零序電壓異常升高的原因分析零序電壓異常升高的原因分析零序電壓異常升高的原因分析資料僅供參考文件編號(hào)：2022年4月零序電壓異常升高的原因分析版本號(hào)：A修改號(hào)：1頁(yè)次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：零序電壓異常升高的原因分析國(guó)電九江發(fā)電廠(chǎng)檢修部電氣分部龔筆華陽(yáng)躍永摘要：在電力系統(tǒng)接地故障中，零序電壓會(huì)有一定升高，因此，在故障判斷中，通常把零序電壓作為一個(gè)重要的依據(jù)。但是，零序電壓的升高有時(shí)并不是由于系統(tǒng)接地故障引起的。筆者以我廠(chǎng)發(fā)生的兩個(gè)實(shí)例加以分析，與大家共同探討。關(guān)鍵詞：零序電壓異常升高一、前言：電力系統(tǒng)反措對(duì)電壓二次回路有嚴(yán)格要求，本人就所經(jīng)歷的”反措”執(zhí)行不徹底，所帶來(lái)的電壓二次回路異常的現(xiàn)象與大家一起探討。二、故障現(xiàn)象：2011年7月6日，我廠(chǎng)220KV母差A(yù)、B套均發(fā)“電壓動(dòng)作”信號(hào)（母差型號(hào)為南瑞B(yǎng)P-2B型），各條線(xiàn)路保護(hù)及發(fā)變組保護(hù)均運(yùn)行正常，無(wú)異常信號(hào)。在母差保護(hù)打印故障記錄，220KVIII母零序電壓，屏后測(cè)得III母A、B、C相對(duì)地電壓均為，零序電壓為；調(diào)取線(xiàn)路故障錄波器錄波圖，220KVIII母A、B、C相對(duì)地電壓均正常，二次零序電壓升高。在220KVIII母就地端子箱測(cè)得電壓數(shù)據(jù)與上述一致，端子接線(xiàn)緊固。這種現(xiàn)象曾經(jīng)頻繁出現(xiàn)，出現(xiàn)時(shí)：零序電壓呈正弦波，且波形平穩(wěn)，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，最長(zhǎng)達(dá)到4小時(shí)，之后自動(dòng)消除。經(jīng)調(diào)查該現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)無(wú)沖擊，廠(chǎng)內(nèi)220KV系統(tǒng)無(wú)操作。220KV母差采用了220KV電壓互感器開(kāi)口零序電壓，母差零序電壓整定值為10V.對(duì)于母差及失靈保護(hù)，零序電壓動(dòng)作，使得電壓開(kāi)放，閉鎖解除，加大了母差及失靈保護(hù)誤動(dòng)的可能性。對(duì)220KV系統(tǒng)的威脅是相當(dāng)大的。三、故障分析：220KV為雙母帶旁路接線(xiàn)方式（III母、IV母帶旁母），當(dāng)時(shí)，220KVIII母與IV母并列運(yùn)行，III母與IV母PT正常投入運(yùn)行。220KV母線(xiàn)PT采用TPY-220電容型電壓互感器，變比為220/√3/100/√3/100/√3/100/√3,第一組繞組為測(cè)量組,第二組為保護(hù)組,第三組用在開(kāi)口三角形。為了找到III母二次零序電壓升高的原因，將調(diào)取故障錄波器中母線(xiàn)二次電壓的波形圖記錄如下。在故障錄波圖中可以看出，III母A、B、C三相對(duì)地電壓幅值,波形對(duì)稱(chēng)，相位正常，波形平穩(wěn)，零序電壓峰值,也呈現(xiàn)正弦波,頻率與相電壓一致,相位超前A相電壓140°。對(duì)III母零序電壓的諧波分量進(jìn)行分析中，主要包含的是基波分量，幅值最高達(dá)到，三次諧波只有，其它各次諧波含量幾乎為0V。同時(shí)，IV母A、B、C三相對(duì)地電壓波形均正常，未出現(xiàn)零序電壓。由于當(dāng)時(shí)220KV母線(xiàn)雙母并列運(yùn)行，III、IV母母線(xiàn)一次側(cè)電壓是一致的。因此，PT二次側(cè)III母零序電壓的升高，不是系統(tǒng)原因引起，同時(shí)零序開(kāi)口三角二次接線(xiàn)經(jīng)檢查無(wú)誤，因此出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是由于PT本身或二次干擾造成。干擾的原因有以下幾方面：1）控制電纜分布電容的干擾。2）電壓二次中性點(diǎn)接地不符合規(guī)范。3）電壓互感器本體原因。四、故障原因檢查：1、控制電纜分布電容的干擾檢查；電纜分布電容干擾兩種:一)是電纜對(duì)地的電容影響，二)是電纜各線(xiàn)芯之間電容的影響。電壓二次回路電纜包括PT本體至PT端子箱（長(zhǎng)約15米），PT端子箱至網(wǎng)控樓電壓并列柜（長(zhǎng)約130米），經(jīng)電壓并列柜后接至220KVI母電壓小母線(xiàn)。由220KVI母電壓小母線(xiàn)送至各線(xiàn)路及主變保護(hù)屏，全電壓二次回路電纜總長(zhǎng)約460米。因此，電纜對(duì)地電容的影響是比較大的，應(yīng)盡可能消除電纜對(duì)地電容的影響。按反措要求應(yīng)有以下措施：（1）合理規(guī)劃二次電纜的路徑，盡可能離開(kāi)高壓母線(xiàn)、避雷器和避雷針的接地點(diǎn)、并聯(lián)電容器、電容式電壓互感器、結(jié)合電容及電容式套管等設(shè)備，避免和減少迂回，縮短二次電纜的長(zhǎng)度，與運(yùn)行設(shè)備無(wú)關(guān)的電纜應(yīng)予拆除。（2）保護(hù)及相關(guān)二次回路電纜屏蔽層應(yīng)使用截面不小于4mm2多股銅質(zhì)軟導(dǎo)線(xiàn)可靠連接到等電位接地網(wǎng)的銅排上。屏蔽層要兩端接地。同時(shí)必須特別注意保持屏蔽的完整性，拆斷或分開(kāi)屏蔽將極大地降低屏蔽效果。如果屏蔽只在一端接地，在非接地端的包皮對(duì)地與導(dǎo)線(xiàn)對(duì)地將可能出現(xiàn)很高的暫態(tài)電壓。等電位銅排是為了消除電位差對(duì)二次的干擾，等電位銅排對(duì)地只能有一個(gè)接地點(diǎn)。（3）從電壓互感器下來(lái)的二次電纜應(yīng)經(jīng)金屬管從接線(xiàn)盒引至端子箱，將金屬管的上端與電壓互感器的底座良好焊接，下端就近與主地網(wǎng)良好焊接。針對(duì)上述措施逐項(xiàng)排查：（1）檢查發(fā)現(xiàn)從網(wǎng)控樓到電壓互感器端子箱的電壓回路電纜屏蔽接地線(xiàn)纏繞在端子箱接地銅排上。（2）經(jīng)過(guò)整改，將電纜屏蔽線(xiàn)用線(xiàn)鼻子壓接，再用螺栓固定在端子箱接地銅排上，并檢查端子箱接地銅排至電纜溝內(nèi)等電位銅排連接良好。用鉗形電流表測(cè)得屏蔽線(xiàn)電流為零。（3）檢查其它反措措施均已落實(shí)。對(duì)于電纜內(nèi)各線(xiàn)芯之間分布電容的影響，由于電纜長(zhǎng)，電容量較大，如果其它線(xiàn)芯有較高交流電壓的話(huà)，會(huì)使得在零序電壓回路中感應(yīng)出較大交流電壓。正常情況下，零序電壓幾乎為零，而且，零序電壓回路的負(fù)載阻抗值大，同時(shí)，保護(hù)組及測(cè)量組二次三相對(duì)地電壓都處在額定值左右，如果保護(hù)組及測(cè)量組電壓與零序電壓共用一根電纜，會(huì)零序電壓回路上感應(yīng)出電壓。按反措應(yīng)有以下措施：（1）保證零序電壓回路需獨(dú)立，與保護(hù)二次電壓回路完全分開(kāi)，不能共用一根電纜。（2）零序電壓回路N600與保護(hù)二次電壓回路N600必須分別送至控制室后再接地。針對(duì)上述措施逐項(xiàng)排查：(1)零序電壓回路與保護(hù)二次電壓回路未采取獨(dú)立電纜。a）220KVIII母PT端子箱至網(wǎng)控樓電壓并列柜電纜零序電壓回路中的N600’b)220KVIII母電壓小母線(xiàn)至主變保護(hù)屏的零序電壓電纜是與保護(hù)二次電壓共用一根電纜。C)利用220KVIII母母線(xiàn)停電的機(jī)會(huì)，對(duì)電壓二次回路進(jìn)行進(jìn)一步檢查，發(fā)現(xiàn)電壓互感器到端子箱的電纜存在零序電壓電纜是與保護(hù)二次電壓共用一根電纜的情況。(2)通過(guò)鋪設(shè)電纜，使零序電壓回路只在自己獨(dú)立的電纜中。(3)檢查其它反措措施均已落實(shí)。2、對(duì)電壓二次中性點(diǎn)接地不符合規(guī)范繼電保護(hù)二次回路接地，按反措應(yīng)有以下措施：公用電壓互感器的二次回路只允許在控制室內(nèi)有一點(diǎn)接地，為保證接地可靠，各電壓互感器的中性線(xiàn)不得接有可能斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)或熔斷器等。己在控制室一點(diǎn)接地的電壓互感器二次線(xiàn)圈，宜在開(kāi)關(guān)場(chǎng)將二次線(xiàn)圈中性點(diǎn)經(jīng)氧化鋅閥片接地，其擊穿電壓峰值應(yīng)大于30?Imax伏（Imax為電網(wǎng)接地故障時(shí)通過(guò)變電站的可能最大接地電流有效值，單位為kA）。應(yīng)定期檢查氧化鋅閥片，防止造成電壓二次回路多點(diǎn)接地的現(xiàn)象。針對(duì)上述措施逐項(xiàng)排查：我們對(duì)氧化鋅閥片進(jìn)行檢查，良好。檢查220KV電壓互感器二次接地點(diǎn)在網(wǎng)控樓，而且只有一個(gè)接地點(diǎn)，接地良好。3電壓互感器本體原因。本體原因有三種：一)、電壓互感器一次對(duì)地接觸不良二)、電壓互感器性能不佳。三)、電壓互感器本體污穢。220KV母線(xiàn)電壓互感器為電容式電壓互感器，一次對(duì)地接觸不良，影響變比的誤差，影響到二次電壓值的準(zhǔn)確性。按反措應(yīng)有以下措施：電壓互感器本體對(duì)地應(yīng)有兩個(gè)牢固可靠的接地點(diǎn)。針對(duì)上述措施排查電壓互感器對(duì)地有兩個(gè)接地點(diǎn)，接地方式為焊接，接地牢固可靠。對(duì)電壓互感器性能應(yīng)定期預(yù)試。利用停電機(jī)會(huì)，對(duì)220KVIII母電壓互感器進(jìn)行預(yù)試，預(yù)試項(xiàng)目有一、二次絕緣、一次線(xiàn)圈電阻、介質(zhì)損耗、變比、局部放電。預(yù)試結(jié)果：各項(xiàng)指標(biāo)合格。電壓互感器本體污穢的增加，導(dǎo)致電導(dǎo)增加，使得泄露電流增大，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生污閃，伴隨污閃會(huì)產(chǎn)生放電脈沖，放電電流脈沖導(dǎo)致一次電壓畸變，由一次傳遞到二次，二次電壓的波形同樣發(fā)生畸變。220KV母線(xiàn)電壓互感器附近有施工現(xiàn)場(chǎng)，灰塵較多，絕緣子表面沉積一層污穢物,包括不導(dǎo)電的惰性物質(zhì)和受潮能溶的鹽類(lèi)或酸、堿等物,一般污層在干燥狀態(tài)是不導(dǎo)電的。遇到毛毛雨、霧、霜、雨加雪或溶雪、溶冰,絕緣子表面全部或局部受潮,污層變?yōu)閷?dǎo)電,定期清掃是防止污閃的最有效的手段。2011年11月18日，220KV母差發(fā)“復(fù)合電壓動(dòng)作”信號(hào)，經(jīng)檢查220KV母零序電壓超標(biāo)，查看從故障錄波器中看出，III母線(xiàn)零序電壓瞬時(shí)值最高達(dá)19V。本次零序電壓異常升高與前述現(xiàn)象不同在于：IV母的二次電壓（包括零序電壓）波形都很正常，零序電壓幾乎為零。III母的零序電壓3U0升高是間歇性的，零序電壓升高的同時(shí)，III母電壓Uc及III母電壓Uc儀表波形有畸變，而且，畸變時(shí)III母電壓Uc及III母電壓Uc儀表波形一致，同時(shí)A、B相二次電壓波形正常?？紤]到220KV母線(xiàn)雙母并列運(yùn)行，而IV母的二次電壓正常，這就說(shuō)明220KV系統(tǒng)故障的可能性很小,為了進(jìn)一步找出原因，對(duì)III母的零序電壓3U0的諧波分量進(jìn)行分析，最高峰值基波2次諧波3次諧波5次諧波8次諧波11次諧波15次諧波峰值點(diǎn)1峰值點(diǎn)2從上表中我們可以看出，各次諧波的含量均不高，特別是基波的含量不高，而且各次諧波含量相差不大，進(jìn)一步排除系統(tǒng)故障的原因。另一方面，III母C相的各組電壓值均不正常，A、B相各組電壓值均正常，這也就排除了電壓二次回路干擾的問(wèn)題，這說(shuō)明C相電壓互感器一次回路可能有干擾影響。在對(duì)220KVIII母PT本體進(jìn)行檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)PT本體C相末端瓷裙對(duì)底部有明顯閃絡(luò)點(diǎn)。將220KVII母電壓互感器停電，將PT