变压器空载时三相电压不平衡原因分析
一起6kV不接地系统三相电压不平衡故障处理与分析
一起 6kV不接地系统三相电压不平衡故障处理与分析【摘要】某厂6kV变电所6kVⅡ段发生三相对地电压不平衡故障，如果不能得到尽快处理，可能诱发严重电气事故，通过逐个瞬停负荷方式排查故障回路，最终发现故障点在一台中压电机开关C相未断开，导致系统三相容抗严重不平衡，引起中性点电压偏移，继而引发系统三相对地电压不平衡。
本文详细介绍了故障处理过程，分析计算了不同工况下三相电容不平衡对三相电压的影响差异，为排除和分析类似三相电压不平衡故障提供了有益的解决思路和理论支撑，并提出了相应的防范措施。
关键词：不接地系统；三相电压不平衡；电容不平衡1.系统运行方式与带载情况某厂6kV变电所有2段6kV母线，单母分段运行，中性点不接地系统。
6kVⅡ段带有负载有1组3000kVar电容器、3台1600kVA变压器、3台2000kW循环风机、3台900kW磨煤机、1台1600kW溢流型磨煤机、1台1250kW循环风机、1台500kW球磨机、1台400kW球磨机风机、1台280kW胶带输送机等共15个回路。
2.故障现象某日17:10分，该变电所运行人员巡检发现6kVⅡ段母线PT柜微机消谐装置显示电压频率为50Hz,开口电压值14V（正常为0-2V左右），同时检查发现母线三相对地电压不平衡：A相3.945kV，B相3.941kV，C相3.169kV（正常时三相对地电压均为 3.6kV）。
此时电压无波动及谐振现象，三相线电压平衡，均为6.3kV。
3.故障处理过程运行人员立即汇报技术主管，并协助处理故障。
17：30分，运行人员测量PT二次电压，其值分别为：A相65.7V，B相65.7V，C相52.8V，与表计显示一次侧三相对地电压相符。
线电压均为105V。
由此证明PT二次系统正常，系统电压不平衡确实存在于一次系统。
17：45分，运行人员联系工艺将6kVⅡ段负荷切换至6kVⅠ段运行，退出6kVⅡ段PT，此时系统三相对地电压依然不平衡，A相3.7kV，B相3.7kV，C相3.4kV。
变压器空载运行
06
变压器空载运行的未来发展
提高变压器的效率
优化变压器设计
通过改进变压器结构设计、选择更优质的材料和采用先进的 制造工艺，减少变压器的损耗和提升其效率。
高效变压器产品的研发
研发出更高效、更节能的变压器，以满足电力传输和分配的 更高要求。
提高变压器的可靠性
增强变压器保护措施
通过增加变压器保护装置，如过载保护、短路保护和过电压保护等，提高变 压器的运行可靠性。
02
变压器空载运行与负载运行
变压器空载运行与负载运行的比较
空载运行指变压器二次侧开路，一次侧通过励磁电流维持 磁场，不向外部输送功率；负载运行指变压器二次侧有负 载，通过传输电能向外部输送功率。
空载运行时，变压器铁损（铁芯涡流损耗和磁滞损耗）和 铜损（线圈电阻损耗）为主要损耗；负载运行时，变压器 传输的功率和铜损为主要损耗。
05
变压器空载运行的安全措施
安装和操作安全要求
确保变压器安装牢固、可靠，避免出现晃动或 位移。
在操作过程中，应穿戴适当的个人防护装备， 如绝缘手套ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ护目镜。
保持操作现场整洁，避免杂物和人员走动，以 免影响操作安全。
维护和检修安全要求
制定详细的维护和检修计划，并按照计划进行实施 。
在维护和检修前，必须了解变压器的结构和工作原 理，并遵循相关的安全规定。
绝缘电阻异常处理
如果测量结果异常，需要进一步检查变压器的内部结构和绕组情况，确定故 障位置并进行维修或更换。
听变压器的声响
正常声响的判断
正常运行中的变压器会发出嗡嗡声，这是由于磁场作用在铁芯和绕组上产生的振 动所引起的。如果变压器的声响过大或者存在其他异常声响，可能是故障的征兆 。
试述变压器故障原因分析及解决措施
试述变压器故障原因分析及解决措施摘要:变压器在电力系统和供电系统中占有十分重要的地位。
本文对变压器运行中的异常现象及故障原因进行了分析，并对这些故障提出了解决的方法。
关键词:变压器异常运行故障分析变压器是一种静止的电气设备，一般由铁芯、绕组、油箱、绝缘套管和冷却系统等5个主要部分构成。
为了保证变压器的安全运行，电气运行人员必须掌握有关变压器运行的基本知识，加强运行过程中的巡视和检查,做好经常性的维护和检修以及按期进行预防性试验，以便及时发现和消除绝缘缺陷。
对变压器运行过程中发生的异常现象，应及时判断其原因和性质，迅速果断地进行处理,以防止事故扩大而影响正常供电。
一、变压器出故障的异常运行1、声音异常①当有大容量的动力设备起动时，由于负荷变化较大，使变压器声音增大。
如变压器带有电弧炉、可控硅整流器等负荷时，由于有谐波分量，变压器的声音会变大。
②过负荷会使变压器发出声音很高而且沉重的“嗡嗡”声。
③个别零件松动使变压器发出强烈而不均匀的噪声，如铁芯的穿芯螺丝夹得不紧使铁芯松动等。
④内部接触不良或绝缘有击穿，变压器发出“劈啪”声。
⑤系统短路或接地，因通过很大的短路电流,使变压器发出很大的噪声。
⑥系统发生铁磁谐振时，变压器发出粗细不均的噪声。
2、正常负荷和正常冷却方式下，变压器油温不断升高由于涡流或夹紧铁芯用的穿芯螺丝绝缘损坏，均会使变压器的油温升高。
涡流使铁芯长期过热而引起硅钢片间的绝缘破坏，这时铁损增大油温升高。
而穿芯螺丝绝缘破坏后,使穿芯螺丝与硅钢片短接,这时有很大的电流通过使螺丝发热，也会使变压器的油温升高。
3、继电保护动作继电保护动作一般说明变压器内部有故障。
瓦斯保护是变压器的主要保护,它能监视变压器内部发生的大部分故障，经常是先轻瓦斯动作发出信号，然后重瓦斯动作跳闸。
轻瓦斯动作的原因有以下几个方面：①因滤油、加油和冷却系统不严密，致使空气进入变压器。
②温度下降和漏油使油位缓慢降低。
③变压器内部故障，产生少量气体。
变压器空载时三相电压不平衡原因分析
变压器空载时三相电压没有服衡本果分解之阳早格格创做连年去欧阳海火电站果供电背荷没有竭删少，本去的二台变压器容量已没有克没有及谦脚需要，常过载运止.为了减少供电量，故将2号变压器容量由4MVA调换为6.3MVA，型号为GS9-6300/10，结线为y,d11.2号变压器拆置前按规程确定举止了各项尝试处事，尝试截止仄常.拆置便位后又举止了需要的尝试及耐压考查，皆合格.于是举止冲打合闸考查，冲打合闸考查也已出现非常十分局里.但是当查看变压器副边三相对于天电压时，却创制中压没有服衡，分别为Uao = 6.8kV，Ubo = 6.2kV，Uco = 5.9kV，线电压基础仄稳.该变压器拆置前是由一台4MVA的变压器供电，现已将该4MVA的变压器移至1号变压器位子，其母线电压是仄稳的.新变压器空载时只戴Ⅱ段母线及母线上一组电压互感器，由电压互感器TV测得相电压没有服衡.为了查明本果，考证TV及表计完佳，将2号变退出，由1号变（4MVA变压器）戴I、II段母线测电压，I、II段母线三相电压皆是仄稳的，由此不妨排除TV及表计问题.将2号变停电退出举止，尝试已创制问题，再加进空载运止，局里共前.为了查明本果战对于用户控制，已收电，将上述情况告知厂家.厂家对于该变压器举止了周到的尝试，也已创制问题，得出论断该变压器无品量问题，合格.于是将该变压器又加进空载，查看副边电压，局里仍如前.到底是什么本果爆收那种局里的呢？对于用户是可会有做用呢？厂家也没有克没有及肯定.而用户慢着用电，没有克没有及暂拖.末尾与厂家、用户商谈，加进该变压器运止.先加进一条少约4km的空载线路，测母线三相对于天电压，分别为Uao =6.6kV，Ubo = 6.3kV，Uco = 6.1kV.创制三相电压的偏偏好正在变小，既而再加进其余线路，而且加进用户变压器，测用户变压器矮压侧（400V侧）电压，瞅三相电压出进几，是可使用，于是到用户变压器矮压侧测电压，测得三相电压分别为Uao = 235V，Ubo =234V，Uco = 234V，相电压、线电压皆仄稳.用户加进百般背荷运止仄常.回去后，再测Ⅱ段母线电压，测得电压分别为Uao = 6.3kV，Ubo = 6.3kV，Uco = 6.3kV，三相电压实足仄稳.由此举止了归纳，得出论断：该变压器空载（只戴母线）时三相对于天电压没有服衡，戴上背荷后，电压实足仄稳，用户不妨搁心使用.经与厂家技能人员举止了分解，到底是什么本果引起那种局里呢？根据厂家人员介绍，厂家正在安排制制那台变压器时，与往日的变压器结构上举止了矫正，△侧交电源，副边侧交背载，中性面没有交天已引出，电压安排抽头由侧从尾端引出，正在结构上与往日使用的1号、2号变压器有所分歧.由于变压器本边与副边绕组、本副边绕组对于天、相与相绕组之间皆存留电容，又由于结构上的本果，引导三相绕组总的对于天电容没有相等.正在空载只戴母线电压互感器情况下，对于天电容值主要与决于变压器对于天电容，母线电压互感器相称于一个电感，组成的电路本理睹图1.现以变压器背荷侧（副边侧）动做电源，变压器中性面为O，变压器对于天电容及电压互感器组成的背载阻抗为Z，三相背载的中性面为O’，电路本理睹图2，做电压背量图.由于Za、Zb、Zc没有相等，故电源中性面O与背载中性面O’没有沉合，中性面电位爆收偏偏移.电压背量图睹图3，面O与O’的偏偏移情况视三相背载阻抗Za、Zb、Zc没有服衡情况而变更.O’面随着加进线路及背荷情况而变.当加进背荷后，变压器对于天容抗近小于背载总阻抗，对于电压偏偏移没有爆收做用.而设背荷为三相仄稳背荷，故面O与面O’沉合，三相电压仄稳.那便出现了用户用电后，2号变压器（Ⅱ段母线）三相对于天电压反而仄稳的去由.果此，不妨肯定，Ⅱ段母线的用户不妨搁心使用，对于电气设备没有会有什么做用.。
变压器纵差保护原理及不平衡电流的克服方法_变压器三相电流不平衡
变压器纵差保护原理及不平衡电流的克服方法_变压器三相电流不平衡1.变压器纵差保护基本原理变压器具有两个或更多个电压等级，构成纵差保护所用电流互感器的额定参数各不相同，由此产生的纵差保护不平衡电流将比发电机的大得多，纵差保护是利用比较被保护元件各端电流的幅值和相位的原理构成的，根据KCL基本定理，当被保护设备无故障时恒有各流入电流之和必等于各流出电流之和。
2.纵差保护不平衡电流分析2.1稳态情况下的不平衡电流由电流互感器计算变比与实际变比不同而产生。
正常运行时变压器各侧电流的大小是不相等的。
为了满足正常运行或外部短路时流入继电器差动回路的电流为零，则应使高、低压两侧流入继电器的电流相等，即高、低侧电流互感器变比的比值应等于变压器的变比。
但是，实际上由于电流互感器的变比都是根据产品目录选取的标准变比，而变压器的变比是一定的，因此上述条件是不能得到满足的，因而会产生不平衡电流。
由变压器两侧电流相位不同产生。
变压器经常采用两侧电流相位相差30°的接线方式。
此时，假如两侧的电流互感器仍采用通常的接线方式，则二次电流由于相位不同，也会在纵差保护回路产生不平衡电流。
2.2暂态情况下的不平衡电流由变压器励磁涌流产生。
变压器的励磁电流仅流经变压器接通电源的某一侧，对差动回路来说，励磁电流的存在就相当于变压器内部故障时的短路电流。
在外部短路时，由于系统电压降低，励磁电流也将减小。
在正常运行和外部短路时励磁电流对纵差保护的影响经常可忽略不计。
在电压忽然增加的非凡情况下，比如变压器在空载投入和外部故障切除后恢复供电的情况下，则可能出现很大的励磁电流，这种暂态过程中出现的变压器励磁电流通常称励磁涌流。
由变压器外部故障暂态穿越性短路电流产生。
纵差保护是瞬动保护，它是在一次系统短路暂态过程中发出跳闸脉冲。
在变压器外部故障的暂态过程中，一次系统的短路电流含有非周期分量，它对时间的变化率很小，很难变换到二次侧，而主要成为互感器的励磁电流，从而使互感器的铁心更加饱和。
变压器三相电压不平衡的范围
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高备变6kV侧三相电压不平衡分析及处理
高备变6kV侧三相电压不平衡分析及处理某发电厂的高备变首次送电时，6kV侧各分支的保护测控装置发VT异常告警。
智能电表显示的各电压数值如表1所示。
可以看出：6kV侧产生了三相电压不平衡。
由于三相电压不平衡可能会导致设备损坏、保护误动等不利后果，所以必须对此问题进行分析处理。
1原因分析1.1高备变空载时6kV侧单相接地因素分析高备变空载时6kV侧单相(此处选C相)经过渡电阻R接地的接线图如图1所示。
1.2高备变6kV侧三相参数不对称因素分析设：C相对地电容数值为C1，C相VT对地电感数值为L1，A、B两相电容、电感参数值同1.1节，当高备变6kV侧空载时有：高备变6kV侧带VT空载运行时，如各相等值导纳均为容性且C相对地电容C1大于其他两相，就会出现表1所示情况。
故高备变6kV侧三相参数不对称导致电压不平衡的可能暂不能排除！1.3高备变6kV侧铁磁谐振因素分析若高备变6kV侧发生铁磁谐振，中性点偏移电压与高备变电压叠加会导致6kV侧三相电压出现各种变化。
中性点偏移电压与铁磁谐振时VT铁芯的饱和情况有关[4]。
1)一相轻度饱和设A相轻度饱和，感抗值减小为L2，但支路等值导纳仍为容性，则有此时A相电压最高，否则与A相轻度饱和的假设不符[5]；接地点N＇一定处于电压三角形内，否则电流平衡条件IA+IB+IC=0无法满足。
的相量图如图3所示。
若B相感抗值小于C相感抗值，则不排除会出现A相电压最高，B相电压略高于C相电压的情况！2)两相轻度饱和设A、B两相轻度饱和且感抗值均减小为L3，但支路等值导纳仍为容性，则有可见：当高备变6kV侧VT铁芯发生一相或两相轻度饱和时，高备变6kV侧三相电压不平衡现象及电压大小关系符合表1所示情况，故高备变6kV侧铁磁谐振导致三相电压不平衡的可能也不能排除！对高备变进行多次投运，其6kV侧电压如表3所示，由此判断高备变6kV侧三相电压不平衡是由铁磁谐振引起的！因为其6kV侧电压及各相之间的大小关系是随机变化的 [6]。
浅析电网电压不稳定的原因及解决办法
浅析电网电压不稳定的原因及解决办法【摘要】保障供电的稳定性是保障社会经济增长和满足用户需求的重要问题。
本文分析了电压稳定性破坏的原因及危害，针对电压不稳定的原因，提出了具体解决措施。
【关键词】稳定性；电压；破坏；措施随着我国经济建设的蓬勃发展，社会对电力资源的需求日益增长，用户对电力系统的要求也越来越高。
供电的可靠性和稳定性已经成为保障经济增长和满足用户需求的重要问题。
保障供电的稳定性也是改善内外部投资环境、满足人民日益增长的生活水平以及提升综合国力的重要体现。
1.电压稳定性破坏的原因研究认为,电压崩溃日趋严重的主要原因有以下几点:一是由于经济上及其它方面(如环保)的考虑,发、输电设备使用的强度日益接近其极限值;二是并联电容无功补偿大量增加,因而当电压下降时,向电网提供的无功功率按电压平方下降;三是线路或设备的投切,引起电压失稳的可能性往往比功角稳定研究中所考虑的三相短路情况要大得多,然而人们长期以来只注意功角稳定的研究。
电力系统稳定问题的物理本质是系统中功率平衡问题,电力系统运行的前提是必须存在一个平衡点。
电力系统的稳定问题,直观的讲也就是负荷母线上的节点功率平衡问题。
当节点提供的无功功率与负荷消耗的无功功率之间能够达成此种平衡,且平衡点具有抑制扰动而维持负荷母线电压的能力,电力系统即是电压稳定的,反之倘若系统无法维持这种平衡,就会引起系统电压的不断下降,并最终导致电压崩溃。
当有扰动发生的时候,会造成节点功率的不平衡,任何一个节点的功率不平衡将导致节点电压的相位和幅值发生改变。
各节点电压和相位运动的结果若是能稳定在一个系统可以接受的新的状态,则系统是稳定的,若节点的电压和相角在扰动过后无法控制的发生不断的改变,则系统进入失稳状态。
电力系统的电压稳定和系统的无功功率平衡有关,电压崩溃的根本原因是由于无功缺额造成的,扰动发生后,系统电压无法控制的持续下降,电力系统进入电压失稳状态。
无论是来自动态元件的扰动还是来自网络部分的扰动,所破坏的平衡均归结为动态元件的物理平衡。
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变压器空载时三相电压不平衡原因分析
近年来欧阳海水电站因供电负荷不断增长，原来的两台变压器容量已不能满足需求，常过载运行。
为了增加供电量，故将2号变压器容量由4MVA更换为6.3MVA，型号为GS9-6300/10，结线为y,d11。
2号变压器安装前按规程规定进行了各项测试工作，测试结果正常。
安装就位后又进行了必要的测试及耐压试验，都合格。
于是进行冲击合闸试验，冲击合闸试验也未出现异常现象。
但当检查变压器副边三相对地电压时，却发现中压不平衡，分别为Uao = 6.8kV，Ubo = 6.2kV，Uco = 5.9kV，线电压基本平衡。
该变压器安装前是由一台4MVA的变压器供电，现已将该4MVA的变压器移至1号变压器位置，其母线电压是平衡的。
新变压器空载时只带Ⅱ段母线及母线上一组电压互感器，由电压互感器TV测得相电压不平衡。
为了查明原因，验证TV及表计完好，将2号变退出，由1号变（4MVA变压器）带I、II段母线测电压，I、II段母线三相电压都是平衡的，由此可以排除TV及表计问题。
将2号变停电退出进行，测试未发现问题，再投入空载运行，现象同前。
为了查明原因和对用户负责，未送电，将上述情况告知厂家。
厂家对该变压器进行了全面的测试，也未发现问题，得出结论该变压器无质量问题，合格。
于是将该变压器又投入空载，检查副边电压，现象仍如前。
究竟是什么原因产生这种现象的呢？对用户是否会有影响呢？厂家也不能肯定。
而用户急着用电，不能久拖。
最后与厂家、用户协商，投入该变压器运行。
先投入一条长约4km的空载线路，测母线三相对地电压，分别为Uao = 6.6kV，Ubo = 6.3kV，Uco = 6.1kV。
发现三相电压的偏差在变小，继而再投入其它线路，并且投入用户变压器，测用户变压器低压侧（400V侧）电压，看三相电压相差多少，能否使用，于是到用户变压器低压侧测电压，测得三相电压分别为Uao = 235V，Ubo = 234V，Uco = 234V，相电压、线电压都平衡。
用户投入各类负荷运行正常。
回来后，再测Ⅱ段母线电压，测得电压分别为Uao = 6.3kV，Ubo = 6.3kV，Uco = 6.3kV，三相电压完全平衡。
由此进行了总结，得出结论：该变压器空载（只带母线）时三相对地电压不平衡，带上负荷后，电压完全平衡，用户可以放心使用。
经与厂家技术人员进行了分析，到底是什么原因引起这种现象呢？根据厂家人员介绍，厂家在设计制造这台变压器时，与以前的变压器结构上进行了改进，△侧接电源，副边侧接负载，中性点不接地未引出，电压调整抽头由侧从首端引出，在结构上与以前使用的1号、2号变压器有所不同。
由于变压器原边与副边绕组、原副边绕组对地、相与相绕组之间都存在电容，又由于结构上的原因，导致三相绕组总的对地电容不相等。
在空载只带母线电压互感器情况下，对地电容值主要取决于变压器对地电容，母线电压互感器相当于一个电感，组成的电路原理见图1。
现以变压器负荷侧（副边侧）作为电源，变压器中性点为O，变压器对地电容及电压互感器组成的负载阻抗为Z，三相负载的中性点为O’，电路原理见图2，作电压向量图。
由于Za、Zb、Zc不相等，故电源中性点O与负载中性点O’不重合，中性点电位发生偏移。
电压向量图见图3，点O
与O’的偏移情况视三相负载阻抗Za、Zb、Zc不平衡情况而变化。
O’点随着投入线路及负荷情况而变。
当投入负荷后，变压器对地容抗远小于负载总阻抗，对电压偏移不产生影响。
而设负荷为三相平衡负荷，故点O与点O’重合，三相电压平衡。
这就出现了用户用电后，2号变压器（Ⅱ段母线）三相对地电压反而平衡的缘故。
因此，可以肯定，Ⅱ段母线的用户可以放心使用，对电气设备不会有什么影响。