關(guān)于空載母線虛幻接地現(xiàn)象的探究

虛幻接地：表現(xiàn)形式與系統(tǒng)單相接地故障相似，均表現(xiàn)為系統(tǒng)中性點發(fā)生位移電壓，兩相電壓升高，一相電壓降低，接地保護發(fā)出接地故障信號。發(fā)生虛幻接地時，電網(wǎng)元件的絕緣性并無問題，它是電力系統(tǒng)電感和電容參數(shù)達到一定條件下，各相出現(xiàn)不對稱過電壓的一種虛幻接地現(xiàn)象。空載母線運行情況下，等效的電路圖如圖1所示：

因此可知，空載母線電壓不平衡而造成的虛幻接地現(xiàn)象是由于中性點的漂移，產(chǎn)生位移電壓而形成的，而電壓不平衡的產(chǎn)生源自三相電容的不平衡，由于在多圈變壓器不同接線方式、長母線的鎧式開關(guān)柜等不斷普及應用，三相的不平衡電容常常存在。

對于空載系統(tǒng)中常出現(xiàn)的三相電容不平衡的情況，不平衡問題主要出現(xiàn)在主變內(nèi)部，由于空載運行時系統(tǒng)的參數(shù)以母線對地電容、電壓互感器三相電感、主變?nèi)嚯娙轂橹?，而在站?nèi)母線長度很短、電壓互感器三相電感經(jīng)出廠測量相等的情況下，主變內(nèi)部的分布電容則成為不平衡的主要產(chǎn)因。在主變內(nèi)部的電容主要包括原邊繞組與副邊繞組電容、原副邊繞組對地電容、相與相繞組之間電容三種主要形式[2]，對于常見的主變YNyn10-yn10接線方式，原副邊繞組對地電容、相與相繞組之間電容三相基本相同，產(chǎn)生不平衡的電容主要存在于原邊繞組和副邊繞組間的電容，以以上所提的接線方式為例進行分析：

由圖2的向量示意圖可知：副邊繞組a、b兩相相對于c相對稱，因此主變內(nèi)部A、B兩相電容參數(shù)基本相同，C相副邊到原邊各繞組的距離比A、B相小，由電容的推算公式可知電容值與距離呈反比關(guān)系，因此C相電容將比A、B相大，于是在空載情況下中性點將產(chǎn)生不同程度的漂移，在主變此種接線的情況下，中性點沿C相漂移，于是造成C相電壓的偏低，產(chǎn)生虛幻接地的現(xiàn)象。虛幻接地情況下一次電壓與其余情況的不同如表一所示：

表一：10kV線路幾種特殊狀態(tài)下一次電壓實例匯總表

項目A(kV)B(kV)C(kV)

正常情況5.785.785.78

發(fā)生金屬性接地情況(理想)01010

虛幻接地情況7.16.43.6

正常運行情況下，10kV母線三相電壓平衡，均為5.78kV左右;發(fā)生理想情況下的金屬接地時，接地相電壓下降至0kV，其余兩相電壓上升為線電壓10kV;對實際情況下的單相接地情況，外在表征為一相降低，另外兩相電壓同時等幅提高;在系統(tǒng)發(fā)生虛幻接地時，由于系統(tǒng)內(nèi)部電容分布不平衡，會產(chǎn)生中性點未沿相電壓方向偏移，從而形成三相電壓不同程度的增減，并未出現(xiàn)兩相電壓相同的情況。但是對于主變YNyn10-yn10型接線，電容分布為A、B兩相相同，因此會出現(xiàn)虛幻接地時兩相電壓指示基本相同的特殊情況。

虛幻接地現(xiàn)象在實際運行中，對設備并不存在威脅，但是對于遠動信息監(jiān)控的變電站，如果母線真正出現(xiàn)接地現(xiàn)象時將無法進行時時的監(jiān)控，因此面對此種情況應進行必要的處理。在常見的處理方式中，運行人員可以按照調(diào)度的運行方式要求，在完成母線充電工作之后，將高壓側(cè)進線開關(guān)，主變壓器低壓側(cè)開關(guān)全部由運行轉(zhuǎn)熱備用，將空載的主變壓器、母線轉(zhuǎn)熱備用。待該母線上線路帶上負荷后，感性負荷會增加線路導線的電感值，在主變壓器等元件接入后使得回路的參數(shù)發(fā)生很大變換，三相電容值以線路的參數(shù)為主而解決三相電容不平衡的弊端，虛幻接地現(xiàn)象自行消失。

除去運行方式上等待線路帶上負荷之外，還可以對回路進行必要的改變，從而消除母線的虛幻接地現(xiàn)象：

一、母線投運前參數(shù)的檢測。在對母線進行充電前可對母線的三相電容進行檢測，適時避免三相電容不平衡情況的發(fā)生。對于存在的三相電容不平衡的現(xiàn)象，可以采用母線三相交錯接線和線路合理換位的方式減小母線三相電容的不平衡度;

二、在母線三相安裝電容補償裝置，此類方法可以切實地解決母線三相電壓不平衡的問題，對于多個電容進行分相補償?shù)那闆r可以需要進行分散的安裝，從而增加了系統(tǒng)運行的靈活性和合理性，并且更好地解決了母線三相電容不平衡而造成的中性點電壓漂移問題。在經(jīng)濟條件允許的情況下，可以在中性點安裝消弧線圈(如圖3)，并按照運行方式設定出正確的整定值，保證該運行模式下避免三相不平衡所造成的中性點電壓偏移狀態(tài)的發(fā)生。

由公式七可得：在接入中性點的消弧線圈之后，中性點的位移電壓值與消弧線圈的消諧度和阻尼率有很大的關(guān)系，因此在運用消弧線圈來消除虛幻接地現(xiàn)象的過程中，應根據(jù)系統(tǒng)的參數(shù)設置情況，設置適當?shù)拿撝C度，使得中性點位移電壓值小于保護的動作整定值，從而避免虛幻接地情況的發(fā)生。

電力系統(tǒng)運行過程中的虛幻接地現(xiàn)象與單相接地故障不同，對于設備的絕緣和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行并不存在很強的破壞性，但在運行中分析原因，采取必要的措施進行改進可以根除系統(tǒng)或設備的安全隱患，對穩(wěn)定運行具有重要的意義。

參考文獻：

[1]. 孫方漢等：過電壓保護及現(xiàn)場事故處理 中國水利水電出版社;