110kv变压器缺相运行的分析

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1、110kV变压器缺相运行的分析　　1.引言　　萧山供电局为县级局，电网的110kV变电所大多为终端变电所，110kV变压器大多处于　　中性点不接地运行状态，当110kV线路单相断线时，线路保护和变压器保护不会动作，但10kV侧电压、电流异常，有些特征类似10kV单相接地和电压谐振。　　本文主要分析了110kV线路单相断线时终端110kV变压器低压10kV侧电压、电流的特征，帮助运行、调度人员及时对运行异常定性和隔离故障，为继电保护人员进行110kV终端变电所进行有关保护整定时提供依据。　　2.运行实例　　2005年8月6日，

2、我局一110kV变电所110kV线路上C相断线，时间为中午11：00左右，线路两侧有关设备继电保护均不动作。　　110kV变电所内变压器接线组别为YN，d11，型号为SZ9-40000/110，低压侧额定电压为10.5kV，低压侧额定电流为2200A。　　110kV线路上C相断线时变电所主变10kV侧电流情况和10kV母线电压数据如表（1）。　　表（1）110kV线路上C相断线时主变10kV侧电流和10kV母线电压数据　　表（1）数据来自SCADA系统，采样周期为5分钟。　　分析表（1）数据，有以下特点：　　1）110kV线

3、路上C相断线发生时，主变10kV侧B、C相电流约为A相一半。　　2）10kV母线B、C相电压约为正常相电压的一半，A相电压比正常相电压略有升高。该特征类似于10kV电压谐振。　　3）10kV母线零序电压略有升高。该特征类似于10kV单相接地。　　一般的刊物和教材中对系统缺相运行的分析只分析到终端高压侧，未继续进行分析终端低压母线的电压和电流特征。　　为解释以上10kV侧数据和现象的产生原因，下面通过建立电网模型，采用三序分量法来分析计算低压母线的电压和电流特征。　　3.模型与参数　　2.1模型　　建立分析模型如图（1）所表示

4、。　　用电源G表示大电网系统，G通过一台D，yn11接线变压器、一回110kV线路向一个110kV终端变电所接线组别为YN，d11变压器送电。F1为终端变电所110kV母线，F2为终端变电所10kV母线。　　系统三序参数X（1）、X（2）、X（0）表示，F2母线所带负荷用阻抗XD表示。　　断线点为110kV线路上A相，用Q、K标示断口两端，断口两端Q、K距离较近（符合实际中一般情形）。可以认为未断线前Q、K两点间阻抗Zqk≈0。　　6.110kV母线电压的计算　　6.1110kV母线三序电压　　根据图（2）和式①、③，计算F

5、1母线三序电压为　　------------⑤　　因此，110kV线路单相断线后，终端110kV变电所110V母线出现零序电压，其大小为正常相电压的一半。即终端110kV变压器中性点对地电压为E/2，约为31.75kV。　　6.2110kV母线三相电压　　根据式⑤，F1母线三相电压为　　-------⑥　　7.10kV母线电压的分析计算　　分析了110kV母线电压特征后，依据变压器接线组别，下面对F2母线（10kV母线）的电压特征进行分析计算。　　7.1110kV母线三相电压近似值　　一般情况下，X4+XD≈X，于是有　　-

6、------------⑦　　即，110kV母线电压健全相仍保持正常状态，断线相电压降为正常值的一半。后续计算以该近似进行。　　7.2110kV母线、10kV母线三序电压关系　　7.2.1110kV母线、10kV母线正序电压、负序电压关系　　由于变压器为Y/Δ，d11接线，所以F2母线正序电压超前F1母线正序电压30度，F2母线负序电压滞后F1母线负序电压30度，表示如下。　　------------⑧　　7.2.210kV母线零序电压的分析计算　　1）10kV母线零序电压的产生原因　　由于变压器110kV侧中性点不接地，零

7、序阻抗∞，零序电流为0，110kV侧零序电压通过高低压绕组间电容和低压侧三相对地电容所组成的电容传递回路传递至变压器10kV侧，使10kV侧三相出现相同的零序传递电压：UF2（0）=Ua（0）=Ub（0）=Uc（0）。如图（3）。　　9.10kV母线电流的分析计算　　9.1根据“4.流过故障线路的电流计算”，110kV线路A相断线时，110kV线路电流为　　------------⑾　　9.2由于变压器为Y/Δ，d11接线，所以10kV母线A相三序电流为　　-------------⑿　　9.310kV母线三相电流为　　--

8、-----------⒀　　9.4正常运行中10kV母线三相电流大小为E/X=i　　10.10kV母线电流的分析计算结论　　根据（13）式可知，110kV线路单相断线时，终端变电所的10kV母线电流特征为“两相电流大小和相位相同，且为另一相的一半，相位相反”。电流包含负序分量。　　11.结