电压异常原因分析及处理措施.doc

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1、10kV电压异常原因分析及处理措施　　摘要：本文对电网实际运行中时常出现的10kV电压异常现象的原因进行分类，并逐一研究分析其产生机理，从而引出处理10kV电压异常措施的思路。　　关键词：电压异常；负荷；接地；断线；消弧线圈；谐振　　0前言　　电压的异常直接影响设备的运行技术指标、经济指标，甚至导致用户的用电设备无法正常工作，电网的安全与经济运行遭至破坏。10kV母线是调度部门可以进行电压调控的最后一级母线，也是最直接影响用户电压质量的母线。因此对10kV电压异常产生的根本原因进行分析研究，对消除电压异常和保障电网安全运行具有十分重要的意义。　　1负荷变化引起的电压偏

2、移　　根据相关调压原则要求：变电站和直调电厂的10kV母线正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0%―+7%。而在实际电网运行中，在白天用电高峰时段，10kV母线可能低于10.0kV下限，在深夜用电低谷时段，10kV母线也可能高于10.7kV上限。9/9　　造成电网正常运行中电压偏移的原因是不同大小的功率在电网元件中传输会产生不同的电压降落。功率由系统通过110kV降压变压器经变压后到达10kV母线，其等值电路图和相量图如图1所示。　　在上图中，为归算到110kV变压器10kV侧的一次电压，为110kV变压器的二次电压，即10kV母线电压，S为传输的视在功率，为

3、归算到110kV变压器10kV侧的传输电流，φ为与的相位差，XT为110kV变压器归算到二次侧的等值电抗，RT为110kV变压器归算到二次侧的等值电阻。　　图中，就是电压降相量，即（RT+XT），将电压降相量分解为与二次电压同方向和相垂直的两个分量和。称为电压降落的纵分量，称为电压降落的横分量。而在电网实际计算中，由于电压降横分量很小，可以忽略不计，因此，其电压降可以省略简化成仅为电压降落的纵分量，以ΔU表示。由图3可得ΔU的模值为，　　将、、代入上式可得，　　因此可以得出，10kV母线电压与传输功率的关系公式为：　　由上式可知，通过减少传输的有功负荷P、无功负荷Q、

4、电阻RT和电抗XT，或者提高110kV侧电压U1的方法，可以减少电压降落，提高10kV电压；反之则降低10kV电压。　　由此可以得出负荷变化引起的电压偏移的处理措施：　　（1）通过增减无功功率Q，如投退并联电容器、并联电抗器；9/9　　（2）改变变压器的电阻R和电抗X，如改变变压器的分接头，从而改变有功功率和无功功率的分布；　　（3）改变上一级系统电压U，如改变发电机、调相机的无功功率出力；　　（4）特殊情况下采用调整用电负荷或限电（减少有功功率P）的方法调整电压；　　2单相接地引起的电压越限　　10kV电网属于中性点不直接接地系统，当发生单相接地故障时，由于与变压器

5、中性点不能构成短路回路，因此没有短路电流，仅有不大的对地电容电流流过，对电气设备基本无影响。但中性点发生偏移，对地具有电位差，其相间电压不平衡，故障相对地电压下降为0，非故障相对地电压升高到线电压，如图2所示。　　由图2可见，UE为额定相电压，10kV电网正常时，三相对地电压大小相等，相位对称，可以得出　　而零序电压，即没有零序电压，因此也没有零序电流。　　当10kV电网发生单相接地（如A相接地）时，A相对地电压为零，即=0，电源中性点电压不再与地电位相等，而是升高到相电压，，而B、C相对地电压也相应地升高为线电压，分别为　　系统中出现零序电压，其大小为相电压，9/9

6、　　其产生的零序电流流经接地点，其大小为非故障相产生的对地电容电流之和。虽然10kV系统单相接地时故障点电流很小，而且三相之间的线电压仍然对称，对负荷的供电没有影响，允许继续运行，但是在单相接地以后，非故障相电压升高到线电压，为了防止故障进一步扩大到两点、多点接地短路，应该及时采取措施消除接地故障。　　作为调度员，若现场配置接地选线装置的，则断开其选中的线路开关，隔离单相接地故障；若没有配置接地选线装置的，则根据母线电压变化，采用“瞬停法”瞬间断开线路开关来判断单相接地线路；若“瞬停法”无法找到单相接地线路，则可能是两条及以上线路同名相接地或母线单相接地，这就需要将母

7、线上所有开关断开，逐一合上开关来判断接地设备。　　3消弧线圈投入引起的不平衡电压放大　　由上一节可知，当发生单相接地故障时，接地点将通过10kV电网的全部对地电容电流。如果此电容电流相当大，就会在接地点产生间歇性电弧，引起过电压，可能会导致绝缘损坏，造成两点或多点的接地短路，使事故扩大。因此要在中性点装设消弧线圈，利用其感性电流补偿接地故障时的容性电流，使接地故障电流减少，从而自动熄弧，保证继续供电，如图3所示。9/9　　由图3可得，消弧线圈发挥最佳作用是电网出现单相接地故障后，实现全补偿，接地电容电流IC全部被消弧线圈的电感电流IL所补偿，即IL=