浅析中性不接地系统电压不平衡原因及对策.docx

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浅析中性不接地系统电压不平衡原因及对策

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摘要：变电站35kV及以下系统一般均为不接地系统，因系统运行参数不对称、谐振、电压互感器自身故障，导致运行中系统电压不平衡时有出现。本文对35kV及以下系统中性点不接地系统电压不平衡原因进行分析，并提出改善不平衡的对应措施，在实际运行中有一定指导意义。

关键词：不接地系统，电压不平衡，分析

0前言

目前我国35kV及以下系统一般均为不接地系统，部分地区因电容电流过大采取经消弧线圈地接地，在生产运行过程中电压不平衡现象经常发生，而不平衡发生的原因又各不相同，为此准确判断并找到不平衡的根本原因，是正确处理电压不平衡问题的根本。

1电压不平衡分析

不平衡现象发生的原因大致可分为三大类：系统参数不对称、谐振、电压互感器自身故障。

1.1系统参数不对称。

三相系统参数不对称引起电压不平衡，主要是因为三相系统等值电容值不对称，35kV系统带空载线路且未换相导致中性电容偏低的三相电容值不对称造成中性点电压位移[1]，引发的系统电压不对称；近来有资料[2]表明220kV主压器三相入口对地等效电容值也存在不平衡现象，同样导致35kV系统电压不平衡。若系统有负荷出线，由于感性负荷对线路对地电容的补偿作用，不平衡现象将会减轻或消失。

系统发生单相接地或断线故障。在中性点不接地系统中，当其中一相出现金属接地时，会产生激磁涌流，导致电压互感器铁心磁饱和。接地相与大地同电位，两正常相的对地电压值上升为线电压。当发生非金属性接地短路时，接地相电压降低，但不为0，非接地相电压升高，但不到线电压。

线路路、断路器、隔离开关一相未接通或合闸不同期，对其电容三相不平衡，使中性点位移，造成三相参数不对称，产生电压不平衡。上一电压等级线路一相断线时，下一电压等级的电压表现为三个相电压均降低，其中一相较低，另两相较高。本级线路断线时，断线相电压为零，未断线相电压仍为相电压。

1.2谐振

近年来，随着配网线路电压互感、电子控制电焊机、调速电机等非线性负责的接入，引起电压波动，在线路发生单相故障、系统发生较大波动、电压互感器突然投入等耦合条件满足的情况下，导致系统发生谐振。谐振引起电压波动分为三种：分频谐振、基频谐振、高频谐振[3]，各谐振特点如下表。

谐振类型

各相电压

开口电压

分频谐振

三相电压同时升高，一般不超过2倍相电压

一般在95V以下，有时也超过100V

基频谐振

一相对地电压降低，另外两相电压升高超过线电压；或两相降低，一相升高超过线电压；电压升高一般不超过2陪相电压

100V

高频谐振

三相电压同时升高，一般大于3-3.5倍相电压

100V

表1谐振类型及现象特征

1.3电压互感器自身故障

10kV(35kV)电压互感器高压侧熔断器发生熔断，如电力系统发生单相间隙电弧放电或其他接地等使系统产生铁磁谐振过电压；电压互感器内部出现单相接地或匝间、层间、相间断路故障；电压互感器二次侧发生短路，而二次侧熔断器未熔断，造成高压熔断器熔断。当高压某相熔断器熔断时，熔断相二次侧的电压表指示本应为零，其余两相二次电压为100V，但因电压互感器的二次回路通过计量用的无功、有功电能表电压线圈与保护回路中的电压继电器线圈串联构成回路，使比有一定电压指示，但其数值很小。

电压互感器中性点击穿，如采用三相五柱电压互感器构成绝缘监视装置，有时会发出错误信号，并造成一次系统接地的假象。

图1三相五柱式电压互感器接线图

以二次绕组b相单相短路为例。二次回路单相短路电流小，接地的b相与地同电位，故b相输出为零。由于一次系统是中性点不接地系统，电压互感器一次绕组虽然中性点接地，但没有零序电流流通，因此，二次绕组的零序电流在铁心中激励起零序磁通，零序磁通感应产生零序电势Uko，使得A、C相电压升为Ua’、Uc’，即A、C相上上升为线电压，B相为零。中性点保险JRD击穿时的电压向量如图2所示。当取下JRD后，中性点接地消除，电压恢复平衡。

图2中性点击穿时电压相量图

电压互感器二次侧熔断器熔断或接触不良时，监控系统发出“电压回路断线”的告警信号。查电压表发现，未熔断相电压表指示不变，熔断相的电压表指示降低或为零。与高压保险熔断的不同是：一次三相电压仍平衡，开口三角处没有电压，因而不会发出接地信号。其它现象均与高压保险熔断的情况相同。

2电压不平衡现象的处理

2.1系统参数不对称的处理

不接地系统发生电压不平衡时，应首先判断电压不平衡表象归属。若三相只有轻微不对称，且系统无负荷接入或只有空载线路接入时，可基本判断是系统三相对地电容值不对称原因导致的电压不平衡，此时可采取接入接入系统负荷，改变系统运行方式，以感性负荷过补偿空载线路形成的的中相电容值较的