配网缺相运行引起电压异常事故分析与处理

曾伟龙

摘要：快速发展的社会经济和以及飞速发展的科技水平，极大的提高了人们的生活水平，在这种背景下，电力用户更加要求电力系统运行具有可靠性高的特点。开关非全相及线路断线等引起的缺相运行现象就是配网缺相运行，经常导致过电压、谐振，导致电网电压异常甚至破坏设备绝缘，造成设备损毁。所以，在运行调度中对断线故障分析和处理是否合理、正确具有重要意义。本文配网缺相后系统产生电压异常的原因进行了简要分析，并与运行过程中实际发生的问题相结合，对缺相运行导致电压异常事故的分析和处理过程进行阐述，以便为运行调度中的处理事故措施提供借鉴和参考。

关键词：配网缺相运行；电压异常；事故分析；处理

1、前言

日益扩大的各级配网现状以及用户对提高可靠性供电的要求，使得电网运行的主要目标之一就是保障配网的运行安全，这对配网事故处理和调度的要求就更高。为了将可靠性供电的目标得以实现，城市配网中越来越广泛使用绝缘导线及电缆，但绝缘导线在遭受雷击时存在因灭弧困难而容易断线的问题。在小电流接地系统中，电压会因线路缺相运行导致异常，更可能导致受电变压器因过电压损毁。缺相运行引起过电压原理的分析，对过电压的防治很有必要。

2、配网缺相运行对电压的影响

本文主要是讨论小电流接地系统的配网，即中性点不接地、中性点经高电阻接地系统或经消弧线圈接地。尽管配网线路缺相运行情况在实际系统中十分复杂，影响电网电压的程度也有所不同，但总结下来主要有两大类：单相运行、两相运行，另外两相运行还包含两相运行断开相侧接地、断开相系统无接地、断开相系统负荷侧接地。

2.1单相运行

单相运行如图１所示，缺相线路系统侧对地电容至断开点由ＣＡｄｓ、ＣＢｄｓ、ＣＣｄｓ表示；三相对地电容系统侧（除线路运行缺相外）由ＣＡｓ、ＣＢｓ、ＣＣｓ表示；因为电源与相间电容并联，其对结果影响极小可以忽略；线路缺相运行相间电容由ＣＡＢ、ＣＢＣ、ＣＡＣ表示；缺相线路负载侧对地电容至断开点由ＣＡｄｌ、ＣＢｄｌ、ＣＣｄｌ表。可以把ＤＫ至Ｏ点端口等效成一个阻抗，单相运行将导致中心点电压偏移。

图1，系统单相运行示意图

2.2两相运行

两相运行系统示意图如图2所示，若两相运行且断开相的负载侧接地，就相当于将Ｃｄｌ短路；若两相运行且断开相系统侧接地，就相当于将Ｃｄｓ＋Ｃｓ进行短路。如果系统在两相运行状态，尤其是负载侧或系统侧接地，就会导致铁磁谐振现象，导致系统过电压，对电网设备油气是配电变压器的安全造成威胁，容易造成设备损毁或设备绝缘损坏。

图2，两相运行系统示意图

3、单相运行实例分析

3.1事故过程分析

某１１０ｋＶ变电所１０ｋＶＩ段母线Ｂ相打出接地信号，自动化系统显示１０ｋＶＩ段三相电压分别为ＵＡ＝９.８ｋＶ、ＵＢ＝１ｋＶ、ＵＣ＝１０.２ｋＶ。试将１０ｋＶ甲线路出线开关拉开后，１０ｋＶＩ段母线Ａ相打出接地信号，自动化系统显示１０ｋＶＩ段电压三相电压分别为ＵＡ＝０.８ｋＶ、ＵＢ＝１０.８ｋＶ、ＵＣ＝１０.５ｋＶ；将１０ｋＶ甲线路出线开关合上后，恢复为成Ｂ相接地情况。该１０ｋＶ甲线有分支较多，电缆线路部分很多。为使故障位置能够清楚的确认，检查所内设备没有接地情况之后，拉开１０ｋＶ甲线路，并试拉其它线路，发现Ａ相接地情况没有消失。通过对线路进行寻线，Ｂ相接地点在１０ｋＶ甲线路一支线上被找到，检查变电所１０ｋＶ甲线路出线间隔时发现带电显示器在Ａ相线路侧有显示。

3.2事故处理分析

对上述事故现象及结果检查结合上文分析可以对事故进行判别，事故原因为：１０ｋＶＩ段母线Ｂ相打出接地信号；１０ｋＶ甲线路Ｂ相单相接地；试拉１０ｋＶ甲线路时，Ａ相开关未拉开，不平衡的三相对地电容导致中性点偏移，造成了“虚幻”接地假象，而通过上文分析可得知，当ＺＤＫＯ较小时，中性点电压偏移相反与Ａ相电压方向，而且幅值相近于Ａ相电压幅值，所以１０ｋＶＩ段母线Ａ相对地电压比较小，近似于零，另外两相是线电压。

4、两相运行实例探讨

4.1事故过程分析

图3为是某１１０ｋＶ变电所接线示意图

图3变电所接线示意图

分别从１０ｋＶＩ、Ⅱ段母线将１０ｋＶＡ、Ｂ线引出，供电于Ｃ用户；１０ｋＶＢ线在Ｃ用户侧为备用线，热备用开关Ｄ。某日，该变电所１０ｋＶⅡ段母线单相接地后３ｍｉｎ复归；并且１０ｋＶＡ线、Ｂ线过流Ｉ段发生跳闸，１０ｋＶⅡ段母线成功重合后单相打出接地信号；１０ｋＶＢ线过流Ｉ段在８ｍｉｎ后跳闸，重合未成功，Ｃ用户存在火光和爆炸声，１０ｋＶⅡ段母线接地现象消失；该变电所１０ｋＶＩ段母线在１０ｍｉｎ后出现波动电压，不断打出、复归接地信号。Ｃ用户Ｄ开关在处理事故过程中被发现已炸坏，１０ｋＶＡ线一分支线夹因烧坏而脱落，造成线路断线。对１０ｋＶＡ线进行停电后，送电后正常恢复。

4.2事故现象分析处理

于２０１１年将Ｃ用户投运，有高压柜６台，Ｄ开关正常运行时未合闸，Ａ线带母线上完全负荷。在长期的运行过程中，没有发觉Ｄ开关气包内有ＳＦ６气体泄漏现象，导致桩头间隙性燃弧接地发生于气包内部开关电源侧，进而造成相间瞬时短路，造成１０ｋＶＡ、Ｂ线跳闸，成功重合后间隙性燃弧短路故障在Ｄ开关进线柜内演变成相间短路，导致气包爆炸，并且１０ｋＶＢ线出线开关过流Ｉ段动作跳闸，重合未成功。因为１０ｋＶＡ线故障跳闸时有较大电流，造成Ａ线一分支穿刺线夹松动，导致接触电阻变增大，线路严重发热进而烧断。由上文分析可知，铁磁谐振容易在Ａ线一相断线后被引发，造成电压异常现象。

5、结束语

总之，人们正常生产生活的保障离不开配网的正常运行，而配网中缺相运行回使电压异常，影响线路正常输送。因此对配网缺相运行造成的过电压异常事故的分析与处理具有重要意义，在对过电压异常事故处理时，要对事故原因进行分析，以便找出适当的处理对策，保障配网线路安全。

参考文献：

［1］金宏，朱晓光.１０ｋＶ电容器断线接地后的保护动作分析［Ｊ］.电工技术，２０１３（１０）：１５，１６.

［2］刘连凯.中性点不接地系统故障分析［Ｊ］.电工技术，２０１３（７）：６６，６７.

［3］伏祥运.一起１０ｋＶ母线电压异常事故的简要分析［Ｊ］.江苏电机工程，２０１０（１）：１７～１９.