一起變電所母線諧波測(cè)試數(shù)據(jù)異常的分析與建議

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(國(guó)網(wǎng)溫州供電公司，浙江 溫州 325000)

1 引言

電壓電能質(zhì)量普測(cè)是電能質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督重要工作之一，各單位每月常態(tài)開(kāi)展。在對(duì)變電所母線諧波測(cè)試結(jié)果異常或超標(biāo)情況分析中除了電網(wǎng)一次系統(tǒng)本身存在諧波導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果超標(biāo)外，還存在由于測(cè)試方法錯(cuò)誤或母線壓變二次繞組接線不正確不規(guī)范導(dǎo)致的諧波電壓異常[1-2]。本文將對(duì)一起由于母線壓變二次繞組接線不正確導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果異常的案例進(jìn)行分析。

2 異常情況簡(jiǎn)述

本地市局縣郊某110kV變電所由一座220kV變電所線的雙回110kV線路供電，共有2臺(tái)主變，110kV母線為單母分段接線。110kV母線壓變二次側(cè)分別包括保護(hù)繞組、測(cè)量繞組、3U0繞組共3個(gè)繞組。2014年12月采用德國(guó)GM諧波測(cè)試儀MAVOWATT30(采用三相四線制接線，各電壓通道均為獨(dú)立采樣通道)對(duì)該變電所開(kāi)展電能質(zhì)量測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)110kV I段和II段母線電壓3次、5次、9次等奇次諧波超標(biāo)，而10kV電壓諧波正常。2015年2月22日安排復(fù)測(cè)，采用同一儀器分別測(cè)試10kV母線和110kV母線電壓諧波，測(cè)試結(jié)果反映10kV電壓諧波正常，而110kV壓變二次電壓3次、9次等奇次諧波仍舊超標(biāo)。2015年4月21日采用LEM公司的topas1000再次對(duì)該變電所110kV母線諧波測(cè)試，測(cè)試結(jié)果與之前一致。上述幾次測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

3 異常情況分析

由于該110kV變電所2014年12月測(cè)試結(jié)果顯示10kV母線電壓諧波含量正常，110kV I段和II段母線電壓3次、5次、9次等奇次諧波超標(biāo)且含量較高，因此初步排除電網(wǎng)一次系統(tǒng)本身存在諧波的可能。2015年2月22日采用德國(guó)GM諧波測(cè)試儀MAVOWATT30進(jìn)行復(fù)測(cè)，2015年4月21日再次采用LEM公司的topas1000進(jìn)行復(fù)測(cè)，幾次的測(cè)試結(jié)果與第一次測(cè)試情況一致。因此排除了測(cè)試人員、測(cè)試方法、測(cè)試儀器不同等原因造成測(cè)量結(jié)果異常的可能性。為進(jìn)一步明確一次系統(tǒng)諧波情況，2015年4月21日分別對(duì)該110kV變電所110kV進(jìn)線電流及其上級(jí)220kV變電所的110kV母線電壓進(jìn)行諧波測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明進(jìn)線電流、上級(jí)220kV變電所110kV母線電壓諧波含量均正常，基本排除電網(wǎng)一次系統(tǒng)本身存在諧波的可能。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2、表3。

表1 110kV母線諧波電壓測(cè)試結(jié)果

表2 110kV進(jìn)線電流測(cè)試結(jié)果

在排除電網(wǎng)一次系統(tǒng)本身存在諧波及由于測(cè)試人員、測(cè)試方法、測(cè)試儀器不同等原因造成測(cè)量結(jié)果異常后，根據(jù)該變電所110kV母線PT二次側(cè)繞組情況(分別包括保護(hù)繞組、測(cè)量繞組、3U0繞組共3個(gè))，現(xiàn)場(chǎng)分別對(duì)該110kV變電所110kV母線壓變二次保護(hù)繞組和測(cè)量繞組電壓信號(hào)進(jìn)行測(cè)試[3-4]。保護(hù)繞組電壓信號(hào)測(cè)試情況如下：110kV I、II段母線PT二次保護(hù)繞組電壓信號(hào)取自公共測(cè)控屏，對(duì)其波形及頻譜分析顯示電壓波形正常，諧波含有率在國(guó)標(biāo)限制范圍內(nèi)。測(cè)量繞組電壓信號(hào)測(cè)試情況如下：110kV I、II段母線PT二次測(cè)量繞組電壓信號(hào)取自電度表屏，對(duì)其波形及頻譜分析顯示相電壓波形明顯畸變(其中3次諧波含有率高達(dá)20%)，線電壓波形正常，諧波含有率在國(guó)標(biāo)限制范圍內(nèi)[5]。110kV I、II段母線PT二次測(cè)量繞組電壓信號(hào)波形及頻譜見(jiàn)圖1、圖2。

表3 上級(jí)220kV變電所的110kV母線諧波電壓測(cè)試結(jié)果

圖1 110kV I、II段母線PT二次測(cè)量繞組相電壓信號(hào)波形及頻譜

圖2 110kV I、II段母線PT二次測(cè)量繞組線電壓信號(hào)波形

4 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接線情況

從以上測(cè)量及分析結(jié)果來(lái)看，PT二次繞組線電壓正常，相電壓畸變非常嚴(yán)重，中性點(diǎn)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。現(xiàn)場(chǎng)查看母線壓變端子箱發(fā)現(xiàn)保護(hù)繞組中性線N600有接至保護(hù)室，如圖3所示。而測(cè)量繞組中性線N600未引出，如圖4所示，進(jìn)一步查看發(fā)現(xiàn)電度表屏中N600取自接地點(diǎn)。查看壓變二次接線圖發(fā)現(xiàn)圖紙中測(cè)量繞組的N600與保護(hù)繞組的N600短接，而現(xiàn)場(chǎng)接線與圖紙不符。檢查I、II段母線壓變二次接線均如此。現(xiàn)場(chǎng)將測(cè)量繞組的N600與保護(hù)繞組的N600短接后，測(cè)試電度表屏PT二次測(cè)量繞組電壓波形，波形恢復(fù)正常。

5 原因分析

110kV系統(tǒng)為中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，正常情況下二次繞組中性點(diǎn)接地時(shí)，中性點(diǎn)為地電位，電壓互感器自身二次阻抗較小 ，由于中性點(diǎn)接地，系統(tǒng)三相二次電壓為對(duì)稱，電壓正常。當(dāng)中性點(diǎn)不接地時(shí)，受電壓互感器二次負(fù)荷阻抗影響，在三相二次電壓中產(chǎn)生大量奇數(shù)諧波，尤以三次諧波為主，同時(shí)在電壓互感器二次回路中性點(diǎn)發(fā)生零點(diǎn)漂移，因而出現(xiàn)壓變二次電壓異常。

圖3 110kV I段母線壓變端子排保護(hù)部分圖

圖4 110KV母線壓變端子排測(cè)量部分圖

此外，當(dāng)電能表與壓變計(jì)量回路中性點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)，壓變二次中性點(diǎn)產(chǎn)生了位移，此時(shí)電能表的三相電壓中僅僅含有正序電壓分量和負(fù)序電壓分量，而不含有零序電壓分量，且電壓互感器三相的計(jì)量繞組二次負(fù)荷很難完全對(duì)稱，電壓互感器二次各項(xiàng)壓降不同，從而影響了表記精確度[1]。

6 結(jié)語(yǔ)

電壓電能質(zhì)量普測(cè)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電網(wǎng)一次系統(tǒng)本身存在諧波原因之外導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果超標(biāo)的情況，母線壓變二次繞組接線不正確不規(guī)范是重要的原因之一。結(jié)合對(duì)本案例的分析及解決措施，提出以下幾點(diǎn)建議為今后避免及判斷此類異常提供參考：

(1)加強(qiáng)對(duì)變電站母線壓變二次繞組接線情況現(xiàn)場(chǎng)檢查，對(duì)不符合要求的接線進(jìn)行整改。杜絕二次繞組接線不符合規(guī)范造成電壓波形畸變，避免電壓波形畸變對(duì)各類計(jì)量表計(jì)或保護(hù)裝置的安全、穩(wěn)定運(yùn)行造成影響。

(2)諧波測(cè)試中發(fā)現(xiàn)結(jié)果異常，應(yīng)組織復(fù)測(cè)。在排除電網(wǎng)一次系統(tǒng)本身存在諧波的情況后，通過(guò)采用不同的測(cè)試方法及測(cè)試儀器、采用不同的壓變二次繞組測(cè)量、測(cè)試相電壓及線電壓等方法逐步排除各種導(dǎo)致測(cè)試異常可能性，最終發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致測(cè)試異常的原因并加以解決。

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