在發(fā)電廠的高壓廠用6kv系統(tǒng)配電裝置運(yùn)行中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生高壓廠用母線電壓不平衡的異?，F(xiàn)象，導(dǎo)致高壓廠用母線電壓不平衡的原因主要有母線接地、高低壓保險(xiǎn)熔斷及發(fā)生電壓諧振等等，本文就發(fā)電廠的高壓廠用6kv系統(tǒng)配電裝置中的電壓不平衡現(xiàn)象進(jìn)行分析判別，對(duì)造成母線電壓不平衡的原因進(jìn)行分析總結(jié)。
1、前言
在發(fā)電廠的高壓廠用6kv系統(tǒng)配電裝置運(yùn)行中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生母線電壓不平衡的異常情況。若我們對(duì)這方面認(rèn)識(shí)不足，往往會(huì)因?yàn)椴檎視r(shí)間過長(zhǎng)而影響設(shè)備的安全運(yùn)行，因電壓不平衡而誤認(rèn)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?yàn)槲茨芗皶r(shí)找到接地點(diǎn)，而引起擴(kuò)大事故。所以，就這個(gè)問題有必要進(jìn)行一些分析探討。
2、一般情況下電壓不平衡的分析
２．１ 廠用6kv系統(tǒng)電壓不平衡，可能是由于保險(xiǎn)燒斷而造成，即pt高壓保險(xiǎn)熔斷，熔斷相電壓降低，但不為零。由于pt還會(huì)有一定的感應(yīng)電壓，所以其電壓并不為零而其余兩相為正常電壓，其向量角為1200，同時(shí)由于斷相造成三相電壓不平衡，故測(cè)量pt開口三角形處也會(huì)產(chǎn)生不平衡電壓，即有零序電壓。例如：c相高壓保險(xiǎn)燒斷，矢量合成結(jié)果見圖1，零序電壓大約為33v左右，故能起動(dòng)接地裝置，發(fā)出接地信號(hào)。
２．２ 廠用6kv母線pt低壓保險(xiǎn)熔斷時(shí)，與高壓保險(xiǎn)之不同在于：一次三相電壓仍平衡，故測(cè)量pt開口三角形處沒有電壓，因而不會(huì)發(fā)出接地信號(hào)，其它現(xiàn)象均同高壓保險(xiǎn)熔斷的情況。
２．３ 當(dāng)廠用6kv母線上某點(diǎn)發(fā)生金屬性接地時(shí)(如a相)，接地相與大地同電位，兩正常相的對(duì)地電壓數(shù)值上升為線電壓，產(chǎn)生嚴(yán)重的中性點(diǎn)位移。中性點(diǎn)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。
圖1 c相斷相時(shí)電壓向量圖 圖2 a相接地時(shí)電壓向量
特別值得注意的是在這里所說的接地并不單單指母線接地，當(dāng)母線檢查后仍未能消除接地故障，則應(yīng)懷疑到母線上的某個(gè)負(fù)荷有接地，例如廠用高壓電動(dòng)機(jī)、避雷器、電壓互感器、甚至低壓廠變壓接地。對(duì)于接地故障的處理要嚴(yán)格按照規(guī)程的規(guī)定執(zhí)行（接地故障的查找時(shí)間不超過兩小時(shí)），若不能及時(shí)處理則會(huì)使單相接地演變?yōu)橄嚅g接地，導(dǎo)致事故擴(kuò)大。
２．４ 綜合以上三種情況，可歸納中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)電壓表所反映不平衡電壓時(shí)的故障區(qū)別如表1。
３、母線系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振造成的電壓不平衡現(xiàn)象分析
母線系統(tǒng)發(fā)生的鐵磁諧振有并聯(lián)鐵磁諧振和串聯(lián)鐵磁諧振兩種。并聯(lián)鐵磁諧振是指中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)或小電流接地系統(tǒng)中，母線系統(tǒng)的對(duì)地電容與母線電磁電壓互感器（一次中性點(diǎn)接地）的非線性電感組成諧振回路。串聯(lián)鐵磁諧振是指大電流接地系統(tǒng)中斷路器斷口均壓電容與母線電磁電壓互感器的非線性電感組成諧振回路。由于高壓廠用6kv系統(tǒng)一般都是采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，因此本文只討論高壓廠用6kv系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)鐵磁諧振引起的電壓不平衡。
有兩種情況會(huì)容易引起高壓廠用6kv系統(tǒng)的電壓互感器發(fā)生鐵磁諧振：第一種是電源對(duì)只帶電壓互感器的空母線突然合閘；第二種是發(fā)生單相接地。在這兩種情況下，電壓互感器都會(huì)出現(xiàn)很大的激磁涌流，使電壓感器一次電流增大十幾倍，從而誘發(fā)電壓互感器過電壓。
電壓互感器鐵磁諧振可能是基波（工頻）的，也可能是分頻的，甚至可能是高頻的。經(jīng)常發(fā)生的諧振是基波諧振和分頻諧振。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)電源向只帶有電壓互感器的空母線突然合閘時(shí)易產(chǎn)生基波諧振；當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)易產(chǎn)生分頻諧振。
發(fā)生鐵磁諧振時(shí)由于電源電壓中的零序分量及高次分量的存在，也會(huì)出現(xiàn)接地信號(hào)，但系統(tǒng)中實(shí)際并無故障點(diǎn)。此時(shí)三相對(duì)地電壓的變化與接地時(shí)的現(xiàn)象截然不同。鐵磁諧振與接地現(xiàn)象的異同點(diǎn)如表2所示。
４、電壓互感器中性點(diǎn)擊穿保險(xiǎn)擊穿后出現(xiàn)的不平衡電壓分析
采用三相五柱電壓互感器構(gòu)成絕緣監(jiān)視裝置，如圖3所示。一次系統(tǒng)一相接地時(shí)，接于接地相的電壓互感器高壓繞組被短路，對(duì)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，接地繼電器xjj勵(lì)磁，絕緣監(jiān)視裝置發(fā)出一次系統(tǒng)接地信號(hào)。一般情況下，這套絕緣監(jiān)視裝置能準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)一次系統(tǒng)接地故障和判別發(fā)生故障的相別。但是這種絕緣監(jiān)視裝置有時(shí)也會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤的信號(hào)，并會(huì)造成一次系統(tǒng)接地的假象。例如廠用６kv五段就發(fā)生了這種現(xiàn)象，廠用６kv五段發(fā)“6kv母線接地” 報(bào)警信號(hào)，從絕緣監(jiān)察表可以看到：ua＝3.2kv，ub＝0，uc＝3.2kv，現(xiàn)場(chǎng)檢查未能發(fā)現(xiàn)明顯的接地點(diǎn)，依次拉開母線上的各個(gè)負(fù)荷開關(guān)接地并未消除，檢查母線pt，發(fā)現(xiàn)b相高低壓保險(xiǎn)均熔斷。更換好pt保險(xiǎn)后，a相電壓為6.4kv，b相為0，c相為6.4kv，再次檢查pt保險(xiǎn)完好，懷疑高廠變低壓側(cè)接地，退出高廠變運(yùn)行，然后用搖表測(cè)絕緣情況：變壓器、母線等均無問題，為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象，經(jīng)過對(duì)pt進(jìn)行仔細(xì)檢查分析，終于找到問題之所在，分析如下：從圖3可看出，pt二次接線的特點(diǎn)是：采用b相接地方式，而中性點(diǎn)是經(jīng)過一個(gè)擊穿保險(xiǎn)jrd接地。從故障經(jīng)過可以看出：①第一次電壓不平衡(ub＝0，而其余兩相并不升高)，既不象接地現(xiàn)象，也不象高壓保險(xiǎn)熔斷現(xiàn)象，因?yàn)槿舾邏罕ｋU(xiǎn)熔斷，b相應(yīng)有一定的感應(yīng)電壓，只能是高、低壓保險(xiǎn)均熔斷才會(huì)是這樣，檢查果然如此；②保險(xiǎn)換好后，三相電壓變?yōu)閡a＝6.4kv，ub＝0，uc＝6.4kv，又變?yōu)榈湫偷慕拥噩F(xiàn)象，然而母線上的負(fù)荷均已拉開，用搖表?yè)u測(cè)變壓器，6kv母線及pt本身均未發(fā)現(xiàn)有接地。之所以會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象，是因?yàn)橹行渣c(diǎn)擊穿保險(xiǎn)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，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(tǒng)是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，電壓互感器一次繞組雖然中性點(diǎn)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(lì)起零序磁通，零序磁通感應(yīng)一個(gè)零序電勢(shì) ko,使得原來對(duì)稱的三相電壓 a、 b、 c變成不對(duì)稱的三相電壓 ′a、 ′b、 ′c，即a、c相電壓升為線電壓，b相為零，電壓向量圖如圖4所示。當(dāng)取下jrd后，中性點(diǎn)接地即消除，電壓恢復(fù)平衡。
5、結(jié)論
由上述幾種分析可看出，設(shè)備運(yùn)行過程中，應(yīng)分析各種電壓不平衡情況，做到分析判斷準(zhǔn)確，處理及時(shí)，才能保證設(shè)備的安全運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)母線電壓異常情況時(shí)，運(yùn)行值班人員要通過對(duì)中央信號(hào)裝置、絕緣監(jiān)視裝置、電壓表、電流表、功率表、現(xiàn)場(chǎng)巡視等綜合判斷，找出原因所在，及時(shí)排除故障，確保設(shè)備正常運(yùn)行和供電的可靠。