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

（國網冀北電力有限公司文安縣供電分公司，河北 廊坊 065800）

10 kV 線路是農村配電網最重要的供電設施，10 kV 線路故障率直接影響配網的供電可靠性。線路故障排查是對人員技術、經驗、責任心的全方位考驗。配電專責運維經驗的提高，一方面靠理論知識與實踐相結合的積累；另一方面是借鑒典型事故案例分析，以發現設備運行中的通病或家族性問題。本文就文安縣供電分公司一起110 kV 變電站10 kV線路故障處理的過程，總結故障查線的經驗和思路。

1 故障情況說明

文安縣供電分公司2 座110 kV 變電站，近幾個月來時常發生10 kV 母線電壓異常情況。供電所對母線所帶10 kV 線路進行巡視、消缺，采取各種措施查找原因，未能徹底解決。故障情況表現為：線路工業負荷增加時，母線時常發生三相電壓不平衡情況，過段時間母線電壓又恢復正常。

2 故障原因排查過程

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

2022 年2 月26 日11:43 監 控 班 報CX 110 kV變電站10 kV 5 號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 監控班試送222 開關良好。

2022 年2 月27 日7:10 監控班報CX 站10 kV 5 號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 監控班報CX 站10 kV 5 號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CX 站車站線225 開關，信號復歸。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 車站線路查無問題，申請恢復送電。

在此期間，運檢部與供電所共同查找故障原因，故障期間CX 站電網潮流圖電壓幅值數據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、切除負荷電壓正常、負荷增長電壓又不平衡，反反復復幾次。對5號母線所帶線路涉及的供電所測量線路所帶配電變壓器絕緣電阻、消除缺陷，先后耗時幾天，未能徹底解決母線電壓不平衡問題。運檢部與供電所決定利用帶電作業查找故障原因。

此次故障處理過程中，10 kV 線路N-1 轉帶負荷起到了重要作用。運檢部與供電所配合，利用帶電作業通過線路負荷轉帶將225 車站線第一分段開關后負荷切倒至LZ 35 kV 變電站213 線，225 車站線一分段開關以下負荷自4 日開始由LZ 35 kV 站轉帶，CX 站225 線路還有1 個用戶。負荷切倒過去之后，LZ 變電站母線電壓平穩運行正常，CX 110 kV 站5 號母線電壓仍不穩定，3 月6 日對225車站線一分段前出站電纜和一段用戶電纜做耐壓試驗，均無問題。后又將225 車站線1 號桿電纜接頭解開，做好絕緣措施，將225 車站線全部負荷切倒至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，運行平穩，負荷切走后CX 110 kV 站5 號母線電壓有好轉。

負荷切到至LZ 變電站后，LZ 變電站電網潮流圖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 站在輕負荷且負荷性質以生活用電為主的情況下，5 號母線電壓正常，隨著工業負荷增加，電壓開始出現異常。

5 號母線所帶負荷減少到一定程度，電壓正常。225 車站線負荷在CX 站時，5 號母線電壓異常。將225 車站線全部負荷切至LZ 站后，LZ 站母線電壓正常。說明225 線路正常，不存在造成母線電壓異常問題的因素，5 號母線電壓不平衡，非線路原因造成，應該另有原因[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題，經市、縣公司調控、運維人員共同分析，確定故障原因是消弧線圈補償度不當。3 月12 日市公司將CX 站5 號母線原消弧線圈退出，根據負荷情況重新整定，安裝新的消弧線圈，母線電壓恢復正常，確認為消弧線圈問題。隨著負荷增加及負荷性質變化，變電站建站時消弧線圈的容量已不能滿足當前負荷需求，所以造成母線電壓不平衡。

更換CX 站消弧線圈后，全部負荷切倒回CX站，5 號母線電壓正常，CX 站電網潮流圖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：提高電路穩定性；減少電路的電能損失，提高電能效率；防止電能波動，降低諧振干擾，提高電能質量；在系統發生單相接地時補償系統電容電流，抑制過電壓產生。

補償方式及容量的選擇：裝在變壓器中性點的消弧線圈應采用過補償方式，防止運行方式改變時，電容電流減少，使消弧線圈處于諧振點運行。在正常情況下，脫諧度一般不大于10%。電網的電容電流，應包括電氣連接的所有架空線路、電纜線路、發電機、變壓器、母線和電器的電容電流，并考慮電網5～10 年的發展[2]。

4 總結與建議

目前，110 kV 站內設備的運維由市公司負責，站外10 kV 線路運維由縣公司負責。當10 kV 母線電壓不平衡時，一方面考慮線路原因，另外，也要結合考慮站內設備影響，以縮短事故送電時間。該次故障原因排查，雖然耗費的精力很大，但是問題最終解決。借鑒這個案例，在故障發生后，故障原因排查過程中要結合變電站內外設備分析故障原因，以縮短故障查線時間，提高供電可靠性。