补偿系统电压不平衡的分析与处理

摘要：衡量电能质量是电压、频率。电压不平衡严重影响电能质量，相电压的升高、降低或缺相，会使电网设备的安全运行和用户电压质量受到不同程度的影响，造成补偿系统电压不平衡的原因有很多，本文介绍了引起电压不平衡六种原因，进行详细分析，对于不同的现象进行分析和处理。
关键词：补偿系统电压；不平衡；分析与处理

        1  电压不平衡的产生
        1．1补偿度不合适所引起的相电压不平衡  网络的对地电容与补偿系统内所有消弧线圈构成以不对称电压UHC 为电源的串联谐振回路，中性点位移电压为：
        UN＝〔uo /（P+jd）〕·Ux
        式中：uo为网络的不对称度， 一系统补偿度：d为网络的阻尼率，约等于5 %；U为系统电源相电压。由上式可以看出，补偿度越小，中性点电压就越高，为了使得正常时中性点电压不致于过高，在运行中必须避免谐振补偿和接近谐振补偿，但在实际情况下却时常出现：①补偿度偏小时，因电容电流和消弧线圈电感电流IL=Uφ／2πfL 由于运行电压、周波的变化，都能引起IC 和IL 的变化，从而改变了旧的补偿度，使系统接近或形成谐振补偿。②线路停止供电，操作人员在调整消弧线圈时，将分接开关不慎投在不适当的位置，造成明显的中性点位移，进而出现相电压不平衡德现象。③在欠补偿运行的电网里，有时因线路跳闸，或因限电、检修而导致线路停电，或因在过补偿电网里投入线路，均会出现接近或形成谐振补偿，造成较严重的中性点位移，出现相电压不平衡。
        1.2 电压监视点PT 断线出现的电压不平衡  PT 二次熔丝熔断和一次刀闸接触不良或非全相操作出现的电压不平衡的特点是；接地信号可能出现（PT 一次断线），造成断线相的电压指示很低或无指示，但无电压升高相，且此现象只是在某个变单独出现。
        1.3 系统单相接地引起的电压不平衡  补偿系统正常时不对称度很小，电压不大，中性点的电位接近大地的电位。当线路、母线或带电设备上某一点发生金属性接地时，与大地同电位，两正常相的对地电压数值上升为相间电压， 产生严重的`中性点位移，其特点有：接地相电压的电阻不同，两正常相电压接近或等于线电压，且幅值基本上是相等的，中性点位移电压的方向与接地相电压在同一直线上，与之方向相反，其相量关系如图2所示。
        1.4 线路单相断线引起的电压不平衡  造成单相断线后，网内参数发生不对称变化，使之不对称度明显增大造成电网中性点出现较大的位移电压，致使系统三相对地电压不平衡。系统单相断线后，以往的经验是断线相电压升高，两正常相电压降低。但是，因单相断线位置、运行条件和影响因素的不同，中性点位移电压的方向、大小和各相对地电压指示，都不尽相同；有时两正常相对地电压升高，幅值不等或相等，断线相电源外对地电压降低；或一正常相对地电压降低，断线相和另一正常相对地电压升高却幅值不等。
        1.5 其他补偿系统感应耦合引起的电压不平衡  两个补偿系统分别送电的两条线路较近且平行段较长，或同杆架设交叉开口备用时，二者经并行线路之间的电容构成串联谐振回路。出现相对地电压不平衡。
        1.6 谐振过电压出现的相电压不平衡  电网中许多非线性电感元件如变压器、电磁式电压互感器等，与系统的电容元件组成许多复杂的振荡回路。空母线充电时，电磁式电压互感器各相与网络的对地电容组成独立的振荡回路，可能产生两相电压升高、一相电压降低或相反的相电压不平衡，这种铁磁谐振，只在用另外电压等级的电源，经变压器对空母线充电时，在这仅有的一个电源母线上出现。在一个电压等级的系统里，由送电干线对所带的二次变电所母线充电时，不存在这一问题，要避免空充母线要带一条长线路一起充电。

     2  系统运行中各种电压不平衡的判断和处理
        系统运行中出现了相电压不平衡的状况时，多数伴有接地信号，但电压不平衡却并非全属接地，不能盲目地选线，应从以下几方面分析判断：
        2.1 从相电压不平衡范围查找原因