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基于低压电网中性点偏移的电压异常分析
(河北省保定市供电公司 071000)
摘要:首先介绍配电运行人员查找低压电网的电压异常事故的面临的问题,然后分析了三种中性点位移的概念,最后用中性点位移来解释典型的高压缺相、单相接地和零线故障造成的电压异常,辅助运行人员更好更快地处理电压异常事故。
关键词:中性点偏移低压电网事故分析零线带电


一、引言
配电运行人员在处理低压台区电压异常事故时,都是凭借相传的经验工作。对这些事故查找方法,没有理论佐证,遇到复合故障或特殊情况,不能灵活加以运用,影响现场工作。
笔者处理过多起用户电压异常事故,遇到过很多困惑,为此读过关于低压电网电压异常的诸多文章。但是这些文章都将电压异常解释为中性点偏移和三相负荷不平衡造成的,具体地过程描述不清楚,没有说服力。
鉴于很多运行人员对中性点、偏移、带电等低压概念并不清楚,遇到问题就拿出中性点偏移和三相不平衡说事。笔者经过不断地理论分析和实践总结,以中性点偏移为基础,解释电压异常的原因,以及电压异常处理的过程。
二、中性点的三种偏移

变压器三相负荷均衡时,低压绕组的相电压和线电压是对称的。如果三相负荷不均衡,中性线中即有不平衡电流流过,利用对称分量法可知零序电流I0为中性线电流IN的1/3。由于变压器有零序阻抗,零序阻抗Z0上的压降UOO’=Z0I0=Z0IN/3,此时Uoo’就为低压绕组实际中性点O’
对理想中性点O的偏移,如图1所示。绕组相电压变为UO’A、UO’B、UO’C,而不是UOA、UOB、UOC。
变压器低压端子的相电压等于绕组电压,相电压出现不对称,但是三相线电压依然对称。
对于Yyn0接线的变压器,零序阻抗大(约为正序或负序阻抗7-10倍),但是IN较小(规定要求不得超过额定电流的25%),正常运行时I0最大为额定电流的1/12。因此,绕组中性点偏移Uoo’很小,基本上不超过5V。
对于Dyn11接法的变压器,高压侧的角接为零序电流提供了通路,高压侧相绕组产生磁势与低压侧相抵消,所遇中性点偏移Uoo’更小,三相相电压更加对称。这也是Dyn11变压器较Yyn0变压器抵抗三相负荷不均衡更强的原因。
通过对公司用电信息采集系统的数千台配电变压器数据进行分析,有不少配电变压器的零线电流远远大于25%,甚至部分变压器只带一相或两相负荷,但是变压器的出口电压基本上是对称的。所以,低压电网正常运行时,单纯由三相负荷不均衡产生的低压绕组中性点偏移不会对设备产生大的影响,更不会烧坏单相用电设备。

图1 绕组实际中性点O’对理想中性点O的偏移

现大地零电位用O”表示之,变压器接地阻抗为RT,单相接地或零线断线加三相负荷严重不均衡产生的零线对重复接地产生的接地电流,接地电流最后流经RT,在RT上就产生压降,这样变压器低压侧中性点O(O’)与大地O”不是等电位了,绕组中性点O(O’)对地有电压偏移,偏移值就是接地电流在RT上的压降,这种偏移就是低压绕组中性点对大地零电位的偏移,此时零线与中性点保持同