變電站3/2接線處斷路器三相電流不平衡分析

陳井銳，韋瑞峰，方勇，施濤，鄒璟，王清波

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局，昆明 650000）

0 前言

變電站3/2 接線方式主要優(yōu)點是可靠性高、運行靈活性好和操作檢修方便。在3/2 接線處，裝設(shè)有電流互感器，當(dāng)三相電流不平衡時，系統(tǒng)保護將發(fā)生動作。3/2 接線處三相電流易受系統(tǒng)參數(shù)影響，引起中心斷路器電流某一相反相或者某一相電流大幅度減小，出現(xiàn)三相電流不平衡，導(dǎo)致系統(tǒng)保護誤動作，降低系統(tǒng)運行的可靠性[1-2]。

本文以3/2 接線處為基準(zhǔn)點，考慮了系統(tǒng)運行參數(shù)，給出了3/2 接線方式的電流表達式，基于表達式給出了中心斷路器三相電流不平衡的區(qū)間范圍，最后提出了解決3/2 接線方式三相不平衡的技術(shù)措施，為工程實際應(yīng)用提高了理論指導(dǎo)。

1 基于3/2接線處系統(tǒng)參數(shù)模型

1.1 中心斷路器系統(tǒng)參數(shù)數(shù)學(xué)模型

為了分析3/2 接線處三相電流不平衡現(xiàn)象，本文首先通過試驗排除電流互感器及保護故障的因素，從隔離開關(guān)、斷路器等系統(tǒng)參數(shù)出發(fā)，以3/2 接線處中間斷路器為中心，得出中心斷路器處三相電流的表達式。

圖1 為變電站3/2 接線方式，其中5822 為中心斷路器，甲、乙線為兩條負(fù)荷出現(xiàn)。設(shè)段母線A、B、C 三相的電壓分別為段母線A、B、C 三相的電壓分別為流 過5821、5822、5823 斷路 器A、B、C 三相 的電 流為5822 斷 路 器靠近Ⅰ段母線側(cè)和靠近Ⅱ段母線側(cè)電壓分別為和

圖1 5822斷路器3/2接線處電流電壓圖

式子中，下標(biāo)“分”表示5822 斷路器處于“分”狀態(tài)下的電氣參數(shù)值。

合上5822 斷路器，系統(tǒng)三相不平衡，設(shè)5822 斷路器處A、B、C 三相阻抗為5822 合 閘 之 后，由式（1）和5822“合”狀態(tài)下的電氣參數(shù)，可得：

如果電流的實部用a表示，虛部用b表示，阻抗的實部用R表示，虛部用X表示，電壓的實部用u表示，虛部用k表示。那么式（2）可以寫成：

式中，i=A，B，C。

1.2 中心斷路器戴維南等值電路模型

圖2 為以5822 斷路器為中心的3/2 接線處戴維南等值電路，i為戴維南等值阻抗，為戴維南等值電壓，為5822 斷路器兩端端電壓，Z.di為5822 斷路器阻抗。

圖2 5822斷路器3/2接線處戴維南等值電路

由上述的參數(shù)及線路連接關(guān)系有：

式子中i表示A，B，C。

2 算例分析

表1 為5822 斷路器斷開前流過5822、5821和5823 斷路器電流值，表2 為5822 斷路器斷開后流過5822、5821 和5823 斷路器電流值。

表1 5822斷路器斷開前流過5822、5821和5823斷路器電流值

表2 5822斷路器斷開后5822、5821和5823斷路器電流值

5822 斷路器斷開后電流方向及數(shù)值如圖3所示。

從 表1、 表2 和 圖3 可 以 看 出，5821、5822、5823 斷路器均有三相電流不平衡現(xiàn)象。斷開5822 斷路器后，5821 斷路器和5823 斷路器三相電流恢復(fù)平衡。

通過分析，a22c合+jb22c的向量反向，系統(tǒng)參數(shù)滿足如下式子：

通過上述分析，得出了影響系統(tǒng)三相電流不平衡的主要影響因素。以5822 為出發(fā)點，系統(tǒng)運行向量參數(shù)，虛部與實部的比值不趨向無窮大或零時，系統(tǒng)存在三相電流不平衡現(xiàn)象；當(dāng)5822 處阻抗虛部與實部的比值趨近于零時，A、B、C 三相電流不平衡現(xiàn)象完全取決于系統(tǒng)的運行參數(shù)。

圖3 5822斷路器斷開后電流方向及數(shù)值

3 結(jié)束語

本文分析了3/2 接線方式出現(xiàn)三相電流不平衡的現(xiàn)象，給出了相關(guān)的數(shù)學(xué)分析模型和戴維南等值電路，在三相系統(tǒng)參數(shù)不一致的情況下，系統(tǒng)存在三相電流不平衡現(xiàn)象，最后通過算例分析得出，引起系統(tǒng)三相電流的根本原因是系統(tǒng)的無功參數(shù)出現(xiàn)了三相不一致。