油網(wǎng)35kV變電站電壓異常現(xiàn)象分析

1、油網(wǎng)35kV變電站電壓異?，F(xiàn)象分析比較摘要：對油田35kV變電站運行中發(fā)生的電壓異常現(xiàn)象進(jìn)行了分析。對單相接地、PT高低壓保險熔斷、不同電壓等級碰線時的現(xiàn)象及涉及的原理進(jìn)行了重點分析，并比較了綜合自動化變電站與老式變電站電壓異常判斷上的異同。 關(guān)鍵詞：電壓異常 小電流接地系統(tǒng) 過渡電阻 熔斷器熔斷 單相接地 1 引言中性點不接地和經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)稱小電流接地系統(tǒng)。目前油田35kV變電站均采用小電流接地運行方式。35kV變電站電壓異常情況較多，如何準(zhǔn)確的分析判斷，對提高運行水平至關(guān)重要。2 系統(tǒng)單相接地時電壓變化情況21 金屬性接地單相金屬性接地時，接地相對地電壓為零，非接地相對地電壓升高為

2、線電壓，且線電壓保持對稱。22 經(jīng)過渡電阻接地中性點不接地系統(tǒng)任何一相，例如c相經(jīng)過渡電阻R接地時的電網(wǎng)接線如圖1所示。 正常運行時，三相系統(tǒng)完全對稱，電源電勢分別為Ea=E00、Eb=a2Ea、Ec=aEa。各相導(dǎo)線對地的電容用集中電容Ca、Cb、Cc代替，且數(shù)值均為C。每相的對地導(dǎo)納為Ya、Yb、Yc等于jC。各相對地電壓分別為Ua、Ub、Uc,系統(tǒng)中性點對地電壓為UNN。當(dāng)C相經(jīng)過渡電阻R接地時，Yc=+jC根據(jù)彌爾曼定理中性點對地電壓  UNN=由KVL得各相對地電壓：Ua=Ea+ UNN， Ub=Eb+ UNN， Uc=Ec+ UNN。當(dāng)R（0）時，即電網(wǎng)經(jīng)任意數(shù)值過渡電阻

3、單相接地時，將不同的R值代入上面公式，計算出各相對地電壓及電網(wǎng)中性點對地電壓的變化如圖2所示。通過該圖可以得出如下結(jié)論：1）R趨向時，各相對地絕緣良好，對應(yīng)于電網(wǎng)正常運行狀態(tài)2）R0時，對應(yīng)于金屬性接地（又稱接地接死）。接地相對地電壓為零，非接地相對地電壓升高為線電壓。3）R大于0小于時，各相對地電壓由系統(tǒng)對地電容及過渡電阻大小決定。非故障相對地電壓最高可達(dá)1.82倍相電壓，最低達(dá)0.823倍相電壓。同時，對地電壓最高相的下一相，一定是接地相。這一點無論是高阻接地還是低阻接地均適用，而對地電壓最低相是接地相的結(jié)論僅適用于低阻接地的情況。3 電壓互感器熔斷器熔斷在小電流接地系統(tǒng)中，電壓互感器一、

4、二次側(cè)都是通過熔斷器和系統(tǒng)及負(fù)載連接的，在日常運行過程中會發(fā)生熔斷器熔斷現(xiàn)象，就這種情況進(jìn)行分析。31 PT熔斷器熔斷與系統(tǒng)單相接地現(xiàn)象對比表1 6kV系統(tǒng)單相接地和PT熔斷器熔斷現(xiàn)象對照表      現(xiàn)象故障          相電壓表指示有無接地信號6kV系統(tǒng)PT表計變化ABCA相完全接地零線電壓線電壓有同一系統(tǒng)所有表計變化A相不完全接地低于相電壓與過渡電阻及對地電容大小有關(guān)高于相電壓小于1.82倍相電壓接地程度有關(guān)同一系統(tǒng)所有表計變化A相高壓熔斷器熔

5、斷低于相電壓相電壓相電壓有僅PT故障段表計變化A相低壓熔斷器熔斷低于相電壓相電壓相電壓無僅PT故障段表計變化通過對照表可以得出以下結(jié)論：1）系統(tǒng)接地時對通過母聯(lián)并列運行的I、II段母線電壓均有影響，且三相電壓均有變化2）PT高壓熔斷器熔斷時，會發(fā)出接地信號，但只影響PT所在段故障相電壓3）PT低壓熔斷器熔斷時，不發(fā)接地信號，只影響PT所在段故障相電壓32 單相接地與PT熔斷器熔斷同時發(fā)生的故障判斷實際運行中，時常會發(fā)生系統(tǒng)接地與PT熔斷器熔斷故障同時發(fā)生的情況，對于這種情況應(yīng)該根據(jù)母線電壓、光字牌指示進(jìn)行綜合判斷，必要時在調(diào)度安排下進(jìn)行相應(yīng)操作，具體確定故障情況。例如：35kV變電站中6kV母

6、聯(lián)在合位，出現(xiàn)電壓異常，I段電壓表指示Ua=6kV，Ub0kV，Uc2kV，II段電壓指示Ua=6kV，Ub0kV，Uc6kV。通過與表1進(jìn)行對比，可以判定系統(tǒng)B相接地，同時I段PT的C相熔斷器熔斷。要進(jìn)一步判斷故障范圍時，需進(jìn)行相應(yīng)操作。33 綜合自動化變電站對PT斷線的判斷二首變PM1000變電站綜合自動化系統(tǒng)中，它的PT斷線判別依據(jù)是：當(dāng)外接3Uo低于20V，并且計算3Uo大于20V時，裝置發(fā)PT斷線報警。其中外接3Uo取自PT開口三角形電壓；計算3Uo|UaUbUc|，通過采集到的三相電壓，由計算機根據(jù)公式計算出零序電壓。此判據(jù)只對PT低壓熔斷器熔斷有效，高壓熔斷器熔斷時發(fā)“零序過電壓

7、”信號。濱四變ISA變電站綜合自動化系統(tǒng)中PT斷線檢查采用線電壓下降和負(fù)序電壓上升判據(jù)，兩者的動作/返回值取70V/80V，和10V/7V，延時9S告警。當(dāng)3Uo大于50V時延時9S發(fā)接地告警，小于30V時返回。在說明書中沒有給出具體的理論依據(jù)。4 油網(wǎng)6kV與地方10kV線路單相碰線時的電壓分析隨著城市的發(fā)展和農(nóng)網(wǎng)改造的進(jìn)行，油田6kV線路和地方10kV線路出現(xiàn)交叉跨越的情況，并且有逐漸增多的趨勢。在運行中，交叉跨越的上層線路因弧垂下降等原因碰到下層線路，就會發(fā)生涉及兩個不同電壓等級電網(wǎng)的事故。在小電流接地系統(tǒng)中，如果發(fā)生的是單相碰線，則只會發(fā)出異常信號，線路不會跳閘。就這種情況下的電壓分布

8、進(jìn)行分析，希望能夠?qū)嶋H運行有所幫助。41 對應(yīng)相單相碰線電壓分析假設(shè)兩個系統(tǒng)A相碰線，電路圖如圖3所示。在A相與地之間接入虛擬阻抗Z，則有兩個系統(tǒng)的A相電壓等于虛擬阻抗上的壓降，即：Ua1=Ua2=Uz=Ua （1）；系統(tǒng)1中性點和B、C相電壓分別為：UN1=UaEa1，Ub1= UN1Eb1，UC1= UN1EC1（2）；系統(tǒng)2中性點和B、C相電壓分別為：UN2=UaEa2，Ub2= UN2Eb2，UC2= UN2EC2（3）；兩個系統(tǒng)對地電容對稱，為C1，C2，各相對地電流可根據(jù)公式IC相jCU相（4）求出；流經(jīng)虛擬阻抗Z的電流IZUa/Z,，根據(jù)KCL定理有IZ+IC1A+IC1B+I

9、C1C+IC2A+IC2B+IC2C=0（5）將公式組（1）（4）代入公式（5），同時取Z，得出兩個系統(tǒng)A相碰線時A相的電壓圖3 兩個小電流接地系統(tǒng)A相碰線電路圖設(shè)系統(tǒng)1為6kV系統(tǒng)，系統(tǒng)2為10kV系統(tǒng)，即Ea1=6，Ea2=10，在Ea1 ，Ea2相位角相同的情況下，則有：Ea1Ua1Ea2，UN1=Ua1Ea1=.Ea1設(shè)K=，則UN1KEa1參照左面相量圖，根據(jù)余弦定理，Ub1=UC1=Eb1 ,其中0K1,所以 Eb1Ub1=UC11 Eb1結(jié)論：在這種情況下,A相電壓上升，B、C相電壓略有下降。在電壓變化趨勢上與高阻接地相似。42 不對應(yīng)相單相碰線電壓分析參照圖3所示系統(tǒng)，假設(shè)6kV（系統(tǒng)1）A相與10kV（系統(tǒng)2）B相相碰，在故障相與地之間接入阻抗值為無窮大的虛擬阻抗Z參照前面分析有：，UN1=Ua1Ea1=（Eb2-Ea1）=K（Eb2-Ea1）,電壓相量圖如圖5所示。|Eb2-Ea1|=EA1UN1=K Ea1。又由余弦定理，求得cos11141）A相電壓分析Ua1= = Ea1，所以 Ea1Ua1 Ea12）B相電壓分析=+1200，cos=26Ub1= EB1，所以Eb1Ub13.33 Eb13）C相電壓分析