220kV变电站110kVGIS母线三相电流不平衡分析及对策

220k V变电站 110k VGIS母线三相电流不平衡分析及对策

刘海静

广东电网有限责任公司佛山供电局 528300

【摘要】近年来，科技信息的迅速发展，使得各行各业引入了更多的电子信息设备，人们对电量的需求越来越大，要求也越来越高。对于变电站工作人员而言，在电网的调度过程中，如何能够在确保居民用户的实时、稳定用电的同时，提高的变电站电力设备供电的可靠性，具有极为重大的现实意义。本课题首先对GIS母线三相电流不平衡问题进行分析，然后针对该问题以某220kV变电站110kVGIS母线电流不平衡问题进行具体的实例分析，最后提出针对性的解决方案。希望该方案的提出，对220kV变电站的母线三相电流不平衡等问题的维修和维护有一定的应用价值。

【关键词】变电站；110kV；母线；三相电流；不平衡

0 引言

对于所有电力机械设备而言，稳定的用电输入是所有技术支持中的最基础需求，没有稳定的用电，电气化、科技化都是空谈。因此，为了能够满足企业及个人用户的实时、连续性供电需求，需要变电站人员在日常操作过程中，时刻关注变电站电力设备的运行情况，确保用电安全稳定。然而，在设备的运行过程中，经常会出现一些潜在的问题，时时干扰系统的正常工作。其中，环流偏大异常问题和母线三相电流不平衡的异常情况经常会出现在合环操作中，对整个电网的运行产生一定的安全性影响。因而必须要重点对这两个问题进行分析和处理，才能在日后的维护和检修时，拥有更多的处理该类型异常的理论依据，从而加快异常处理的进度，尽快恢复变电站的正常有序运作。而环流偏大异常一般来自电压或是电流问题，所以，一旦控制好电流，环流偏大问题自会迎刃而解。因此，本课题从110kVGIS母线三相电流不平衡问题出发，探讨其解决对策。

1 母线三相电流不平衡相关概念

电力系统中的三相电流不平衡，会严重影响到其系统乃至其子系统的常规运行。GIS母线三相电流不平衡是指：在某个变电站内部，当变压器的电流从低压侧流入母线时，流入的三相电流与各路流出母线时的三相电流之差。在这里，以某220kV变电站中的某一条110kVGIS母线为例，进行分析：

母线消耗电量（常规情况下）=导体电阻+导线电阻+ TA+断路器接触电阻+TV

其中，母线不平衡率的计算公式为：

在这里， 代表母线电流不平衡率算式值； 代表母线输入电流之和； 代表母线输出电电流之和。从公式可以看到母线三相电流不平衡的主要原因，及不平衡率的具体计算值。根据不平衡率，可以判定对应的三相电流大概在何处出现不平衡问题。

同时，在电流的传输过程中，由于传输线的架空线与实际地理地形对应的地面无法达到完整对称，从而使得使得线路电压参数失衡，电流参数也随之不平衡，直接影响到电机等设备的常规运行，从而导致装置出现问题及事故。这些问题也会出现GIS母线三相电流不平衡。一般而言，对变电站的各路等级的电路的GIS母线电压不平衡率要求为：

(1)220kV变电站的110kVGIS母线电压等级<=±1%；

(2)110kV变电站的110kVGIS母线电压等级<=±2%。

以220kV变电站为例，110kVGIS母线电压等级应该是在其额定电压等级的±1%之内，同理，它的110kVGIS母线电流等级也为其±1%之内。

2 引起母线三相电流不平衡的主要原因

引起GIS母线电流不平衡的潜在因素有很多种类，变电站内部进行故障原因的检测，是一项对电能计量经验性和技术性要求都非常强的工作。而电力事业随着Internet的迅速进步，实时监测系统被应用到电力工作之中，给电力维护维修人员带来便利的同时，也增大了其实时的工作量。根据220KV变电站的集抄系统，通过实践中的各级母线电量平衡率统计与分析，找到出现母线三相电流不平衡的主要原因包括以下几点：

（1）电能表问题：也就是说当电能表出现故障时，因为表的误差而引起的485端口阻塞，电流配置不平衡。这种问题在20世纪初发生的概率很大，近几年随着技术的进步，电能表的误差率大大减小，故障率也降低为1%以下。

（2）TA或TV的倍率问题：主要变现为变电站与集抄TA、TV变比不符，集抄系统在进行变比设置时出现失误，TV二次回路对应的压降偏大或超标，服务器终端现场问题等。

（3）计量装置（电能表）接线错误问题：主要表现为GIS母线电压在二次回路时丢失压力，GIS母线电流二次回路失流（由于相关电路短路、断路造成），电能表元件接错电流相极，TV、TA极性接反失误等。

与此同时，针对某220KV变电站一条110kVGIS母线三相电量检测中出现的问题进行汇总，发现还有一些不常见的原因，也能导致问题的发生。如：对电能计量装置的潮流方向作出了误判断；母线瓷瓶绝缘效果不佳，导致了漏电；不及时的无功补偿导致母线三相电流不平衡；计量设备的计量端出现了化学氧化现象，使得阻抗值无法精准测量等。

3 母线三相电流不平衡解决办法

3.1计量有误

（1）某220kV变电站110kV专线供电，接线正常，TA变比正确，GIS母线三相电流不平衡。通过检测，发现电能表两侧误差满足范围要求，两侧二次回路电流差值偏大。采用停电检修方案，通过测试计算核实TV变比不正常、TA失衡，问题原因为计量倍率错误，造成了电量少计问题的出现。

3.2接线错误引起问题

现场检验110kVGIS母线的电能表，电压呈现正相序，功率因数为0.90，典型为误接线问题：其接线的向量图如图1所示：

Uac

图1 某110kV母线接线电流电压向量图

因此，可以采用向量求功率表达式进行计算：

从而得到正确接线的功率为 ， =0.9， =25.84°

不平衡电量= *100%

因此，应加设一根Ctrl电缆到110kV高压开关柜获取有效电压，同时要进行熔丝检测，避免熔丝断裂（包括1次、2次）导致的电能表缺相。针对失压失流问题，除了考虑熔断还要关注电路的接触不良，三相电路中有一项接触不良，也会实时出现潜在的缺相的问题。由此可以看出来，只有定期检查计量设备、发现并改正出现错接的接线问题，关注计量端氧化现象的出现，才能确保电路稳定，从而进一步确保不会出现母线三相电流不平衡的问题。

4 结束语

综上所述，引起母线三相电流不平衡的原因不是单一方面的，而是多方面的。首先，需要有关变电站工作人员在计量时，认真负责，对所使用的计量设备进行预先检查，从而减少因为计量失误与误差而造成的电流不平衡。另外，一旦发现母线三相电流不平衡，不要急着去换元件，而是应该冷静下来，先缩小排查的范围，排除电表自身的故障后，进行常规故障点的一一排查，接着进行误接线排查，电能计量装置的1、2次回路检测，最后考虑潮流方向等问题。只有这样，才能把故障的可能性降到最低，与此同时实时的集中抄表监测系统和有效的电力维护都能够降低母线三相电流不平衡出现的可能性，从而保证电能平衡，促进变电站工作的稳定有序进行。

参考文献

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