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中性点不接地系统电压不平衡的现象分析


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一  

黼 

前 言 
在变 电站运行值 班 中,对于 中性 点不接地系统值班 员常  会遇到一些 电压 表输出不 平衡 的情况。若对这方面认 识不足 ,  
往 往 会 因为 查找 时 间 过 长 而 耽 误 送

电 ,因 电压 不 平 衡 而 误 认 

信号 ,其它现象均类似于高压保险熔断的情况。   2 当线 路或 带 电设备 上某 点 发生金 属性 接地 时 (   ) 如A 相) ,接地相 与大地 同电位 ,两正常相 的对地 电压数值上升为  线 电压 ,产 生严 重的 中性点位移 。中性 点位 移 电压的方 向与 
接 地 相 电压 在 同 一 直 线 上 ,与 接地 相 电压 方 向 相 反 ,大 小 相  等 ,如 图 2  。

为是 接地情况 而找 不到 问题所在 ,进 而会做 许 多无 用功 ;另 


方面也可能 因为未能及 时找 到接地点 ,而 引起扩大事 故。  

所 以 ,对 这 个 问 题 有 必要 进 行 一 些 分 析 探 讨 。  

1 一般情 况下 电压不 平衡 的分析  .
1 中性 点 不 接 地 系 统 电压 不 平 衡 , 可 能 是 由 于 保 险 烧  )

断而造成 ,即高压 保险 熔断 ,熔 断相 电压 降低 ,但不 为零 。   由于P还会 有一定 的感应 电压 ,所 以其 电压并不为零 而其余  T 两相为正 常电压 ,其 向量 角为 1 0 ,同时 由于断相造 成三   。 2
相 电压 不 平衡 ,故 开 口三 角 形 处 也 会 产 生 不 平 衡 电压 ,即 有 

零序 电压 ,例 如 :C 相高压保 险烧断 ,矢量合成结 果见 图l,   零序 电压 大约 为 3V 右 ,故 能起 动 接地 装置 ,发 出 接地  3左
信 号。  
U  b

图2 A相 接 地 时 电压 向量 图   

特 别值 得 注意 的 是我 们 所 说 的接 地 并 不 单 指 线 路 接 
地 , 当 线 路 拉 路 检 查 后 仍 未 能 消 除 接 地 故 障 ,则 应 怀 疑 到 

本站 设备 有接地 ,例 如避 雷 器、 电压 互感 器、甚 至变压 器 
3o U 

接 地 。 由 于 没 有 充 分 重 视 接 地 问 题 ,未 按 规 程 执 行 ( 地  接

图1 C相 断 相 时 电压 向量 图   

两小 时仍未消 除则 要停 下主变压 器 ) ,曾使长 塘变 电站 主变 
压 器烧 毁 。  

变 电站低压保险熔 断时 ,与高压保 险之不同在 于: 三  一次
相 电压 仍 平 衡 ,故 开 口三 角 形 没 有 电压 ,因 而 不 会 发 出接 地 

综合 以上三种情 况 ,可总结 出中性点 不接地系统 电压表 
所反映不平衡 电压 时的故 障区别如表 1  。

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U  a

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U  b

C 相接地  C 相高压  保 险熔 断 

线 电压  相 电压 

线 电压 

O  

有 
图4 正 常情 况 下 P 电 压 向量 图 T  

相电压  降低很 多 

有 

A  

C相 电压低  相 电压  保 险熔 断 

相电压  降低很 多 

无 

O  

2 P 电压不 平衡输 出分 析  . T
1 )迁安胜 科热 电有 限公司变 电站 1 kP 由原来 的J Z  OVT DJ 型 电压 互感 器改 为 :将其一、二次 中性点 由原直 接接地改为  串联一台JJ 电压 互感器 (2 D型 T )的一次 绕组接地 ,其正确接 
线 如 图3 示 。 所  

图5  A相 接地 时 P T电压 向 量 图 

3 P 接线错 误 引起 电压表 错误 反映分 析  . T
经 P接 地后 ,其接地 时所 反映 的则不 同于上述所 分析 , T   其三相 电压仍 平衡 ,且 为三相相 电压 。故障所 表现 的现象 :   ” OV 1 k接地 ”光字牌亮 ,不能复 归,但1 K三相绝缘监视 电压  Ov 表 平衡且 均为6V k,值 班 员测 量二次 电压 ,P 开 口三角处 为  T

A  

5 V o O 、U一1 O 、U一1 O ,联系拉路检查 ,检查无  1 、U一2V b OV   O V
线路接地 。针 对这种 电压表 不能反映接地情况 的怪 现象 ,查  找原 因 ,发现了问题所 在 ,造成 这种表计错误反映 的原 因是 

T  

二次 接错 线 ,如图 6所 示。其三相 电压表分别接在 互感 器二  次 的a x,b x,C X上 ,在正 常情况下 ,中性点X由于三相  —   -   -   
电压 平衡 而等于零 ,故 三相 电压 表为相 电压 ,其向量图见图  7。而 当发生接地时 ,如A 相金属性接地时 ,其电压反映就不 
正确 了 ,那 么 B 电压 表 为 b x的 电压 ,因 为 U一一 ,pv一  相 -      , p 
图3 P   T正 确 接 线 图 

£ 一U~  ,     一相 电压 ,V— U u  一 U~  , 相 电压 , 向量 图 如    一 图 8。故 三 相 电压 表 仍 平 衡 ,且 均 为 相 电压 , 而 此 时 能 发 出 

此种接线 的 目的是为 了防止系统发生单相接 地或其它原  因使 电压 互感 器铁芯饱合 ,引起谐振 过 电压 ,保险 易熔断 。  

接地 信号 ,因为接地信 号继 电器接在 t 圈上 ,取代 以往 接    线 在开 口三 角形处 ,而U有5V   0 左右的零序 电压 ,线圈两端因有  电压 而动作 ,故能 发出接地信号 ,但 却不能在三相 电压 表中  反 映出来 ,且 接地未消 除前 接地信号 不能复 归。 由此 可见 ,   在改为P 接地 时,应保证接线准 确无误 ,以免造成 三相 电压  T
表误指示。  

在改为经P 接地前的很长一段 时间内 ,1 kP 烧 断多次 ,而  T OVT
改接后其保险一直未被烧 断过。   2 )在 以前 的二次接 线中,正常情况下 ,电压 互感器二次  侧 a o - 、C O 别接入相对 地绝缘监视 电压 表 ,零序 电  — ,b o - 分 压 断 电器接在t互感器 二次 侧X- 间。采用这种 接线 ,正 常     0 情况下 ,T互感器只反 映正序 电压 、[、 , (   7    电压 向量图    见 图4 ,三 相 电压大小相 等 ,相位 差1 0 ,中性点 电位 为  ) 2o 零 ,也就是 U一O   。而A 相金属性接地 时 ,向量图如 图5 所示 ,   即: 一U一 ,此时零序继 电器Y两端有 电压 ,即可发出接地    。 J

A  

T  

信号 ,而b 电压表反映的数值应为V       / U, 相   +U 一u 一U 一、     
即等 于线 电压 ,C 电压 表V一U+U一 一、 了 U 等于线  相        厂   也
电压 。  
图6 P 错 误 接 线 图   T  

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U  a

保险击穿 ,使得二次绕组b 相单相短路。 由于二次回路单相短 
路 电流 小 ,且 接 地 的 b 与 地 同 电位 ,因 此 ,b 端 电压 接 近  相 相

于零 ,故b 相输 出为零 ;由于一 次系统是 中性点不接地 系统 ,   电压互感器一次绕组虽然 中性点接地 ,但没 有零序 电流流通 ,   因此 ,二次绕组 的零序 电流便在铁芯 中激励起零序磁通 ,零序  磁通感应一个零序 电势t o使得原来对称 的三相 E ̄ 8、 、 } , k g ,      变成 不对称的三相 E ̄ 8 、U 、 g ,      ,EA 相 电压升为线  P 、c

电压 ,B 为 零 , 电压 向 量 图 如 图 1 所 示 。 当取 下 Y D ,中 相 O R后   性 点 接 地 即 消 除 ,电压 恢 复 平衡 。  

图8 A相 接 地 时 P   T电压 向量 图 

4 电压 互感 器 中性 点 击 穿保 险 击穿 后 出现 的 不  .
平 衡 电 压 分 析 
采用三相 五柱 电压 互感器构成 绝缘监视装置 ,如 图 9所 
示 。 一 次 系 统 一 相 接 地 时 ,接 于 接地 相 的 电压 互 感 器 高 压 绕 

组被短路 ,对于该相的二次绕组输 出 电压等于零 ,开 口三 角   绕组有不平衡 电压输 出 ,接地继 电器XJ J 励磁 ,绝缘监视装置  发 出一次系统接地信号 。 般情 况下 ,这套装置 能准确的 发    现 次 系统接地故 障和 判别发生故障的相别 。但 是这种绝缘  次系统接地 
J  

图9 三 相五 柱 电压 互 感器 接线 图 

监视装置有 时也会 发出错误 的信 号 ,并会造成

假象。报6v K母线接地 ,U一32V b ,U一32V d .k ,U—O c .k ,依次拉  开各条出线开关接地未消除 ,再将所有 出线全 部拉开 ,接 地 

也消除。检查P ,发现B T 相高低压保险均熔断。更换好P保 险  T
后 ,A 电压为 6 k,相 为O 相 为64V 相 .V 4 B ,C .k,再次检 查保 险完 
好 ,怀 疑 变压 器 等 设 备 接 地 ,退 出 变压 器运 行 ,然 后 用 摇 表  测 绝 缘 情 况 :变 压 器 、P 等 均 无 、题 ,为 什 么 会 出现 这 种 现  T 口 ] 象 ,经过 对 P 进 行 仔 细 检 查 分 析 ,终 于 找 到 问题 之 所 在 ,分  T 析如下 :  
u  

『  

从图 9可看 出 ,P - 次接线 的特 点是 一采 用B 接地方  T 相 式 ,而中性点是经地一个击 穿保 险J D R 接地。从故 障经过可看 

图 1   中性 点 穿保 险J D 穿 时 的 电压 向量 图  O R 击

出 :① 第一 次 电压 不平衡 (  ,而其 余两 相并不 升高 )  u一O ,
既不象接地现象 ,也不象高压保 险熔断现象 ,因为若高压保 
险熔 断 ,B 应 有一 定 的感 应 电压 ,只 能 是高 、 低 压 保 险 均 熔  相

结 论 
由 上 述 几 种 分 析 可 看 出 ,设 备 运 行 过 程 中 ,应 分 析 各 种 

电压不平衡情 况 ,做到分析判断准确 ,处 理及 时 ,才能保证  设备 的安全运 行。在改接线过程 中,应注 意接线正确 ,否则 

断才会是这样 ,检 查果然如此 ;② 保险换 好后 ,三相 电压 变 
为U一64V b 0 c .k ,又 变为 典型的接地现 象 ,然    .k ,U- ,U一6 V 4 而所有 出线已拉开 ,用摇表摇测变压器 ,6V k母线及 P 本身均  T 未发现有接地。之所 以会 出现这种现 象 ,是 因为 中性 点击穿 

将会使运 行人员误判断 ;对接地不 消失的情况 ,运行人 员应 
引起 充分 注意 ,否则会误认为误 发信 号而造成误判 断而延 误  了故障排除 ,甚至会造成设备和人身的伤害。蠢 

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