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• 關鍵詞：                                                                電壓互感器                                                                母線電壓不平衡

• 摘要：6KV系統配電裝置中的電壓不平衡現象進行分析判別，對造成母線電壓不平衡的原因進行分析總結

在發電廠的高壓廠用6KV系統配電裝置運行中，經常會發生高壓廠用母線電壓不平衡的異常現象，導致高壓廠用母線電壓不平衡的原因主要有母線接地、高低壓保險熔斷及發生電壓諧振等等，本文就發電廠的高壓廠用6KV系統配電裝置中的電壓不平衡現象進行分析判別，對造成母線電壓不平衡的原因進行分析總結。

1、前言

在發電廠的高壓廠用6KV系統配電裝置運行中，經常會發生母線電壓不平衡的異常情況。若我們對這方面認識不足，往往會因為查找時間過長而影響設備的安全運行，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廠用6KV系統電壓不平衡，可能是由于保險燒斷而造成，即PT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，其向量角為1200，同時由于斷相造成三相電壓不平衡，故測量PT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，零序電壓大約為33V左右，故能起動接地裝置，發出接地信號。

2. 2廠用6KV母線PT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，故測量PT開口三角形處沒有電壓，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。

2．3當廠用6KV母線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。  

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，當母線檢查后仍未能消除接地故障，則應懷疑到母線上的某個負荷有接地，例如廠用高壓電動機、避雷器、電壓互感器、甚至低壓廠變壓接地。對于接地故障的處理要嚴格按照規程的規定執行（接地故障的查找時間不超過兩小時），若不能及時處理則會使單相接地演變為相間接地，導致事故擴大。

3、母線系統發生鐵磁諧振造成的電壓不平衡現象分析

母線系統發生的鐵磁諧振有并聯鐵磁諧振和串聯鐵磁諧振兩種。并聯鐵磁諧振是指中性點不接地系統或小電流接地系統中，母線系統的對地電容與母線電磁電壓互感器（一次中性點接地）的非線性電感組成諧振回路。串聯鐵磁諧振是指大電流接地系統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系統一般都是采用中性點不接地系統，因此本文只討論高壓廠用6KV系統發生并聯鐵磁諧振引起的電壓不平衡。

有兩種情況會容易引起高壓廠用6KV系統的電壓互感器發生鐵磁諧振：第一種是電源對只帶電壓互感器的空母線突然合閘；第二種是發生單相接地。在這兩種情況下，電壓互感器都會出現很大的激磁涌流，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。經常發生的諧振是基波諧振和分頻諧振。根據運行經驗，當電源向只帶有電壓互感器的空母線突然合閘時易產生基波諧振；當發生單相接地時易產生分頻諧振。

發生鐵磁諧振時由于電源電壓中的零序分量及高次分量的存在，也會出現接地信號，但系統中實際并無故障點。此時三相對地電壓的變化與接地時的現象截然不同。

4、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。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，這套絕緣監視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的假象。例如廠用６KV五段就發生了這種現象，廠用６KV五段發“6kV母線接地” 報警信號，從絕緣監察表可以看到：Ua＝3.2kV，Ub＝0，Uc＝3.2kV，現場檢查未能發現明顯的接地點，依次拉開母線上的各個負荷開關接地并未消除，檢查母線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PT保險完好，懷疑高廠變低壓側接地，退出高廠變運行，然后用搖表測絕緣情況：變壓器、母線等均無問題，為什么會出現這種現象，經過對PT進行仔細檢查分析，終于找到問題之所在，分析如下：PT二次接線的特點是：采用B相接地方式，而中性點是經過一個擊穿保險JRD接地。從故障經過可以看出：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；②保險換好后，三相電壓變為Ua＝6.4kV，Ub＝0，Uc＝6.4kV，又變為典型的接地現象，然而母線上的負荷均已拉開，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，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 ko,使得原來對稱的三相電壓 a、 b、 c變成不對稱的三相電壓 ′a、 ′b、 ′c，即A、C相電壓升為線電壓，B相為零。當取下JRD后，中性點接地即消除，電壓恢復平衡。

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。當出現母線電壓異常情況時，運行值班人員要通過對中央信號裝置、絕緣監視裝置、電壓表、電流表、功率表、現場巡視等綜合判斷，找出原因所在，及時排除故障，確保設備正常運行和供電的可靠。