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变电站10kV母线电压异常分析与处理
作者：周健
来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第10期
摘 要：变电站内10kV母线电压异常是较为常见的现象。2015年4月2日，35kVXXX电站10kV II母电压异常，本文通过现场分析10kV母线电压异常原因，并探讨了相关防范措施，为相关从业人员提供参考。
关键词：10kV母线；电压异常；防范措施 1 引言
10kV母线电压运行异常主要包括二次电压回路异常、低压保险熔断、单相接地故障、谐振等原因，当母线电压运行异常时，在故障中找到以上的单一原因，有利于处理异常，提高效率。如果故障没有上述明显特征，则应全面观察和分析，找到故障处理的着手点。 2 10kV母线电压异常现场情况分析 2.1 基本情况
4月2日15时35分左右，10kV XX线308线路发生C相接地故障，造成10kVI母电压A相为10.32kV、B相为10.49kV、C相为0.14kV；10kV II母电压A相为6.17kV、B相为5.87kV、C相为11.96kV。 2.2 现场检查
对3X24TV的二次保护、计量电压与3X14TV的二次保护、计量电压进行核相无异常，对3X24TV的开口三角电压进行测量为1.3V也无异常。
对3X24TV的二次保护、计量及开口三角电压的端子排接线情况，特别是接地情况进行检查，结果正确无误。
从开关柜后面，对TV本体进行检查发现3X24TV为XX互感器集团公司，型号为JDZX10-10，其接线方式如图1所示。 3 10kV母线电压异常原因分析 3.1 理论分析
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经检查发现3X24TV为抗铁磁谐振的4PT型式的电压互感器，如图1所示，这种电压互感器零相的两个二次绕组，系统正常运行时，三相电压对称，PT一次绕组中性点O电位为0，即零相绕组不承受电压，二次绕组输出电压也为零。 3.1.1 零相电压UON分析
一旦系统发生单相接地，以C相为例，可从以下两个方面分析：①从负荷侧向系统来看，C相电压Uco头端接地电压为零，但未对其对称运行造成破坏，这种情况下Uco大小、方向不变，系统中性点零电位变为-Uco；②从系统侧向负荷情况来看，C相PT和零相PT并联于接地点D和PT中性点零之间，二者通过感应C相所产生的电势大小。因此，PT中性点零电压方向与Uco相反，大小为相电压，A、B、C三相绕组对中性点O电压不变。 3.1.2二次电压情况分析
在确保接线正确前提下，一旦系统出现单相接地，以C相为例，额定电压为
Uon=100/√3；Udadn=100/1。PT中性点零电压方向与Uco相反，大小为相电压，A、B、C三相测量电压值分别为下列公式所示： Uon=-Uco
Uan=Uao+Uon=100V Ubn=Ubn+Uon=100V Ucn=Ucn+Uon=0
绕组dadn主要作用是为绝缘监测装置提供10kV电压，与其他类型互感器相比，这种电压互感器虽多了一个二次绕组，但外部接线情况更易被工作人员接受，仅需引出n点的一根接地领先，即可为供星型绕组和绝缘监视绕组提供服务。
综上，针对3X24TV二次电压异常，初步确定原因为：零序电压互感器在组装时，本体二次绕组呈极性反接，故在系统电压处于正常状态下时，A、B、C三相平衡，中性点电压接近为零；以C相为例，若发生金属性接地故障，零相绕组极性反接向量情况如下： Uon=Ucn
Uan=Uao-Uon=100/√3 Ubn=Ubo-Uon=100/√3 Ucn=Ucn-Uon=2×100/√3=116
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即，接地相C相对地电压升高为2倍相电压，大于（接近于）线电压，非接地相A、B相对地电压为相电压。
综上可知，3X24TV二次电压异常情况为零序电压互感器组装时，本体二次绕组极性反接。
3.2 模拟接地法验证
利用继电保护测试仪在3×24TV一次绕组的UAN、UBN、UCN分别加10V、10V、0V电压，UAN与UBN间夹角为60°模拟一次C相单相接地，具体如下：
①改线前，所测二次绕组电压Uan=0.055V、Ubn=0.056V、Ucn=0.112V，Uon=0.056V，此种情况与3×24TV单相接地时，异常情况相符；
②改线后，所测二次绕组电压Uan=0.101V、Ub=0.100V、Uc=0.000V，Uon=0.056V，此种情况与3×24TV单相接地时，正常情况相符。
综上可知，为零序电压互感器组装时，本体二次绕组极性反接。 3.3 总结
①在系统正常运行时，零相绕组无电压，3X24电压互感器所表现出的二次及开口三角电压与正（下转第121页）（上接第118页）常情况一致，很难发现其缺陷，当系统发生接地后，才会将问题暴露出来，隐蔽性强；
②3X24TV二次电压异常为零序电压互感器组装时，本体二次绕组极性反接所导致的，更改本体二次绕组o端与n端接线后，3×24TV恢复正常接线方式。 4 10kV母线电压异常处理
①新投运的抗铁磁谐振电压互感器前，应详细了解所用产品的原理、接线方法，严格按照厂家要求接线；
②零序电压互感器绕组与主绕组要头尾串接，极性不能接反，不然发生单相接地时，二次电压会反映出异常情况。
③10kV系统采用4TV接法的电压互感器可能会因考虑不周而造成接线错误，为此要加强验收管理，及时发现并消除设备隐患。 5 结语