(duì)稱度明顯增大造成電網(wǎng)中性點(diǎn)出現(xiàn)較大的位移電壓,致使系統(tǒng)三相對(duì)地電壓不平衡。系統(tǒng)單相斷線后,以往的經(jīng)驗(yàn)是斷線相電壓升高,兩正常相電壓降低。但是,因單相斷線位置、運(yùn)行條件和影響因素的不同,中性點(diǎn)位移電壓的方向、大小和各相對(duì)地電壓指示,都不盡相同;有時(shí)兩正常相對(duì)地電壓升高,幅值不等或相等,斷線相電源外對(duì)地電壓降低;或一正常相對(duì)地電壓降低,斷線相和另一正常相對(duì)地電壓升高卻幅值不等。
  1.5其他補(bǔ)償系統(tǒng)感應(yīng)耦合引起的電壓不平衡兩個(gè)補(bǔ)償系統(tǒng)分別送電的兩條線路較近且平行段較長(zhǎng),或同桿架設(shè)交叉開(kāi)口備用時(shí),二者經(jīng)并行線路之間的電容構(gòu)成串聯(lián)諧振回路。出現(xiàn)相對(duì)地電壓不平衡。
  1.6諧振過(guò)電壓出現(xiàn)的相電壓不平衡電網(wǎng)中許多非線性電感元件如變壓器、電磁式電壓互感器等,與系統(tǒng)的電容元件組成許多復(fù)雜的振蕩回路??漳妇€充電時(shí),電磁式電壓互感器各相與網(wǎng)絡(luò)的對(duì)地電容組成獨(dú)立的振蕩回路,可能產(chǎn)生兩相電壓升高、一相電壓降低或相反的相電壓不平衡,這種鐵磁諧振,只在用另外電壓等級(jí)的電源,經(jīng)變壓器對(duì)空母線充電時(shí),在這僅有的一個(gè)電源母線上出現(xiàn)。在一個(gè)電壓等級(jí)的系統(tǒng)里,由送電干線對(duì)所帶的二次變電所母線充電時(shí),不存在這一問(wèn)題,要避免空充母線要帶一條長(zhǎng)線路一起充電。
  2系統(tǒng)運(yùn)行中各種電壓不平衡的判斷和處理
  系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)了相電壓不平衡的狀況時(shí),多數(shù)伴有接地信號(hào),但電壓不平衡卻并非全屬接地,不能盲目地選線,應(yīng)從以下幾方面分析判斷:
  2.1從相電壓不平衡范圍查找原因
  2.1.1如電壓不平衡僅限于一個(gè)監(jiān)視點(diǎn)且無(wú)電壓升高相,造成用戶無(wú)缺相反應(yīng)時(shí),則是本單位PT回路斷線.此時(shí)只考慮帶電壓元件的保護(hù)能否誤動(dòng)和影響計(jì)量間題。不平衡的原因是否因?yàn)橹骰芈坟?fù)載連接不平衡,導(dǎo)致顯示不平衡,還有是否是顯示屏幕出現(xiàn)故障引起的。
  2.1.1如電壓不平衡在系統(tǒng)內(nèi)各電壓監(jiān)視點(diǎn)同時(shí)出現(xiàn),應(yīng)檢查各監(jiān)視點(diǎn)的電壓指示。不平衡電壓很明顯,且有降低相和升高相,各電壓監(jiān)視點(diǎn)的指示又基本相同,各送電線路末端二次均無(wú)缺相反應(yīng)時(shí),說(shuō)明系統(tǒng)已接近諧振補(bǔ)償運(yùn)行。造成電壓異常的情況還有可能如母線壓變接觸不良等很特別情況。也還可能幾種原因混在一起,如仍無(wú)法弄清異常原因,將異常部分退出運(yùn)行,交給檢修人員處理。作為調(diào)度及運(yùn)行人員,判斷出異常原因在母線壓變及以下回路,并恢復(fù)系統(tǒng)電壓正常即可。原因可能有:
  ①補(bǔ)償度不合適,或調(diào)整操作消弧線圈時(shí)有誤。
  ②欠補(bǔ)償系統(tǒng),有參數(shù)相當(dāng)?shù)木€路事故跳閘。
 ?、圬?fù)荷低谷時(shí),周波、電壓變化較大。
  ④其它補(bǔ)償系統(tǒng)發(fā)生接地等不平衡事故后,引起該系統(tǒng)中性點(diǎn)位移,補(bǔ)償間題引起的電壓不平衡,應(yīng)調(diào)整補(bǔ)償度。
  欠補(bǔ)償運(yùn)行電網(wǎng)線路跳閘引起的電壓不平衡,要設(shè)法改變補(bǔ)償度,調(diào)整消弧線圈。網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷處于低谷,周波、電壓升高時(shí)出現(xiàn)的電壓不平衡,可等不平衡自然消失后,再調(diào)整消弧線圈。作為調(diào)度員,應(yīng)掌握這些特征,以準(zhǔn)確判斷,快速處理運(yùn)行中可能出現(xiàn)的各種異常。單一特征的判斷相對(duì)容易,兩種及以上情況復(fù)合性故障引起的電壓異常,判斷與處理較為復(fù)雜。如單相接地或諧振常常伴有高壓熔絲熔斷和低壓熔絲熔斷。而高壓熔絲不熔斷時(shí),接地信號(hào)是否發(fā)出,取決于接地信號(hào)的二次電壓整定值和熔絲熔斷程度。從實(shí)際運(yùn)行情況看,電壓異常時(shí),常出現(xiàn)二次回路異常,此時(shí)電壓高低與接地信號(hào)是否發(fā)出,參考價(jià)值不大。尋找排查規(guī)律,對(duì)電壓異常處理尤為重要。
  2.2根據(jù)相電壓不平衡的幅度判斷原因如系統(tǒng)運(yùn)行中各變電所都出現(xiàn)嚴(yán)重的相電壓不平衡,說(shuō)明網(wǎng)內(nèi)已有單相接地或干線部分單相斷線,應(yīng)迅速調(diào)查各電壓監(jiān)視點(diǎn)的各相電壓指示情況,作出綜合判斷,如是單純的一相接地,可按規(guī)定的選線順序選線查找.從電源變電所出口先選,即”先根后梢”的原則選出接地干線后,再分段選出接地段。
  2.3結(jié)合系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行變化判斷原因①變壓器三相繞組中某相發(fā)生異常,輸送不對(duì)稱電源電壓。②輸電線路長(zhǎng),導(dǎo)線截面大小不均,阻抗壓降不同,造成各相電壓不平衡。③動(dòng)力、照明混合共用,其中單相負(fù)載多,如:家用電器、電爐、焊機(jī)等過(guò)于集中于某一相或某二相,造成各相用電負(fù)荷分布不均,使供電電壓、電流不平衡。
  綜上所述經(jīng)消弧線圈接地的小電流接地系統(tǒng)(補(bǔ)償系統(tǒng))在運(yùn)行中,相電壓不平衡現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,并因產(chǎn)生的原因不同,不平衡的程度和特點(diǎn)也不盡相同。但總的情況是電網(wǎng)已處在異常狀態(tài)下運(yùn)行,相電壓的升高、降低或缺相,會(huì)使電網(wǎng)設(shè)備的安全運(yùn)行和用戶生產(chǎn)受到不同程度的影響。
  參考文獻(xiàn):
  [1]程浩忠,吳浩.電力系統(tǒng)無(wú)功與電壓穩(wěn)定性[M].中國(guó)電力出版社,2004.
  [2]陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析[M](第三版).中國(guó)電力出版社,2007.