…………………………．皇王研霾．． ｌ 小电流接地系统４Ｕ－线电压异常情况的分析和处理 保定供电公司 潘铁根 【摘要】通过对１１０ｋＶ￣ｔ电站３５ｋＶ母线电压异常情况的分析和处理，总结了变电站３５ｋＶ电压异常的各类情况，分析了各种故障原因，提出了故障判断及处理的步骤和原 则。 【关键词】３５ｋＶ母线；电压异常；故障原因；故障判断；故障处理 以河北省保定市唐县ｌｌＯｋＶ变电站为例： ２００９年３月８日，１ ｉＯｋＶ唐县城中变电站 ３５ｋＶ母线电压发生异常现象，当时ｌ１ＯｋＶ唐 县变电站为正常运行方式，两台主变分列运 行。ｌｌＯｋＶ变压器为两台三圈变压器，型号为 ＳＦＳＺ７—３１５００／ｉ １０，容量为３１．５ＭＶＡ，ｌ１０ｋｖ母线 起。高压熔丝熔断与单相接地故障主要表现在 全网是否异常、电压是否升至线电压。 １．４消弧线圈档位不适当 装有３５ｋＶ中性点消弧线圈的变电站，在档 位不适当时（通常调档后发生异常），三相电 压不平衡，但差别不大，此时，也有可能发出 号：接地报警，电压回路断线。小电流接地装 置：对应母线接地指示灯亮。 ｌ＿８．３谐振现象：三相电压无规律变化， 如一相降低、两相升高或两相降低、一相升高 或三相同时升高。报警信号：接地报警。小电 流接地装置：对应母线接地指示灯亮 为单母线接线，ｌ ｌＯｋＶ母线分段运行，３５ｋＶ母 线为单母线分段，正常接线运行时３５ｋＶ母线分 段运行：ｌＯｋＶ母线为单母分段接线。 故障当天为雷雨天气，３５ｋＶ Ｉ段电压Ａ相 为３７ｋＶ，Ｂ相为ＯｋＶ，ｃ相为３７ｋＶ，３５ｋＶ ＩＩ段电压 Ａ相为３７ｋＶ，Ｂ相为２７ｋＶ，Ｃ相为２３ｋＶ，光字牌 显示３５ｋＶ Ｉ段母线接地，３５ｋＶ ＩＩ段母线接地。 １．事故原因分析 ３５ｋＶ母线电压异常一般为系统谐振，线 路单相接地或断相，消弧线圈档位不当等；还 有可能测量回路故障导致３５ｋＶ母线电压异常， 如母线电压互感器高压熔丝熔断。低压熔丝熔 断或二次回路异常，母线电压互感器异常等。 如３５ｋＶ系统故障引起电压异常，那么所有与之 相连的电压互感器电压显示值都异常，必须快 速处理：如仅是测量回路异常引起指示值不准 确，则一般只是发生在变电站的电压互感器。 为了在系统发生电压波动时能够明确区 分故障类型，及时处理故障，保障电网安全运 行，现就分别以系统谐振、线路断线、单相接 地、消弧线圈档位不当、熔丝熔断、二次回路 异常等故障情况下系统的不同特征进行分析。 ｉ．Ｉ系统发生谐振 谐振过电压引起的三相电压不平衡有两 种。一种是基频谐振，即一相电压降低，另两 相电压升高，特征类似于单相接地；另一种是 分频谐振或高频谐振，特征是三相电压同时 升高。理论计算说明，谐振过电压一般不超过 ｌ｜５ ２倍相电压，特殊情况可高达３．５倍，持续 时间十分之几秒甚至一直存在。分频谐振对系 统来说危害性相当大，在分频谐振电压和工频 电压的作用下，ＰＴ铁芯磁密迅速饱和，激磁电 流迅速增大，将使ＰＴ绕组严重过热而损坏（同 一系统中所有ＰＴ均受到威胁），甚至引起母线 故障造成大面积停电。 谐振处理通常是采用拉合３５ｋＶ母分断路器 或３５ｋＶ空载线路，调整运行方式，改变网络参 数，破坏谐振条件，消除谐振过电压后再行恢 复正常运行方式。 ｉ．２线路发生断相 线路发生断相（一相或两相）时，相电 压特征是三相电压不平衡，断线相电压和中性 点电压升高，非断线相电压降低，供电功率减 少，有时发出接地信号。线路断相时，负荷侧 母线电压异常，通过电源侧和负荷侧两侧的电 压测量值进行判别。 一般处理方法为线路检修，由检修单位进 行巡查。 Ｉ．３线路单相接地 接地相电压明显降低，而其余两相相电 压升高为线电压，并发出母线接地信号。需要 注意的是发出母线接地信号并不能说明３５ｋＶ线 路肯定发生单相接地故障，如果其余两相电压 没有升高为线电压，则应是高压熔丝熔断所引 母线接地信号。 ２．事故处理 处理方法：由于不同变电站采用的母线电 虽则ｉｌＯｋＶ城中变电站３５ｋＶ中性点经消弧 压互感器接线方式不一致，相应的电压测量值 线圈接地，但根据记录当时消弧线圈未进行任 都不一致，必须结合具体情况进行分析和调整 何操作，并根据电压表指示值，可以判定电压 档位。 不平衡非消弧线圈档位不当引起。 １．５高压熔丝熔断 故障现象表明３５ｋＶ Ｉ段母线Ｂ相电压为 高压熔丝熔断时，熔断相二次电压将显著 零，而Ａ、Ｃ相电压升高，类似于谐振过电压现 降低，并发出母线接地信号。但是，如果高压 象。 熔丝未完全熔断，则可能不会发出母线接地信 ２．１拉开３５ｋＶ母分断路器 号。 故障现象改变为３５ｋＶ Ｉ段电压Ａ相电压 两相高压熔丝熔断时，熔断的两相相电压 为２２ｋＶ，Ｂ相电压为２２ｋＶ，Ｃ相电压为２１ｋＶ， 很小或接近于零，未熔断一相的相电压接近于 ３５ｋＶＩＩ段电压Ａ相电压为３７ｋＶ，Ｂ相电压为 正常相电压。熔断的两相相间电压为零（即线 ２ｋＶ，Ｃ相电压为３ｋＶ，光字牌显示３５ｋＶ ＩＩ段母 电压为零），其它线电压降低，但不为零。 线接地。 一般处理方法： 故障现象表明３５ｋＶ Ｉ段母线恢复正常， 一次保险熔断：ａ．迅速汇报调度，退出有 ３５ｋＶＩＩ段母线电压未变。 关保护及自动装置，防止误动作；ｂ．如电压互 由于改变了网络参数，破坏了谐振条件， 感器二次可并列，并列前应断开故障电压互感 因此可以判定３５ｋＶ ＩＩ段母线电压三相不平衡非 器的二次回路，电压回路正常后，恢复有关保 系统谐振过电压所引起。 护及自动装置；ｃ．外部检查无异状，更换同容 根据３５ｋＶ ＩＩ段母线三相电压指示值、接地 量、同型号的保险，试送一次，若再次熔断， 信号，因Ａ相电压升高至线电压，最低相相电 汇报调度，熔断两相或三相时，应测试互感器 压接近正常值，可以判定高压熔丝正常，系统 绝缘无问题后，方可试送。 有接地现象。 Ｌ ６低压熔丝熔断 ２．２检查３５ｋＶ ＩＩ段母线电压互感器 低压熔丝熔断时，二次电压将显著降低， 根据３５ｋＶ ＩＩ段母线电压Ｂ相电压为２ｋＶ、Ｃ 开口三角无电压，不会发出母线接地信号。会 相电压为３ｋＶ的现象可分析出，系统接地的同 不会发出母线接地信号是判别高压熔丝还是低 时存在３５ｋＶ ＩＩ段母线电压互感器Ｂ、Ｃ相低压或 压熔丝熔断的一个主要依据。 高压熔断器故障。现场检查发现３５ｋＶ ＩＩ段母线 低压熔断器熔丝两相熔断时，熔断的两相 电压互感器Ｂ、Ｃ相低压熔丝熔断，更换３５ｋＶ ＩＩ 相电压降低很多，但不为零，未断的一相电压 段母线电压互感器Ｂ、ｃ相低压熔丝后。故障现 正常。熔丝熔断的两相间电压为零，其它线电 象改变为３５ｋＶ ＩＩ段母线电压Ａ相电压为３６ｋＶ、 压降低，但不为零。 Ｂ相电压为３ｋＶ、ｃ相电压为３７ｋＶ，光字牌显示 处理方法：二次保险熔断（空气开关跳 ３５ｋｖ ＩＩ段母线接地。 开）对保护及自动装置做好处理后，更换同容 电压指示值显示故障为典型的单相接地特 量、同型号的保险，立即试投保险。试投不成 征，可断定Ｂ相接地。 功，应逐路试投，断开故障分支，试投总保 ２．３试拉３５ｋＶＩＩ段母线出线 险，仍不成功则断开互感器一二次回路，严禁 ２．３．１两条线路同名相接地 二次并列，迅速汇报调度。 两条输配电线路同名相发生接地时，绝 １．７二次电压回路异常 缘监视一相对地电压表指示不平衡，出现接地 除高低压熔丝熔断外的母线电压互感器及 信号，变电所值班员按规定顺序逐条切断线路 以下回路异常。发生这种现象时，电压情况无 时，应注意断开每条线路时，绝缘监视装置三 法预测。其形成原因复杂，通常有二次小线烧 相对地电压表指示的变化，若依次断开线路， 断、碰线、回路接错、表计异常等。处理办法 三相对地电压指示没有变化，说明线路不是有 一般为母线电压互感器改检修后交检修单位检 单相接地故障，是变电所内设备接地 若依次 查处理。 断开线路，三相对地电压指示有变化时，应考 １．８单项接地与电压互感器熔断器熔断、 虑有两条输配电线路同相发生单相接地（含断 谐振的区别 线）故障。 １．８．１单项接地的现象：相对地电压，接 ２．３．２两条线路异名相接地 地相电压降低，其他两相电压升高，金属性接 这种故障多数发生在雷雨、大风、高寒和 地时，接地相电压为零，其他两相升高为线电 降雪的天气，主要现象是同一母线供电的两条 压。报警信号：接地报警。小电流接地装置： 线路同时跳闸或只有一条线路跳闸，说明电网 对应母线接地指示灯亮。 有单相接地现象。若两条线路都跳闸，电网接 Ｌ ８．２电压互感器熔断器熔断现象：相对 地现象消除；若两条线只有一条跳闸时，电网 地电压，熔断相降低，其他两相不变。报警信 仍有接地现象，但单送其中一条时电网单相接 电早世界 一４９— Ｉ ．皇王研霾…………………………一 基才自动化－调度的１ １ＯＫＶ综合自动１『匕变电站研究 华北电力大学石一峰 【摘要】本文主要对Ｉ１０ＫＶ￣合自动化变电站存在的问题进行了剖析，指出应对１１０ＫＶ￣合自动化变电站相关问题进行改造，在当前网络技术、超大规模集成电路技术等 不断发展和进步的过程中，１１０ＫＶ￣电站综合自动化改造的实施，首先需要从技术可靠性的分析上进行，然后，从发展的实际经济性上考虑，对１１０ＫＶ￣电站在未来的发 展方向系统的考虑。这样，１１０ＫＶ￣，合自动化变电站在改造中才能更好的与时俱进，在推广和采用成熟新技术与新产品的基础上，不断的满足用户的需求，提高变电站的 发展力度。 【关键词】自动化调度；１１０ＫＶ综合自动化变电站 一、前言 目前，我国电网技术和网络自动化水平 在不断的加强，用户的需求也在不断的改变和 提高，为了更好的保证居民用电的稳定性，对 １１ＯＫＶ综合自动化变电站进行改造，并对改造 中所涉及的问题进行分析是非常必要的。 二、１ １ＯＫＶ综合自动化变电站存在的问题 剖析 变电站综合自动化是将变电站中的二次 设备利用现代微机技术和通信技术，将各种功 能重新组合，共享信息，实现对变电站自动监 视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化 装置。根据这一定义，在当前１ ＩＯＫＶ综合自动 化变电站普遍使用的过程中，其不仅已经实现 了信息资源和设备的共享，还具有很强的抗干 扰性和可靠性，在设计上也比较简洁，布局紧 凑等多方面的优势，促使变电站中的电网装 置，在保护性能上得到了大幅度的改善与提 高。同时，自动化技术的应用实现了远方监控 的功能，在电力系统故障的分析处理能力上得 到了很大的提高，减少了变电站电网工程扩建 和投资的力度。目前，我国１１０ＫＶ变电站的数 量和覆盖范围都比较广，但是，１ＩＯＫＶ变电站 用户出线量却比较多，在操作上具有一定的频 繁性。基于此，对ｌＩＯＫＶ变电站的自动化程度 进行改造和提升，可以更好的减少其在操作程 序上的误差，而这一目标的实现，在１ ＩＯＫＶ变 电站综合自动化向微机综合自动化系统的改造 上有着重要的帮助，也是改造的首要方向。 三、１ １ＯＫＶ综合自动化变电站相关问题的 改造 １ＩＯＫＶ变电站中，其综合自动化的改造范 围主要在改造某电压等级的一次或者二次设 计；对全站进行推倒重建或改造全站的一、二 次电气设备；对全站的一次或二次设备进行改 数据类型 模拟量 造；对某一间隔中的一次或二次设备进行改 造：对变电站中的某一系统进行改造这五个方 面。根据１ＩＯＫＶ变电站所具备的特点，微机设 备的改造在二次部分需要采取常规的保护、控 制、测量、运动等比较独立的模式，同时，为 了更好的提高１ＩＯＫＶ变电站的自动化程度，其 在改造的过程中首先需要对变电站中的相关数 据进行采集，以便改造的实施提供一定的数据 支持。其中，对１１ＯＫＶ变电站数据的采集方向 主要集中的部分，如表１所示。 ｌＩＯＫＶ变电站在改造的过程中，对站内所 具有的数据进行分析是一个必要的步骤，而 微机的改造在实施的过程中还需要ＰＴＵ进行控 制。同时，在进行远程监控的过程中，需要实 施地调，并直接下达遥控操作的命令。 １１０ＫＶ变电站综合自动化微机改造的实施 是在远方／当地切换开关的应用进行的，这一 过程的实现，首先要在变电站的开关柜上加装 个遥控执行屏接口，一个当地或远方的控制 切换开关接口，这样在实施远程切换时，可先 切换到当地，然后再由监控系远方根据需要实 施控制。由于，监控系统的控制功能是无法单 独进行的，因此，需要在通过远方ＲＴＵ命令执 行控制功能后，发出控制命令来实现监控的目 的。受ＩＯＫＶ变电站保护配置不一的影响，继电 保护接口在变电中的应用，需要在综合自动化 微机改造中保护所有的信息，但是这一保护的 整个流程都需要通过本身所提供的无源节点实 现，并将信息数据传送￣ＵＲＴＵ光耦输入端，由 ＲＴＵ专用的电源模块提供电源。对于主变档位 接口的应用，在主变档位接入￣ＵＲＴＵ时，其可 以提供两种形式的档位接口，一种是采用档位 变送器和分接开关位置接口，由变送器在ＲＴＵ 中直接输入模拟量，占一路遥侧量；一种是 ＲＴＵ模式，这一方法所占据的遥信面是分接开 一关位置的，在以开关量形式输入的数量上也稍 微多一些。 １ＩＯＫＶ变电站在微机综合自动化的改造应 用上，其改造过程的实施是需要在继电保护的 微机设备上进行的，并需要对运行的状况进行 验收。在验收投运的过程中，不仅要实施常规 的保护整组传动实验，还需要对设备在遥调操 作、遥测、遥信、遥控上的验收着重加强，严 格把关，以减少１１０ＫＶ变电站在后期运行中所 产生的负面影响。验收工作的实施，首先需要 严格的执行设备的具体特点，以及“四遥”标 准，然后，制定相关的运行操作规程。而为使 后期的维护更加便利，在设备投运后可一一列 出系统运行的特点。与此同时，由于自动化微 机设备的运行与维护质量和，而为了更好的提 高设备的使用年限，需要定期的对设备进行检 测和维护。 四、结语 综上所述，１ＩＯＫＶ变电站自动化技术的提 高是随着现代科学技术水平而逐步实现的，在 当前网络技术、超大规模集成电路技术等不 断发展和进步的过程中，ｌＩＯＫＶ变电站综合自 动化改造的实施，首先需要从技术可靠性的分 析上进行，然后，从发展的实际经济性上考 虑，对ｌＩＯＫＶ变电站在未来的发展方向系统的 考虑。这样，ｌＩＯＫＶ综合自动化变电站在改造 中才能更好的与时俱进，在推广和采用成熟新 技术与新产品的基础上，不断的满足用户的需 求，提高变电站的发展力度。 参考文献 表１ １１ＯＫＶ变电站综合自动化改造采集、处理、控制数据表 包含内容 主变高、中、低压侧Ｐ、Ｑ、Ｉ：线路侧Ｐ、Ｑ、Ｉ；母线Ｕ、Ｆ；母联及分段Ｉ；电容器Ｑ；直流母线 Ｕ；所用电Ｕ、Ｉ 状态量含（Ｓ０Ｅ） 断路器的位置：变压器轴头的位置：保护及自动装置动作信号；事故总信号；刀闸位置 数字量 ＢＣＤ码；ＧＰＳ天文时钟；断路器分闸／合闸 脉冲量 变压器分接头位置的调整；无功补偿装置的投切；刀闸分闸／合闸 控制量 脉冲电能表 非电量 变压器油量；电压器外温 【１】张颖耀．１ｌ０ｋＶ变电站综合自动化系统改造的研究Ｕ】． 中小企业管理与科技，２０１３（２１）：３１０ｏ３１１． 【ｚ］唐先河．１１０ｋＶ变电站综合自动化系统中１０１规约通信 的实现Ⅱ）］．华中科技大学，２０１１．ＤＯＩ：１０．７６６６／ｄ．ｄ１８７５８７． 【３】晋伟平．变电智能化管理指标体系研究【Ｄ】．云南大 学，２０１２． 【４］曾斌．１１０ｋＶ明城变电站误发远动机故障信号的分析 与解决Ｕ】．科技与生活，２０１１（２４）：１０２—１０２． 【５】胡绍庸．浅论１１ＯｋＶ变电系统设计Ⅱ】．城市建设理论研 究（电子版），２０１１（ｉｓ）． ［６高锐．６］浅议１１０ｋＶ￣电系统设计Ｕ】．科技与企业，２０１２ ０６）：１３７． 地相发生改变，这是判断是否存在两条线路异 名相接地故障的必要依据。 ２．３．３多条线路同名相接地 多条线同名相接地是指同一母线供电的两 条以上的线路发生的同名相接地，这种现象一 般只发生在线路三角排列下雪天气的情况。多 条线路同名相接地时，电网三相对地电压不平 衡，出现接地信号，值班人员在断开线路时， 每选断开接地线路，对地电压就发生变化，有 几条线路发生单相接地，三相对地电压就发生 几次改变，若把这些电压有变化的线路停掉， 电网接地消除，这就可判断出是三条或以上同 名相接地故障。 一经试拉开关后，电压变化为Ａ相电压为 地、高压熔丝熔断、二次回路异常。 ２１ｋＶ、Ｂ相电压为２ｌｋＶ、Ｃ相电压为２１ｋＶ，线电 压恢复正常，可判断为所拉开关的线路Ｂ相接 参考文献 地。 【１】省公司关于小电流接地系统处理原则和流程 ３ 结束语 正确判断和迅速处理３５ｋＶ系统电压异常情 作者简介：潘铁根（１９８５一），男，江苏兴化人，助 况，是变电站现场值班人员必须掌握的基本技 理工程师，变电运行专业技师，保定供电公司变电运 能。为了确保电网系统的安全、稳定、可靠运 维工区东杨运维班主值，主要从事变电运行专业工 行，值班人员应先根据３５ｋＶ系统电压波动的规 作。律判断故障类型，分隔故障范围，依照故障的 轻重缓急分别处理。 根据３５ｋＶ电压异常原因及其危害，处理顺 序依次是：系统谐振、低压熔丝熔断、单相接 ５Ｏ一电早世界