1、中性點不接地系統電壓不平衡的幾種現象分析1 前言在變電站運行值班中，對于中性點不接地系統值班員常會遇到一些電壓表輸出不平衡的情況。若我們對這方面認識不足，往往會因為查找時間過長而耽誤送電，因電壓不平衡而誤認為接地情況者，找不到問題之所在，卻做許多無用功；另一方面也可能因為未能及時找到接地點，而引起擴大事故。所以，就這個問題有必要進行一些分析探討。2 一般情況下電壓不平衡的分析2.1 中性點不接地系統電壓不平衡，可能是由于保險燒斷而造成，即高壓保險熔斷，熔斷相電壓降低，但不為零。由于PT還會有一定的感應電壓，所以其電壓并不為零而其余兩相為正常電壓，具向量角為120,同時由于斷相造成三相電壓不平衡

2、，故開口三角形處也會產生不平衡電壓，即有零序電壓，例如：C相高壓保險燒斷，矢量合成結果見圖1,零序電壓大約為33V左右，故能起動接地裝置，發出接地信號。變電站低壓保險熔斷時，與高壓保險之不同在于：一次三相電壓仍平衡，故開口三角形沒有電壓，因而不會發出接地信號，其它現象均同高壓保險熔斷的情況。2.2 當線路或帶電設備上某點發生金屬性接地時（如A相），接地相與大地同電位，兩正常相的對地電壓數值上升為線電壓，產生嚴重的中性點位移。中性點位移電壓的方向與接地相電壓在同一直線上，與接地相電壓方向相反，大小相等，如圖2。3Uo圖1C相斷相時電壓向量圖圖2A相接地時電壓向量圖特別值得注意的是我們所說的接地并

3、不單指線路接地，當線路拉路檢查后仍未能消除接地故障，則應懷疑到本站設備有接地，例如避雷器、電壓互感器、甚至變壓器接地。由于沒有充分重視接地問題，未按規程執行（接地兩小時仍未消除則要停下主變壓器），曾使我局長塘變電站主變壓器燒毀。2.3 綜合以上三種情況，可歸納中性點不接地系統電壓表所反映不平衡電壓時的故障區別如表1。表1中性點不接地系統故障判別表故障性質相別有無接地信號ABCC相接地線電壓線電壓0有C相身壓保險熔斷相電壓相電壓降低很多有C相低壓保險熔斷相電壓相電壓降低很多無34PT電壓不平衡輸出分析3.1 拉堡變10kVPT由原來JDZJ型電壓互感器改為：將其一、二次中性點由原直接接地改為串聯

4、一臺JDJ型電壓互感器（T2）的一次繞組接地，通常我們稱為4PT,正確接線如圖3所示。圖34PT正確接線圖此種接線的目的是為了防止系統發生單相接地或其它原因使電壓互感器鐵芯飽合，引起諧振過電壓，保險易熔斷。在改為徑4PT接地前4個月時間里，10kVPT共燒斷三次，共9根保險；而改接后一直未燒過保險。3.2 正常情況下，電壓互感器二次側a-o,b-o,c-o分別接入相對地絕緣監視電壓表，零序電壓斷電器接在12互感器二次側X'-O間。采用這種接線，正常情況下，Tl互感器只反映正序電壓0a、力b、心c,（電壓向量圖見圖4）,三相電壓大小相等，相位差120。，中性點電位為零，也就是UX=0o而

5、A相金屬性接地時，向量圖如圖5所示，即：U=U=U,此時零序繼電器YJ兩端有電壓，即可發出接地信號，而b相電壓表反映的數值應為M=U+U=Ub=gUb,即等于線電壓，C相電壓表Vc=U+U=Uc='5以也等于線電壓。UatJb圖4正常情況下4PT電壓向量圖A圖5A相接地時4PT電壓向量圖44PT接線錯誤引起電壓表錯誤反映分析拉堡變改為徑4PT接地后，其接地時所反映的則不同于上述所分析，其三相電壓仍平衡，且為三相相電壓。故障所表現的現象：“10kV接地”光字牌亮，不能復歸，但10kV三相絕緣監視電壓表平衡且均為6kV,值班員測量二次電壓，PT開口三角處為51V,U=20V,Ub=100M

6、U=100V,與調度聯系拉路中查，檢查出堡65線路接地。針對這種電壓表不能反映接地情況的怪現象，查找原因，發現了問題所在：造成這種表計錯誤反映的原因是二次接錯線，如圖6所示。其三相電壓表分別接在互感器二次的a-x',b-x',c-x'上，那么正常情況下，中性點x'由于三相電壓平衡而等于零，故三相電壓表為相電壓，向量圖見圖7。而當發生接地時，如A相金屬性接地時，其電壓反映就不正確了，那么B相電壓表為b-x'的電壓，因為Ux=-U,即Vb=Ubx=0b0x'=相電壓,V=，cx=UcUx，=相電壓,向量圖如圖8。故三相電壓表仍平衡，且均為相電壓，而此

7、時能發出接地信號，因為接地信號繼電器接在t2線圈上，取代以往接在開口三角形處，而U有50V左右的零序電壓，線圈兩端因有電壓而動作，故能發出接地信號，但卻不能在三相電壓表中反映出來，且接地未消除前接地信號不能復歸。由此可見，在改為4PT接地時，應保證接線準確無誤，以免造成三相電壓表誤指示。圖64PT錯誤接線圖Us圖7不接地時4PT電壓向量圖圖8A相接地時4PT電壓向量圖5電壓互感器中性點擊穿保險擊穿后出現的不平衡電壓分析采用三相五柱電壓互感器構成絕緣監視裝置，如圖9所示。一次系統一相接地時，接于接地相的電壓互感器高壓繞組被短路，對于該相的二次繞組輸出電壓等于零，開口三角繞組有不平衡電壓輸出，接地

8、繼電器XJJ勵磁，絕緣監視裝置發出一次系統接地信號。一般情況下，這套裝置能準確的發現一次系統接地故障和判別發生故障的相別。但是這種絕緣監視裝置有時也會發出錯誤的信號，并會造成一次系統接地假象。例如屯秋變就發生了這種現象，屯秋變報6kV母線接地，U=3.2kV,U=0,U=3.2kV,依次拉開各條出線開關接地未消除，再將所有出線全部拉開，接地也消除。檢查PT,發現B相高低壓保險均熔斷。更換好PT保險后，A相電壓為6.4kV,B相為0,C相為6.4kV,再次檢查保險完好，懷疑變壓器等設備接地，退出主變運行，然后用搖表測絕緣情況：變壓器、PK站變等均無問題，為什么會出現這種現象，經過對PT進行仔細檢

9、查分析，終于找到問題之所在，分析如下：從圖9可看出，PT二次接線的特點是：采用B相接地方式，而中性點是經地一個擊穿保險JRD®地。從故障經過可看出：第一次電壓不平衡（5=0,而其余兩相并不升高），既不象接地現象，也不象高壓保險熔斷現象，因為若高壓保險熔斷，B相應有一定的感應電壓，只能是高、低壓保險均熔斷才會是這樣，檢查果然如此；保險換好后，三相電壓變為U=6.4kV,U=0,U=6.4kV,又變為典型的接地現象，然而所有出線已拉開，用搖表搖測變壓器，6kV母線及PT本身均未發現有接地。之所以會出現這種現象，是因為中性點擊穿保險擊穿，使得二次繞組b相單相短路。由于二次回路單相短路電流小

10、，且接地的b相與地同電位，因此，b相端電壓接近于零，故b相輸出為零；由于一次系統是中性點不接地系統，電壓互感器一次繞組雖然中性點接地，但沒有零序電流流通，因此，二次繞組的零序電流便在鐵芯中激勵起零序磁通，零序磁通感應一個零序電勢Oko,使得原來對稱的三相電壓以、九、九變成不對稱的三相電壓山a、口b、山c,即A、C相電壓升為線電壓，B相為零，電壓向量圖如圖10所示。當取下JRD后，中性點接地即消除，電壓恢復平衡。圖10中性點穿保險JRD擊穿時的電壓向量圖6結論由上述幾種分析可看出，設備運行過程中，應分析各種電壓不平衡情況，做到分析判斷準確，處理及時，才能保證設備的安全運行。在改接線過程中，應注意

11、接線正確，否則將會使運行人員誤判斷；對接地不消失的情況，運行人員應引起充分注意，否則會誤認為誤發信號而造成誤判斷而延誤了故障排除。摘要：電壓不平衡是電力系統常見的一種現象，單相間歇、直接接地，線路斷線，母線PT熔絲熔斷，諧振過電壓等故障的發生均會造成電壓不平衡現象的發生。但故障反映表征的多樣性給值班調度員明確判斷電太不平衡原因帶來了一定的困難，分別就接地、線路斷線、PT熔絲熔斷、諧振過電壓等常見故障情況的不同表征詳細進行歸類分析，供調系統運行人員交流。關鍵詞：電力系統；電弧過電壓；諧振引言在35KV及以下中性點不接地系統中，當發生單相接地后，允許維持一定的時間，一般為2h不至于引起用戶斷電。但

12、隨著中低壓電網的擴大，中低壓架空導線及電纜出線回路數增多、線路增長，中低壓電網對地電容電流亦大幅度增加，當發生單相接地時，接地電弧不能自動熄滅而產生電弧過電壓，一般為35倍相電壓甚至更高，致使電網中絕緣薄弱的地方放電擊穿，最終發展為相間短路造成設備損壞和停電事故。最近從本地區電網發生的電壓不平衡來看，電壓異常波動基本發生在因天氣刮風或設備原因造成的某處單相間歇或直接接地或斷線時，為了使調度員在系統發生電壓波動時能夠明確區分故障類型，及時處理故障，保障電網安全運行，下面分別就接地、線路斷線、PT熔絲熔斷、諧振過電壓等故障情況的不同表征詳細進行歸類分析，以供交流。1接地故障一相金屬接地時，相電壓特

13、征是一相電壓為零，其他兩相電壓升高至線電壓。結果判斷為：一相金屬性接地后正常的電壓變化，電壓為零相是接地相。一相非金屬（經過渡電阻）接地時，相電壓特征是一相（或兩相）電壓低，但不為零；另兩相（或一相）電壓高，近似線電壓，隨著過渡電阻的變化，各相電壓發生較大幅度的波動，有時超過線電壓。非接地的兩相電壓一般不相等。結果判斷為：隨著電阻變化，產生電壓波動時帶有接地過電壓，這種情況往往是最高電壓相的下一相（按正相序排列）為接地故障相。由斷路器送電發出接地信號時，相電壓特征是三相電壓瞬間波動，瞬間發接地信號。電壓瞬間變化情況和一相斷相或兩相斷相的電壓情況相同。結果判斷為：由于斷路器三相接觸不同期而造成的

14、三相線路不能同時帶電，使中性點產生位移。2線路斷線一相斷相時，如一相線路斷線或線路跌落斷路器掉閘時，相電壓特征是三相電壓不平衡，有時發出接地信號。斷線相電壓和中性點電壓升高，非斷線兩相電壓相等且降低，供電功率減少。結果判斷為：三相對地電容電流不對稱，通過非斷相的兩相電壓相等和供電功率明顯減少這兩個特點，來區別接地故障和線路斷相故障。兩相斷相，如兩相線路斷線或線路跌落熔斷器兩相掉閘時，相電壓特征是三相電壓不平衡，有時發出接地信號。非斷線相電壓降低，斷線兩相電壓升高，當兩相斷線較長時，中性點電壓也會使交流監視裝置發出接地信號。供電功率明顯減少。結果判斷為：由于三相對地電容電流不對稱造成。這種兩相斷

15、相的電壓情況與金屬性接地的電壓情況相同。3單相接地與斷線的區別單相接地雖引起三相電壓不平衡，但線電壓值不改變。單相接地又分為金屬性接地和非金屬性接地兩種。金屬性接地接地相電壓為零，其他兩相電壓升高1.732倍；非金屬性接地接地相電壓不為零，而是降低為某一數值，其他兩相升高不到1.732倍。斷線不但引起三相電壓不平衡，也引起線電壓值改變。上一電壓等級線路一相斷線時，下一電壓等級的電壓表現為三個相電壓都降低，其中一相較低，另兩相較高但接近；本級線路斷線時，斷線相電壓為零，未斷線相電壓仍為相電壓。4母線PT熔絲熔斷PT一相一次熔絲熔斷時，電壓特征為一相電壓大幅度降低，其他兩相電壓有不同程度的降低。PT一相二次熔絲熔斷時，現象為中央信號警鈴響，打出電壓互感器斷線”光字牌，一相電壓為零，另外兩相電壓正常。5諧振過電壓諧振引起的三相電壓不平衡有兩種：一種是基頻諧振，特征類似于單相接地，即一相電壓降低，另兩相電壓升高；另一種是分頻諧振或高頻諧振，特征是三相電壓同時升高。當相電壓特征是一相電壓低，但不為零，兩相電壓升高，超過線電壓，表針打到頭；或兩相電壓低但不為零，一相電壓高，表針打到表頭。結果判斷為：有基波諧振，產生諧振過電壓，電壓最低相為接地相。當相電壓特征是三相電壓依次輪流升高，并超過線電壓（不超過兩倍相電壓），表針打到頭，三相電壓表指針在相同范圍內低頻擺動。結果判