一起小电流系统线路单相断线引起母线电压异常分析
35KV及以下小电流接地系统发生电压不平衡原因分析
在35KV及以下中性点不接地系统中，当发生单相接地后，允许维持一定的时间，一般为2h不至于引起用户断电。
但随着中低压电网的扩大，中低压架空导线及电缆出线回路数增多、线路增长，中低压电网对地电容电流亦大幅度增加，当发生单相接地时，接地电弧不能自动熄灭而产生电弧过电压，一般为3~5倍相电压甚至更高，致使电网中绝缘薄弱的地方放电击穿，最终发展为相间短路造成设备损坏和停电事故。
最近从本地区电网发生的电压不平衡来看，电压异常波动基本发生在因天气刮风或设备原因造成的某处单相间歇或直接接地或断线时，为了使调度员在系统发生电压波动时能够明确区分故障类型，及时处理故障，保障电网安全运行，下面分别就接地、线路断线、PT熔丝熔断、谐振过电压等故障情况的不同表征详细进行归类分析，以供交流。
1接地故障一相金属接地时，相电压特征是一相电压为零，其他两相电压升高至线电压。
结果判断为：一相金属性接地后正常的电压变化，电压为零相是接地相。
一相非金属（经过渡电阻）接地时，相电压特征是一相（或两相）电压低，但不为零；另两相（或一相）电压高，近似线电压，随着过渡电阻的变化，各相电压发生较大幅度的波动，有时超过线电压。
非接地的两相电压一般不相等。
结果判断为：随着电阻变化，产生电压波动时带有接地过电压，这种情况往往是最高电压相的下一相（按正相序排列）为接地故障相。
由断路器送电发出接地信号时，相电压特征是三相电压瞬间波动，瞬间发接地信号。
电压瞬间变化情况和一相断相或两相断相的电压情况相同。
结果判断为：由于断路器三相接触不同期而造成的三相线路不能同时带电，使中性点产生位移。
2线路断线一相断相时，如一相线路断线或线路跌落断路器掉闸时，相电压特征是三相电压不平衡，有时发出接地信号。
断线相电压和中性点电压升高，非断线两相电压相等且降低，供电功率减少。
结果判断为：三相对地电容电流不对称，通过非断相的两相电压相等和供电功率明显减少这两个特点，来区别接地故障和线路断相故障。
电力系统常见电压异常分析及处理
电力系统常见电压异常分析及处理发布时间：2023-02-15T08:03:15.202Z 来源：《当代电力文化》2022年19期作者：宗艳1 白丽娜2 [导读] 电力系统运行过程中宗艳1 白丽娜21.国网沧州供电公司，河北沧州 0610002.国网邢台供电公司，河北邢台 054000摘要:电力系统运行过程中，经常发生电压异常的情况。
电压降低、过电压均会影响电力系统安全稳定运行，因此及时发现识别电压异常及其原因，并采取正确的措施进行处理至关重要。
本文对小电流接地系统单相接地、电压互感器一、二次熔丝熔断、线路断线、系统谐振等引发的电压异常进行了分析，并给出了相的处置措施。
关键词：电力系统；电压异常；单相接地；断线；谐振；前言电力系统在运行过程中，常常出现电压异常的情况，主要表现为电压的降低和升高。
电压异常可能造成一次设备绝缘损坏、继电保护等二次设备保护拒动等问题，需要重视。
常见的引发电压异常的情况有小电流接地系统单相接地、电压互感器一、二次熔丝熔断、一次线路断线、电力系统谐振等原因。
一、小电流接地系统单相接地电力系统按接地方式分为大电流接地系统和小电流接地系统。
大电流接地系统包括直接接地、小电阻接地系统等。
小电流接地系统是指中性点不接地或经消弧线圈和高阻抗接地的三相系统，又称中性点间接接地系统。
在我国，系统零序电抗与正序电抗比值大于4~5的系统为小电流接地系统。
在美国和西欧，零序电抗与正序电抗比值大于3为小电流接地系统。
一般110kV及以上系统为大电流接地系统；35kV及以下为小电流接地系统。
小电流接地系统单相接地是一种常见故障。
当小电流接地系统发生单相接地时，接地相的相电压降低或变为0V，其他两相相电压升高。
接地相没有故障电流。
因此，单相接地故障时，允许系统运行1-2小时。
但系统单相接地时，另外两相对地电压升高，最高升高为线电压容易造成设备绝缘损坏，继而发生两相短路、三相短路等。
同时接地故障点产生电弧，可能烧坏设备，发展成相间或三相故障。
浅谈10kV母线电压异常分析及处理
浅谈10kV母线电压异常分析及处理摘要：在小电流接地系统中，10kV PT电压异常时有发生，现结合220kV XX变电站发生的10kV PT电压异常分析和处理过程，对10kV PT电压异常的原因和预防措施进行了探究。
关键词：变电站；10kV PT；异常；故障辨析0事件现象220kV XX站值班人员在监盘时发现：监控机发出“220kV XX站10kV 2乙M母线电压异常”异常告警信号，经检查发现10kV 2乙M母线电压A相2.0kV，B相6.0kV，B相6.0kV，监盘人员立即将该情况报告当值值班长。
1.技术分析220kV XX站10kV 2乙M母线电压异常原因：10kV PT高压熔断器熔断、低压熔断器熔断、一次系统接地、断线故障、铁磁谐振、负载不对称、接线错误或松动、电压继电器辅助接点接触不良等。
1.110kV PT熔断器熔断1）当系统发生单相间歇电弧接地时，产生接地过电压。
电压可达正常相电压3—3.5 倍，可能使10kV PT铁芯饱和，激磁电流急剧增加，引起高压侧熔断器熔断，熔断相低压侧电压降低但不为零，此时低压侧非故障的两相电压保持正常相电压。
同时，由于高压侧发生熔断器熔断，低压侧伴随出现零序电压，此时的零序电压高于10kV母线接地信号告警定值，因此保护装置启动并发出母线接地信号。
2）当10kV PT低压熔断器熔断时，二次侧现象与高压侧相似，区别在于低压侧熔断器熔断，只会影响某一绕组电压，不会伴随出现零序电压，所以不会发出母线接地信号。
1.2一次系统接地、断线小电流接地系统单相接地故障可分为金属性接地与非金属性接地两类：1）当发生金属性接地时，接地电阻为零（或接近于零），中性点与故障相电压重合，故障相电压为零，非故障相电压上升为线电压（或接近于线电压）。
2）当发生非金属性接地时，由于接地电阻不确定性，造成二次电压异常，这就容易与10kV PT熔断器熔断故障混淆，但这种情况至少有一相电压超过正常时相电压，这就可以区分电压异常是系统非金属接地还是熔断器熔断所引起的。
小电流接地系统异常接地情况分析
小电流接地系统异常接地情况分析摘要:针对电网值班员经常遇到小电流接地系统电压异常的问题，结合日常工作所见，浅析电压异常的原因，包括一次系统接地故障、一次系统断线故障、电压互感器高压保险丝熔断、低压保险丝熔断(或空开跳开)、所接负荷不对称、铁磁谐振等，并结合工作实际浅谈处理方法。
关键词:小电流接地系统:铁磁谐振;过电压1、电压异常现象分析1.1完全接地如果系统发生完全接地，则三相线电压仍保持不变，接地相的电压降至零，其他两相电压上升为线电压，零序电压3U0上升至100V左右，后台监控机发出母线接地信号。
此类接地原因主要有:电缆击穿放电、架空线路上搭有异物、针瓶击穿等。
1.2不完全接地如果系统发生不完全接地，则三相线电压仍保持不变，接地相电压下降但不为零，其他两相电压.上升但低于线电压，零序电压3U0上升至报警值与100V之间，后台监控机发出母线接地信号。
此类接地原因主要有:线路接点打火、配电变压器故障等。
1.3间歇性接地如果系统发生间歇性接地，则三相线电压仍保持不变，三相相电压时增时减，零序电压3U0时有时无的变化，随之后台监控机发出的母线接地信号也是发信、复归伴随出现。
此类接地原因主要有:天气原因异物搭接在线路上、风天树木靠近线路等。
1.4弧光接地区别于金属接地，弧光接地的故障点与地之间不是直接接触，而是通过电弧接触，发生时电压显示不稳定,非接地相电压上升至额定电压的2.5~3倍,零序电压3U0可能大于100V。
引起此类接地的原因很多，主要有:雷击、鸟害、断线、树枝等外力破坏以及阀式避雷器放电等等。
在单相接地中最危险的就是间歇性的弧光接地，因为此时网络是一个具有电容电感的振荡回路，随着交流周期的变化而产生电弧的熄灭与重燃，就可能产生很高的过电压现象，这对电器是很危险的，特别是35千伏以上的系统,过电压可能超过设备的绝缘能力而造成事故。
本地区X x变XHG-ZK型消弧装置已投入使用,投入以来消除了弧光接地过电压给电气设备造成的各种损害，效果显著.1.5由接地诱发的谐振当系统遭到一定程度的冲击扰动，激发起铁磁谐振现象，由于对地电容和互感器的参数不同，可能产生三种频率的谐振:基波谐振、高次谐波谐振和分频谐波谐振。
小电流接地系统发生单相接地时的分析与处理
小电流接地系统发生单相接地时的分析与处理作者：杨志斌来源：《华中电力》2014年第04期一、电力系统中性点运行方式概述：在电力系统中短路故障可分为三相短路故障（接地），二相短路（接地）故障和单相接地短路故障。
而接地短路故障按系统中性点运行方式和接地短路电流的大小不同又分为中性点直接接地的大电流接地系统和中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地系统。
一般理论上将接地短路电流大于500A的纳入大接地电流系统，而在小电流接地系统中当10kV系统接地短路电流大于20A，35kV系统接地短路电流大于10A 时，因容易造成对设备的损坏而需要在变压器中性点加装抵消容性接地电流的感性消弧线圈。
我国3～66kV电力系统大多数采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式，即为小电流接地系统。
在小电流接地系统中，单相接地是一种常见的临时性故障，在该系统中，如发生单相接地时，由于线电压的大小和相位不变（仍对称），且系统绝缘又是按线电压设计的，所以允许短时运行而不切断故障设备，系统可运行1～2h，从而提高了供电可靠性，这也是小电流接地系统的最大优点。
但是，若一相发生接地，则其它两相对地电压升高为相电压的1.732倍，特别是发生间歇性电弧接地时，接地相对地电压可能升高到相电压的2.5～3.0倍。
二、单相接地的影响：在电网运行过程中，单相接地故障是最为常见且故障频率最高的一种“小故障”。
但这种故障在电力系统中影响不可小觑。
它可以造成系统绝缘破坏，引发相间短路故障。
可因零序电流在三角形接线的电机用户中引起电机异常发热和振动，以及引发电机过热故障和产品质量下降，引起星形接线的用户电机无法起动。
还可能因线路断线危及人身安全。
由于单相接地故障往往伴有持续性间隙电弧，引起系统谐振和设备损坏，并可能产生大量三次谐波，引起对民用通讯系统的干扰和对电力系统广泛采用的微机保护和信息系统的干扰，引起保护误动、拒动、死机、乱码和误发报文信息等异常情况的发生。
配电网母线电压异常现象分析及处理方法探讨_杜严行
供用电 2017.0142DISTRIBUTION & UTILIZATION0 引言小电流接地方式的配电网常常由于大风、雷雨、大雾潮湿、沙尘等恶劣天气，设备老化绝缘降低、外物（输电线路附近树枝、塑料布等异物）干扰、外力破坏等导致的故障，以及鸟类筑巢、负荷影响等诸多因素引起母线电压异常。
常见故障类型可分为：单相接地、断线、母线电压互感器高/低压熔断器熔断等。
运行经验表明，90%以上的电压异常现象由单相接地故障引起［1–2］。
由于单相接地时故障电流相对较小，接地电弧都能自行熄灭，而三相电压依然对称，不影响对用电负荷的连续供电。
为提高供电可靠性，原有电力系统安全运行规程规定，一般小电流接地系统单相接地故障可持续运行1～2h；但此时非接地相对地电压将会升高至线电压，此过程中会触发引起过电压从而危害电网的绝缘水平，甚至导致短路故障引发事故扩大［3］，因此这就要求电网调控运行人员要及时、准确、快速处理故障［4］。
本文结合本地区配电网运行实际案例，对不同配电网母线电压异常现象进行分析和深入探讨，针对不同的三相电压特征，分析其原因并提出处理方法，有助于提高配电网调控及运维水平。
1 配电网母线电压质量的相关标准及运行要求提供合格的电压质量是配电网运行的基本任务和目标。
原国家电力部颁布的《供电营业规则》第54条中有关配电网的电压规定：“供电企业供到客户受电端的供电电压允许偏差为：10kV及以下三相供电的，为额定值的±7%”［5］。
文献［6］标准中明确规定：“①35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称电压的10%（注：如供电电压上、下偏差同号，即均为正或负时，按较大的偏差绝对值作为衡量依据）；②20kV及以下三相供电电压允许偏差为标称电压的±7%；③220V单相供电电压允许偏差为标称电压的+7%～-10%；④对供电点短路容量较小、供电距离较长以及对供电电压偏差有特殊要求的用户，由供、用电双方协议确定。
小电流接地系统单相断线故障分析
３ 事 故 现 象 分 析
对于 Ａ站 （ 电源侧 ） ，３ ５ ｋ Ｖ 系统正常运行 时，各 相对
地 电容 为 、
州 一 一
、
，则 中性点 位 移 电压 为 ：
ｙＡ＋ ｙ｝ ｛ ＋ ｙ（ 、
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ １ ２ — ２ １
图３ Ａ站 ３ ５ ｋ Ｖ母线 电压相 量图
厶
＋Ｕ 州 一 ３
／ ２。而 实际 运 行 中 ，各 相 对 地 电
一 ０
容不完全对 称 ，且 Ａ站 ３ ５ ｋ Ｖ Ｉ 段 母 线上 有多 条 线路 运
行 ，断线 相 对地 电容 电 流变 化 不 大 ，所 以 州 ＜ 己 ／ ２， Ｌ ， （ Ｉ ＜Ｌ ■＜ ３ Ｕ ／ ２， Ｌ 厂 Ａ、Ｌ ， Ｂ 略 为减 小 ，即 Ａ 站 ３ ５ ｋ Ｖ
断线 相 电压 升 高 ，非 断 线 相 电压 略 降 。
（ ２ ） 对于 负 荷 侧 ，由 于 电源 缺相 ，三 相对 称 性 被 破 坏 ，因此三相动力 负载将不能运行 ，唯有电阻性负载可继 续存在 ，但不能正常工作 ，由此导致失去大部分负荷 。通
过Ｙ ／ △一 １ １ 变 换 后 ，低 压 侧 三相 对 地 电压 严 重 不 平 衡 ，一
Ｕ ｃ — ＋ ＋ 一去
厶
由计 算 结 果 可 看 出 ， ３ ５ ｋ Ｖ 甲 线 Ｃ 相 断 线 时 ， Ｂ站
断线后 ，负荷端高压线圈上 的电压为
一
一√ ３ ｅ ｊ ∞ 。 ／ ２，
１ ０ ｋ Ｖ侧母线电压变化情况 为一相 （ Ａ相） 对地 电压正 常，
两相 （ Ｂ 、Ｃ相 ） 相 电压 降 低 Байду номын сангаас正 常 相 电压 的 １ ／ ２ 。
母线电压异常的判断与处理
母线电压异常的判断与处理[摘要]在日常的变电站监控工作中，针对各种原因引起的电压异常现象，对小接地系统中的母线电压异常现象进行分析，总结其规律，提出了故障判断及处理的步骤和原则。
[关键词]小接地系统电压异常现象处理中图分类号：tm451文献标识码：a文章编号：1009-914x（2013）21-0000-01前言衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。
而电压质量的异常直接影响设备的运行技术指标、经济指标。
电气设备由于受到环境、外力、系统等因素影响，对小接地系统而言，母线电压时常发生异常的变化，而监控的职责就是及时对电压进行调整和控制，来满足电力用户需求。
对电网运行中经常出现的各种电压异常现象进行判断分析，能快速有效地进行处理和控制，使系统保持安全稳定运行。
为此，本文结合实际工作中出现的异常现象进行了分析讨论，并制定有效的控制手段。
1 非系统设备故障所致的异常电压现象1.1 电网正常运行时的电压偏离为保证变电站设备的安全、经济运行，运城电网每季度都有各级母线电压曲线，监控人员应对照电压曲线，保证电压在合格的范围，比如：根据高峰、低谷、平峰各个时段，10kv电压应保持在10.1-10.7kv，根据上限、下限的数值，合理掌握电压范围。
在电网实际运行时，由于有功、无功出力的变化、用电负荷增减、系统接线方式异常等原因，均会造成母线电压脱离电压限值。
此非设备故障原因，只需进行相应调整，即可满足电网及用户的电压质量要求。
1.2 针对上述情况的处理措施：（1）调整运行方式，合理分布负荷（2）增减无功功率，投切电容器组（3）改变网络参数，停、投或并解变压器。
（4）改变有功和无功的重新分布，调整变压器分接头。
2 电压互感器高低压保险熔断造成电压的异常2.1 对于高压或低压侧一相保险熔断时，熔断相所接的电压表计指示要降低，未熔断相的电压表计指示不会升高（保险接触不良时类似）。
现场运行实际中，有因保险熔断导致某相电压降低，并伴有输电线路断相导致某相电压过高的现象，两者均有可能使接地绝缘监视装置发出假接地信号。
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一起小电流系统线路单相断线引起母线电压异常分析
摘要：本文对一起小电流系统线路单相断线引起电压异常事故处理情况进行介绍，事故发生时虽然单相接地信号发信，但系统电压显示与单相接地时电压分布
特征差异较大，造成故障分析判断困难。
结合变电站运方情况，对单相断线时系
统运行工况进行详细理论分析，理论分析和实际系统工况两者相互吻合，论证了
对事故判断的正确性。
通过对该事故分析总结，给类似事件处理提供一定的启示
和参考。
关键词：小电流系统；单相断线；单相接地；电压异常
0 引言
某日，某220kV变电站（下称A站）发生了一起35kV出线单相断线造成本
侧及下级厂站母线电压异常的事故。
主要原因是由于A站35kV 311线路导线B
相断线后与A相发生导线碰线，造成A/B相间短路，311开关跳闸，重合成功，
B相导线掉落在地上。
由于断线相导线落在地上，造成A站35kV II段母线异常，
B相发出接地信号，其下级35kV B站（下称B站）母线电压遥测异常。
该事故系
统电压显示与单相接地时电压分布特征差异较大，造成故障分析判断困难。
针对
这类小电流系统线路单相断线并伴随接地的故障类型下文将进行深入分析并提出
几点启示。
1故障简介
1.1系统正常运方
220kV A站，311开关运行于35kV II母，带下级厂站B站2号主变运行；
35kV B站，311开关运行于35kV II母，1、2号主变分列运行，母联300开关热备用，母联100开关热备用，备自投均启用。
1.2 故障过程简述
某日，12：50，220kV A站35kV 311开关跳闸，重合成功，220kV A站35kV
II段母线B相接地，电压为（38.45，0.57，35.33）kV；35kV B站电压异常，35kV II段母线三相电压(34.44、30.96、34.44) kV，10kV II段母线三相电压（3.25、2.93、6.02）kV。
配调调控员按照单相接地故障的处理流程，对A站35kV出线进行拉路查接地。
当拉开311线出线开关时，35kVII段母线电压恢复正常，B站35kV 备自
投动作，全站电压恢复正常。
13：10，当值调控员通知配电运检巡线。
13：25，
配电运检汇报35kV 311线19#杆A站侧导线B相断线，A站侧导线掉路在地上，
后将该段线路停电检修。
处理结束后，送电正常。
2 故障分析
该事故只从A站35kV母线电压分析，是典型的单相接地现象。
实际上是一
起电源侧接地的线路单相断线事故。
我们对事故分析后认为，是35kV 311线19#
杆A站侧B相导线断线后碰线，发生相间短路，造成 311开关跳闸，重合成功。
A站侧断线相导线落在地上，造成A站35kV母线单相接地，B站侧电压异常。
2.1 A站电压异常分析
综上所述，当高压侧线路断线，电流流经变压器后，低压侧C相相电压大小、方向均不变。
A、B相电压变为断线前正常相电压的0.5倍，且方向相反。
由系统实际工况可知，在断线事故发生后，B 站10kV I、II段母线三相电压（3.25、2.93、6.02）kV。
断线前10kV母线三相电压为（6.14、6.08、6.07）kV。
按上述公式我们可以得到A相相电压应该为0.5倍断线前正常相电压即
0.5×6.14=3.07kV，B相相电压应为0.5×6.08=3.04kV。
三相电压均基本与理论相符。
从上述分析可以看出，计算结果基本符合，可以确认这是一起电源侧接地的
线路单相断线事故。
3结论
通过以上分析可知，当断线故障后，断口后端，利用对称分量法即可以得出：对于Dyn11绕组的配电变压器，低压侧C相电压大小不变，另两相电压相等且均
降低一半；B、C及C、A相间电压方向相反且均降低至0.866倍，A、B相间电压
为0。
可见，低压侧用户有两相电压很低，用户部分电器设备将不能正常启动运
行甚至损坏。
断线故障还可能使线路相间电容及对地电容与配电变压器励磁电感构成谐振
回路而激发铁磁谐振，可能导致系统中性点位移、绕组及导线出现过电压、绝缘
闪络、避雷器爆炸、电气设备损坏。
作者简介：
白玉东（1986.11－），男，汉族，江苏丰县人，硕士，工程师，技师，主要
从事调控运行工作。
王浩（1975.03－），男，汉族，江苏徐州人，高级工程师，高级技师，主要
从事调控运行工作。