一起110 kV 變電站10 kV 母線電壓異常故障分析

陳鵬宇，王 晶，周 旭

（國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司文安縣供電分公司，河北 廊坊 065800）

10 kV 線路是農(nóng)村配電網(wǎng)最重要的供電設(shè)施，10 kV 線路故障率直接影響配網(wǎng)的供電可靠性。線路故障排查是對(duì)人員技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、責(zé)任心的全方位考驗(yàn)。配電專責(zé)運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)的提高，一方面靠理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的積累；另一方面是借鑒典型事故案例分析，以發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中的通病或家族性問(wèn)題。本文就文安縣供電分公司一起110 kV 變電站10 kV線路故障處理的過(guò)程，總結(jié)故障查線的經(jīng)驗(yàn)和思路。

1 故障情況說(shuō)明

文安縣供電分公司2 座110 kV 變電站，近幾個(gè)月來(lái)時(shí)常發(fā)生10 kV 母線電壓異常情況。供電所對(duì)母線所帶10 kV 線路進(jìn)行巡視、消缺，采取各種措施查找原因，未能徹底解決。故障情況表現(xiàn)為：線路工業(yè)負(fù)荷增加時(shí)，母線時(shí)常發(fā)生三相電壓不平衡情況，過(guò)段時(shí)間母線電壓又恢復(fù)正常。

2 故障原因排查過(guò)程

110 kV 變電站運(yùn)行單位為市公司，10 kV 線路運(yùn)行單位為縣公司，故障原因查找以供電所為主，以CX 變電站為例，故障原因排查過(guò)程如下：

2022 年2 月26 日11:43 監(jiān) 控 班 報(bào)CX 110 kV變電站10 kV 5 號(hào)母線三相電壓不平衡，A、B、C相電壓分別為10.1 、5.5 、5.1 kV。11:47 通知供電所故障查線CX 站222 龍南線路。 14:03 監(jiān)控班試送222 開(kāi)關(guān)良好。

2022 年2 月27 日7:10 監(jiān)控班報(bào)CX 站10 kV 5 號(hào)母線三相電壓不平衡A、B、C 相電壓分別為9.8 、5.4 、5.2 kV，下令供電所拉路查找。

2022 年3 月3 日23:38 監(jiān)控班報(bào)CX 站10 kV 5 號(hào)母線三相電壓不平衡（A 相：7.65 kV，B 相：4.0 kV，C 相：6.8 kV）令供電所拉路查找。23:40拉開(kāi)CX 站車站線225 開(kāi)關(guān)，信號(hào)復(fù)歸。23:42 通知該所專工查線225 車站線路。3 月4 日2:26 供電所交查線令225 車站線路查無(wú)問(wèn)題，申請(qǐng)恢復(fù)送電。

在此期間，運(yùn)檢部與供電所共同查找故障原因，故障期間CX 站電網(wǎng)潮流圖電壓幅值數(shù)據(jù)A、B、C相分別為8.330 16、7.632 32、2.566 88 kV。

母線電壓不平衡、拉路查線、切除負(fù)荷電壓正常、負(fù)荷增長(zhǎng)電壓又不平衡，反反復(fù)復(fù)幾次。對(duì)5號(hào)母線所帶線路涉及的供電所測(cè)量線路所帶配電變壓器絕緣電阻、消除缺陷，先后耗時(shí)幾天，未能徹底解決母線電壓不平衡問(wèn)題。運(yùn)檢部與供電所決定利用帶電作業(yè)查找故障原因。

此次故障處理過(guò)程中，10 kV 線路N-1 轉(zhuǎn)帶負(fù)荷起到了重要作用。運(yùn)檢部與供電所配合，利用帶電作業(yè)通過(guò)線路負(fù)荷轉(zhuǎn)帶將225 車站線第一分段開(kāi)關(guān)后負(fù)荷切倒至LZ 35 kV 變電站213 線，225 車站線一分段開(kāi)關(guān)以下負(fù)荷自4 日開(kāi)始由LZ 35 kV 站轉(zhuǎn)帶，CX 站225 線路還有1 個(gè)用戶。負(fù)荷切倒過(guò)去之后，LZ 變電站母線電壓平穩(wěn)運(yùn)行正常，CX 110 kV 站5 號(hào)母線電壓仍不穩(wěn)定，3 月6 日對(duì)225車站線一分段前出站電纜和一段用戶電纜做耐壓試驗(yàn)，均無(wú)問(wèn)題。后又將225 車站線1 號(hào)桿電纜接頭解開(kāi)，做好絕緣措施，將225 車站線全部負(fù)荷切倒至LZ 35 kV 變電站，LZ 35 kV 站母線電壓正常，A、B、C 相分別為6.05、6.18 、6.04 kV，運(yùn)行平穩(wěn)，負(fù)荷切走后CX 110 kV 站5 號(hào)母線電壓有好轉(zhuǎn)。

負(fù)荷切到至LZ 變電站后，LZ 變電站電網(wǎng)潮流圖A、B、C 三相電壓幅值分別為5.772 1、5.772 1、5.736 9 kV。

3 故障原因分析

CX 110 kV 站在輕負(fù)荷且負(fù)荷性質(zhì)以生活用電為主的情況下，5 號(hào)母線電壓正常，隨著工業(yè)負(fù)荷增加，電壓開(kāi)始出現(xiàn)異常。

5 號(hào)母線所帶負(fù)荷減少到一定程度，電壓正常。225 車站線負(fù)荷在CX 站時(shí)，5 號(hào)母線電壓異常。將225 車站線全部負(fù)荷切至LZ 站后，LZ 站母線電壓正常。說(shuō)明225 線路正常，不存在造成母線電壓異常問(wèn)題的因素，5 號(hào)母線電壓不平衡，非線路原因造成，應(yīng)該另有原因[1]。

10 kV 母線電壓異常由多種原因引起，如單線接地故障、短線故障、電壓互感器故障、鐵磁諧振等，這些原因已全部排除。后向市公司反映該問(wèn)題，經(jīng)市、縣公司調(diào)控、運(yùn)維人員共同分析，確定故障原因是消弧線圈補(bǔ)償度不當(dāng)。3 月12 日市公司將CX 站5 號(hào)母線原消弧線圈退出，根據(jù)負(fù)荷情況重新整定，安裝新的消弧線圈，母線電壓恢復(fù)正常，確認(rèn)為消弧線圈問(wèn)題。隨著負(fù)荷增加及負(fù)荷性質(zhì)變化，變電站建站時(shí)消弧線圈的容量已不能滿足當(dāng)前負(fù)荷需求，所以造成母線電壓不平衡。

更換CX 站消弧線圈后，全部負(fù)荷切倒回CX站，5 號(hào)母線電壓正常，CX 站電網(wǎng)潮流圖A、B、C 三相電壓幅值分別為5.79、5.77、5.87 kV。

變電站消弧線圈的作用如下：提高電路穩(wěn)定性；減少電路的電能損失，提高電能效率；防止電能波動(dòng)，降低諧振干擾，提高電能質(zhì)量；在系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)補(bǔ)償系統(tǒng)電容電流，抑制過(guò)電壓產(chǎn)生。

補(bǔ)償方式及容量的選擇：裝在變壓器中性點(diǎn)的消弧線圈應(yīng)采用過(guò)補(bǔ)償方式，防止運(yùn)行方式改變時(shí)，電容電流減少，使消弧線圈處于諧振點(diǎn)運(yùn)行。在正常情況下，脫諧度一般不大于10%。電網(wǎng)的電容電流，應(yīng)包括電氣連接的所有架空線路、電纜線路、發(fā)電機(jī)、變壓器、母線和電器的電容電流，并考慮電網(wǎng)5～10 年的發(fā)展[2]。

4 總結(jié)與建議

目前，110 kV 站內(nèi)設(shè)備的運(yùn)維由市公司負(fù)責(zé)，站外10 kV 線路運(yùn)維由縣公司負(fù)責(zé)。當(dāng)10 kV 母線電壓不平衡時(shí)，一方面考慮線路原因，另外，也要結(jié)合考慮站內(nèi)設(shè)備影響，以縮短事故送電時(shí)間。該次故障原因排查，雖然耗費(fèi)的精力很大，但是問(wèn)題最終解決。借鑒這個(gè)案例，在故障發(fā)生后，故障原因排查過(guò)程中要結(jié)合變電站內(nèi)外設(shè)備分析故障原因，以縮短故障查線時(shí)間，提高供電可靠性。