電壓異常原因分析及處理措施.doc

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1、10kV電壓異常原因分析及處理措施　　摘要：本文對(duì)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中時(shí)常出現(xiàn)的10kV電壓異?，F(xiàn)象的原因進(jìn)行分類，并逐一研究分析其產(chǎn)生機(jī)理，從而引出處理10kV電壓異常措施的思路?！　￡P(guān)鍵詞：電壓異常；負(fù)荷；接地；斷線；消弧線圈；諧振　　0前言　　電壓的異常直接影響設(shè)備的運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，甚至導(dǎo)致用戶的用電設(shè)備無法正常工作，電網(wǎng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行遭至破壞。10kV母線是調(diào)度部門可以進(jìn)行電壓調(diào)控的最后一級(jí)母線，也是最直接影響用戶電壓質(zhì)量的母線。因此對(duì)10kV電壓異常產(chǎn)生的根本原因進(jìn)行分析研究，對(duì)消除電壓異常和保障電網(wǎng)安全運(yùn)行具有十分重要的意義。　　1負(fù)荷變化引起的電壓偏

2、移　　根據(jù)相關(guān)調(diào)壓原則要求：變電站和直調(diào)電廠的10kV母線正常運(yùn)行方式下的電壓允許偏差為系統(tǒng)額定電壓的0%―+7%。而在實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行中，在白天用電高峰時(shí)段，10kV母線可能低于10.0kV下限，在深夜用電低谷時(shí)段，10kV母線也可能高于10.7kV上限。9/9　　造成電網(wǎng)正常運(yùn)行中電壓偏移的原因是不同大小的功率在電網(wǎng)元件中傳輸會(huì)產(chǎn)生不同的電壓降落。功率由系統(tǒng)通過110kV降壓變壓器經(jīng)變壓后到達(dá)10kV母線，其等值電路圖和相量圖如圖1所示。　　在上圖中，為歸算到110kV變壓器10kV側(cè)的一次電壓，為110kV變壓器的二次電壓，即10kV母線電壓，S為傳輸?shù)囊曉诠β?，?/p>

3、歸算到110kV變壓器10kV側(cè)的傳輸電流，φ為與的相位差，XT為110kV變壓器歸算到二次側(cè)的等值電抗，RT為110kV變壓器歸算到二次側(cè)的等值電阻?！　D中，就是電壓降相量，即（RT+XT），將電壓降相量分解為與二次電壓同方向和相垂直的兩個(gè)分量和。稱為電壓降落的縱分量，稱為電壓降落的橫分量。而在電網(wǎng)實(shí)際計(jì)算中，由于電壓降橫分量很小，可以忽略不計(jì)，因此，其電壓降可以省略簡化成僅為電壓降落的縱分量，以ΔU表示。由圖3可得ΔU的模值為，　　將、、代入上式可得，　　因此可以得出，10kV母線電壓與傳輸功率的關(guān)系公式為：　　由上式可知，通過減少傳輸?shù)挠泄ω?fù)荷P、無功負(fù)荷Q、

4、電阻RT和電抗XT，或者提高110kV側(cè)電壓U1的方法，可以減少電壓降落，提高10kV電壓；反之則降低10kV電壓?！　∮纱丝梢缘贸鲐?fù)荷變化引起的電壓偏移的處理措施：　?。?）通過增減無功功率Q，如投退并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器；9/9　?。?）改變變壓器的電阻R和電抗X，如改變變壓器的分接頭，從而改變有功功率和無功功率的分布；　?。?）改變上一級(jí)系統(tǒng)電壓U，如改變發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)的無功功率出力；　?。?）特殊情況下采用調(diào)整用電負(fù)荷或限電（減少有功功率P）的方法調(diào)整電壓；　　2單相接地引起的電壓越限　　10kV電網(wǎng)屬于中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于與變壓器

5、中性點(diǎn)不能構(gòu)成短路回路，因此沒有短路電流，僅有不大的對(duì)地電容電流流過，對(duì)電氣設(shè)備基本無影響。但中性點(diǎn)發(fā)生偏移，對(duì)地具有電位差，其相間電壓不平衡，故障相對(duì)地電壓下降為0，非故障相對(duì)地電壓升高到線電壓，如圖2所示?！　∮蓤D2可見，UE為額定相電壓，10kV電網(wǎng)正常時(shí)，三相對(duì)地電壓大小相等，相位對(duì)稱，可以得出　　而零序電壓，即沒有零序電壓，因此也沒有零序電流?！　‘?dāng)10kV電網(wǎng)發(fā)生單相接地（如A相接地）時(shí)，A相對(duì)地電壓為零，即=0，電源中性點(diǎn)電壓不再與地電位相等，而是升高到相電壓，，而B、C相對(duì)地電壓也相應(yīng)地升高為線電壓，分別為　　系統(tǒng)中出現(xiàn)零序電壓，其大小為相電壓，9/9

6、　　其產(chǎn)生的零序電流流經(jīng)接地點(diǎn)，其大小為非故障相產(chǎn)生的對(duì)地電容電流之和。雖然10kV系統(tǒng)單相接地時(shí)故障點(diǎn)電流很小，而且三相之間的線電壓仍然對(duì)稱，對(duì)負(fù)荷的供電沒有影響，允許繼續(xù)運(yùn)行，但是在單相接地以后，非故障相電壓升高到線電壓，為了防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大到兩點(diǎn)、多點(diǎn)接地短路，應(yīng)該及時(shí)采取措施消除接地故障。　　作為調(diào)度員，若現(xiàn)場配置接地選線裝置的，則斷開其選中的線路開關(guān)，隔離單相接地故障；若沒有配置接地選線裝置的，則根據(jù)母線電壓變化，采用“瞬停法”瞬間斷開線路開關(guān)來判斷單相接地線路；若“瞬停法”無法找到單相接地線路，則可能是兩條及以上線路同名相接地或母線單相接地，這就需要將母

7、線上所有開關(guān)斷開，逐一合上開關(guān)來判斷接地設(shè)備?！　?消弧線圈投入引起的不平衡電壓放大　　由上一節(jié)可知，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地點(diǎn)將通過10kV電網(wǎng)的全部對(duì)地電容電流。如果此電容電流相當(dāng)大，就會(huì)在接地點(diǎn)產(chǎn)生間歇性電弧，引起過電壓，可能會(huì)導(dǎo)致絕緣損壞，造成兩點(diǎn)或多點(diǎn)的接地短路，使事故擴(kuò)大。因此要在中性點(diǎn)裝設(shè)消弧線圈，利用其感性電流補(bǔ)償接地故障時(shí)的容性電流，使接地故障電流減少，從而自動(dòng)熄弧，保證繼續(xù)供電，如圖3所示。9/9　　由圖3可得，消弧線圈發(fā)揮最佳作用是電網(wǎng)出現(xiàn)單相接地故障后，實(shí)現(xiàn)全補(bǔ)償，接地電容電流IC全部被消弧線圈的電感電流IL所補(bǔ)償，即IL=