某風(fēng)電場(chǎng)12kV母線電壓不平衡分析與處理

摘要：某風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量75MW，主變低壓側(cè)電壓等級(jí)為12kV，為單母分段運(yùn)行方式，風(fēng)電場(chǎng)自2015年至今12kV兩段母線三相相電壓出現(xiàn)不平衡情況，導(dǎo)致12kV母差保護(hù)裝置PT斷線報(bào)警，母差保護(hù)退出運(yùn)行。本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)分析、試驗(yàn)、排查，徹底將該問(wèn)題解決。

關(guān)鍵詞：母線電壓，不平衡

0前 言

某風(fēng)電場(chǎng)共安裝50臺(tái)風(fēng)機(jī)，容量為75MW，分兩期建設(shè)。一期33臺(tái)AW77/1500風(fēng)機(jī)直接通過(guò)六條12kV匯流線路至升壓站12kV#5母線，17臺(tái)UP77/1500風(fēng)機(jī)通過(guò)箱變升壓至12kV，通過(guò)4條匯流線路至升壓站12kV#4母線。兩條12kV母線為單母分段運(yùn)行，風(fēng)電場(chǎng)12kV系統(tǒng)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，在無(wú)故障的情況下母線三相電壓會(huì)保持三相對(duì)稱，自2015年以來(lái)風(fēng)電場(chǎng)12kV系統(tǒng)一直處于三相電壓不平衡狀態(tài)，B相電壓最高，AC兩相偏低，B相與其他兩相電壓偏差最大時(shí)約為1000伏（圖1），導(dǎo)致12kV母差保護(hù)裝置TV斷線報(bào)警。

1 原因分析

根據(jù)上述問(wèn)題，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)一次電氣系統(tǒng)圖接線方式以及PT測(cè)量回路原理圖分析，可能有以下原因，造成12kV電壓不平衡。

1.1二次測(cè)量回路、一次保險(xiǎn)存在問(wèn)題

懷疑由于二次測(cè)量回路或一次保險(xiǎn)存在問(wèn)題，導(dǎo)致壓降的，出現(xiàn)偏差。

1.2 12kVPT存在問(wèn)題

可能PT繞組存在問(wèn)題，導(dǎo)致測(cè)量電壓出現(xiàn)偏差[1]。

1.3 110kV系統(tǒng)電壓可能存在偏差

分析可能系統(tǒng)電壓存在偏差，導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)12kV母線電壓存在偏差。

1.4 兩臺(tái)110kV主變存在問(wèn)題

分析可能兩臺(tái)主變繞組、變比存在問(wèn)題，導(dǎo)致主變12kV低壓側(cè)電壓出現(xiàn)偏差。

1.5 主變低壓側(cè)至低壓側(cè)開(kāi)關(guān)的母排及避雷器出現(xiàn)問(wèn)題

主變低壓側(cè)至低壓側(cè)開(kāi)關(guān)的母排為敞開(kāi)式母排，附件主要有絕緣瓷瓶、避雷器等，懷疑可能由于母排絕緣瓷瓶性能下降或避雷器性能降低導(dǎo)致母排對(duì)地絕緣不足，產(chǎn)生爬電[2]。

1.6 12kV開(kāi)關(guān)室小車開(kāi)關(guān)母排存在問(wèn)題

12kV開(kāi)關(guān)室內(nèi)兩排小車開(kāi)關(guān)之間通過(guò)母排進(jìn)行連接，母排安裝有支撐絕緣瓷瓶，懷疑可能由于母排支撐絕緣瓷瓶性能下降，導(dǎo)致對(duì)地絕緣不足，產(chǎn)生爬電。

2.問(wèn)題排查情況

通過(guò)對(duì)二次測(cè)量回路、一次側(cè)熔斷器進(jìn)行測(cè)量，回路電阻以及熔斷器直阻均正常。

對(duì)12kV5-9PT本體進(jìn)行檢查，5-9PT一次側(cè)經(jīng)過(guò)一次消諧裝置接地，測(cè)量對(duì)地電阻約為7.4MΩ，5-9PT一次中性點(diǎn)對(duì)地為浮空狀態(tài);測(cè)量PT的變比正常（顯示A相1a-1n為119.87 ?2a-2n為119.90 ?B相1a-1n為119.85 2a-2n為119.9 C相1a-1n為119.85 2a-2n為119.89）。將PT本體與二次端子排斷開(kāi)，在PT本體上加額定電壓（7kV），在二次插件上測(cè)量ABC三相的1a-1n、2a-2n線圈的電壓均為60V左右，三相電壓平衡，排除PT本體的問(wèn)題。

在全場(chǎng)送電過(guò)程中，操作至110kV母線時(shí)，經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)110kV母線相電壓和線電壓均平衡。

利用全場(chǎng)停電預(yù)試期間對(duì)兩臺(tái)主變做直阻、變比、耐壓試驗(yàn)均合格，排除了主變出現(xiàn)問(wèn)題的可能。

對(duì)主變低壓側(cè)至低壓側(cè)開(kāi)關(guān)的母排進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)明顯爬電現(xiàn)象;對(duì)主變低壓側(cè)避雷器進(jìn)行絕緣電阻、直流1mA電壓U1mA及0.75U1mA下的泄漏電流試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)異常。

對(duì)12kV開(kāi)關(guān)室內(nèi)母排進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)母排存在明顯放電聲音，初步懷疑母排支撐絕緣瓷瓶存在問(wèn)題。

3.處理過(guò)程

3.1 5-9PT一次消諧裝置問(wèn)題

由于5-9PT采用一次消諧，一次側(cè)中性點(diǎn)一次消諧裝置短接并直接接地，有可能造成中性點(diǎn)漂移引起的母線電壓不平衡。根據(jù)實(shí)際情況，將5-9PT一次消諧裝置拆除，改為二次消諧。

3.2 12kV小車開(kāi)關(guān)室母排問(wèn)題

對(duì)12kV#5母線進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，橫跨母線的A相橫向支撐絕緣子在加壓到16kV時(shí)開(kāi)始有放電現(xiàn)象，B相和C相在加壓到24kV時(shí)開(kāi)始放電現(xiàn)象，拆除A相橫向支撐絕緣子后，在母線上重新加壓到額定電壓（7kV）測(cè)量二次電壓為A相電壓32V左右，B相和C相電壓26V左右（額定電壓應(yīng)該在60V左右），此時(shí)電壓不平衡換相，判斷故障點(diǎn)在橫向支撐絕緣子處。繼續(xù)將B相和C相橫向支撐絕緣子拆除后加壓測(cè)量電壓值仍然為A相電壓最高，B相和C相電壓較低，懷疑為#5母線橫跨母線及絕緣子灰塵較多導(dǎo)致母線對(duì)地絕緣不一致以致母線電壓有偏差。清理母排灰塵、更換絕緣子后重新加壓測(cè)量PT二次電壓A相59.3V，B相電壓59.8V和C相電壓59.4V三相電壓平衡。

對(duì)#4母線4-9PT進(jìn)行變比試驗(yàn)變比正常，對(duì)#4母線加壓測(cè)試時(shí)加到16kV時(shí)4-9PT柜中的絕緣子開(kāi)始放電有放電現(xiàn)象，此絕緣子未與母線連接，與母線有一定的間距未起到支撐作用。將三個(gè)絕緣子拆除后加耐壓正常，將#4母線加到額定電壓（7kV）后測(cè)量母線二次電壓A相電壓30V左右、B相電壓30V和C相電壓30V三相測(cè)量值電壓平衡，但是測(cè)量值與額定值有較大的偏差，通過(guò)查找二次接線發(fā)現(xiàn)PT二次側(cè)接地線松動(dòng)，緊固接地線后測(cè)量電壓A相電壓59.2V，B相電壓59.3V和C相電壓59.5V三相電壓平衡。

排除以上問(wèn)題后，12kV電壓恢復(fù)正常，查看12kV母差保護(hù)裝置，TV斷線報(bào)警消除，裝置恢復(fù)運(yùn)行。

4.結(jié)論

本文對(duì)12kV母線電壓不平衡問(wèn)題進(jìn)行了詳解分析研究，針對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析，并根據(jù)分析進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查處理，最終解決問(wèn)題，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員判斷、處理問(wèn)題具有很強(qiáng)的實(shí)際指導(dǎo)意義。

5.參考文獻(xiàn)

[1]唐崇年. 電力互感器故障綜合測(cè)試診斷技術(shù)的研究和應(yīng)用[D].華北電力大學(xué)，2012.

[2]鐘建業(yè).10kV線路避雷器故障研究及處理辦法[J].電子測(cè)試，2021（05）：111-112.

作者簡(jiǎn)介：李占龍（1990.5-），男，助理工程師，主要研究方向：風(fēng)電檢修管理、運(yùn)維管理、故障處理等。