某電廠110kV回路三相電流不平衡現(xiàn)象分析

周 娟

（中國(guó)石油玉門油田分公司水電廠，甘肅酒泉 735000）

0 引言

電力系統(tǒng)中的三相電壓或三相電流不平衡嚴(yán)重影響系統(tǒng)的運(yùn)行。在傳輸線中，由于架空線與地面之間的不對(duì)稱，使得線路正常運(yùn)行時(shí)三相電壓和電流參數(shù)不平衡，嚴(yán)重的不平衡度甚至?xí)斐删薮蟮奈：?。例如，增加電網(wǎng)中的線路損耗，影響電氣設(shè)備（如電機(jī)等）的正常運(yùn)行，從而導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱和振動(dòng)，變壓器磁通泄漏和局部過熱，各種保護(hù)裝置和自動(dòng)設(shè)備誤動(dòng)作。

1 系統(tǒng)運(yùn)行及異常情況

1.1 系統(tǒng)運(yùn)行情況

該電廠目前運(yùn)行著3 臺(tái)發(fā)電機(jī)，其中1#和2#為發(fā)變組，1#主變、2#主變35 kV 側(cè)與新35 kV 母線連接，2#主變110 kV側(cè)與110 kV 甲母線連接，3#主變110 kV 側(cè)與110 kV 乙母線連接、35 kV 側(cè)與老35 kV 母線連接，新、老35 kV 母線之間有一聯(lián)絡(luò)線，110 kV 甲、乙母之間有1100#分段開關(guān)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)形成環(huán)網(wǎng)狀態(tài)。

1.2 異常情況

2019 年1 月28 日以前運(yùn)行一直正常。1 月28 日0 時(shí)54分廠II 回路的B 相電流突然減小，廠Ⅰ的B 相電流相繼增加，就地檢查廠I 和廠II 兩回路開關(guān)正常，電流互感器無異常，保護(hù)裝置報(bào)“A 相TA 斷線”、“B 相TA 斷線”、“C 相TA 斷線”，持續(xù)幾小時(shí)后又恢復(fù)正常，相同現(xiàn)象連續(xù)幾天相繼出現(xiàn)。

2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及初步分析

2.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

根據(jù)運(yùn)行反應(yīng)，通過數(shù)據(jù)調(diào)取，對(duì)110 kV 廠雙回路電流出現(xiàn)三相不平衡，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算見表1。

從表1 看出，廠I 回路電流不平衡度在60%左右，廠II 回路電流不平衡度在150%左右，電流不平衡現(xiàn)象比較嚴(yán)重。

2.2 初步分析

在發(fā)生電流不平衡現(xiàn)象后，通過電氣測(cè)試，測(cè)量出廠Ⅱ的121#開關(guān)接觸電阻值較大。停電檢查，沒有放電痕跡；檢查開關(guān)二次回路正常；SF6斷路器內(nèi)氣體壓力為0.6 MPa，符合設(shè)備廠家設(shè)計(jì)要求；檢查開關(guān)操作機(jī)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)存在卡澀現(xiàn)象，對(duì)其開關(guān)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行了潤(rùn)滑處理，消除卡澀現(xiàn)象；檢查開關(guān)跳合閘機(jī)構(gòu)，并對(duì)其接觸行程進(jìn)行調(diào)整，由原先的25 mm 進(jìn)行調(diào)整了約2～3 mm，合、跳斷路器確認(rèn)其正常狀態(tài)；對(duì)開關(guān)接觸電阻進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)量，測(cè)量方式為開關(guān)每分合一次測(cè)量一次，測(cè)量數(shù)據(jù)均在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)35 μΩ 以下。

通過上述檢查可以排除由于回路接觸不良引起的三相電流不平衡的可能。

表1 不平衡電流及不平衡度

3 不平衡電流分析

3.1 三相不平衡常見原因分析

（1）大功率負(fù)荷的接入。隨著越來越多類型電氣設(shè)備的廣泛應(yīng)用，大功率設(shè)備正在逐漸增加，并且這些設(shè)備的打開和關(guān)閉時(shí)間是不規(guī)律的。當(dāng)這些裝置打開時(shí)，它們將破壞三相平衡狀態(tài)，到關(guān)閉時(shí)又會(huì)返回平衡狀態(tài)。并且，用戶根據(jù)自己的需要增加大功率負(fù)載，這是無法控制的。因此，大功率設(shè)備的突然打開和不可控制的增加也是發(fā)生三相不平衡的原因之一。

（2）負(fù)載分配不均勻。三相不平衡最常見最合理的原因是負(fù)載分配不均勻，當(dāng)A、B、C 三相負(fù)載不均勻分布時(shí)就會(huì)引起三相不平衡。在這種情況發(fā)生時(shí)，通過調(diào)整負(fù)荷分配的方法，將電流高的相上的負(fù)荷可以合理的轉(zhuǎn)移到其他兩相。

（3）用電負(fù)荷隨機(jī)變化。用電負(fù)荷通常由單相負(fù)載為主，即使A、B、C 三相的負(fù)荷均勻分配，也無法保證連接到三相的電氣設(shè)備同時(shí)開啟或關(guān)閉。這種情況時(shí)，負(fù)荷隨機(jī)變化無法預(yù)測(cè)的，根據(jù)三相電流曲線，A、B、C 三相電流有時(shí)一相電流大，有時(shí)兩相電流大，沒有規(guī)律性，在這種情況下，只有加裝自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置才可以解決。

（4）外力因素導(dǎo)致三相不平衡。外力因素也可能造成配電網(wǎng)中的三相不平衡，主要包括以下3 方面：①采集器和計(jì)量設(shè)備出現(xiàn)問題，采集的數(shù)據(jù)有明顯的不平衡現(xiàn)象，但現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得實(shí)際的電壓和電流是正常的，可以檢查采集器接線是否有松動(dòng)等現(xiàn)象引起三相不平衡；②季節(jié)性因素和臨時(shí)用電影響；③其他外力因素，如斷線故障等。

3.2 進(jìn)一步分析

（1）對(duì)廠II 回路斷路器進(jìn)行大修后，線路運(yùn)行正常，電流不平衡現(xiàn)象依然出現(xiàn)，故排除開關(guān)及觸頭造成不平衡電流的現(xiàn)象。

（2）對(duì)出現(xiàn)電流不平衡現(xiàn)象數(shù)據(jù)再分析，發(fā)現(xiàn)多次出現(xiàn)電流不平衡時(shí)，油II 回路負(fù)荷在之前有所調(diào)整，故不排除出現(xiàn)用電負(fù)荷隨機(jī)變化無法預(yù)測(cè)導(dǎo)致三相不平衡。

（3）油II 回路與廠II 回路B 相導(dǎo)線距離比較接近，不排除同母線雙回路運(yùn)行時(shí)存在相互影響導(dǎo)致電流不平衡現(xiàn)象。

（4）運(yùn)行方式問題。整個(gè)新、老廠35 kV 通過2#、3#主變與110 kV 系統(tǒng)聯(lián)接，新老廠35 kV 通過聯(lián)絡(luò)線聯(lián)接，形成35 kV系統(tǒng)雙回路閉環(huán)運(yùn)行，在出現(xiàn)電流不平衡期間，當(dāng)斷開1100#分段開關(guān)，電流立即恢復(fù)正常。故不排除運(yùn)行方式影響三相電流不平衡現(xiàn)象。

4 結(jié)束語

（1）輸電線路的不平衡電流受線路運(yùn)行狀態(tài)和線路潮流分布的限制極大。

（2）環(huán)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，電流不平衡現(xiàn)象會(huì)增大。

（3）線路負(fù)荷的變化也是出現(xiàn)三相電流不平衡的原因之一。

（4）電廠與系統(tǒng)之間的連接方式對(duì)不平衡電流也有較大影響。

總而言之，三相不平衡既會(huì)影響配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，又會(huì)影響供電質(zhì)量。