摘要：某風電場裝機容量75MW，主變低壓側電壓等級為12kV，為單母分段運行方式，風電場自2015年至今12kV兩段母線三相相電壓出現(xiàn)不平衡情況，導致12kV母差保護裝置PT斷線報警，母差保護退出運行。本文根據(jù)現(xiàn)場存在的問題，經過現(xiàn)場分析、試驗、排查，徹底將該問題解決。

關鍵詞：母線電壓，不平衡

0前 言

某風電場共安裝50臺風機，容量為75MW，分兩期建設。一期33臺AW77/1500風機直接通過六條12kV匯流線路至升壓站12kV#5母線，17臺UP77/1500風機通過箱變升壓至12kV，通過4條匯流線路至升壓站12kV#4母線。兩條12kV母線為單母分段運行，風電場12kV系統(tǒng)為中性點不接地系統(tǒng)，在無故障的情況下母線三相電壓會保持三相對稱，自2015年以來風電場12kV系統(tǒng)一直處于三相電壓不平衡狀態(tài)，B相電壓最高，AC兩相偏低，B相與其他兩相電壓偏差最大時約為1000伏（圖1），導致12kV母差保護裝置TV斷線報警。

1 原因分析

根據(jù)上述問題，通過現(xiàn)場一次電氣系統(tǒng)圖接線方式以及PT測量回路原理圖分析，可能有以下原因，造成12kV電壓不平衡。

1.1二次測量回路、一次保險存在問題

懷疑由于二次測量回路或一次保險存在問題，導致壓降的，出現(xiàn)偏差。

1.2 12kVPT存在問題

可能PT繞組存在問題，導致測量電壓出現(xiàn)偏差[1]。

1.3 110kV系統(tǒng)電壓可能存在偏差

分析可能系統(tǒng)電壓存在偏差，導致風電場12kV母線電壓存在偏差。

1.4 兩臺110kV主變存在問題

分析可能兩臺主變繞組、變比存在問題，導致主變12kV低壓側電壓出現(xiàn)偏差。

1.5 主變低壓側至低壓側開關的母排及避雷器出現(xiàn)問題

主變低壓側至低壓側開關的母排為敞開式母排，附件主要有絕緣瓷瓶、避雷器等，懷疑可能由于母排絕緣瓷瓶性能下降或避雷器性能降低導致母排對地絕緣不足，產生爬電[2]。

1.6 12kV開關室小車開關母排存在問題

12kV開關室內兩排小車開關之間通過母排進行連接，母排安裝有支撐絕緣瓷瓶，懷疑可能由于母排支撐絕緣瓷瓶性能下降，導致對地絕緣不足，產生爬電。

2.問題排查情況

通過對二次測量回路、一次側熔斷器進行測量，回路電阻以及熔斷器直阻均正常。

對12kV5-9PT本體進行檢查，5-9PT一次側經過一次消諧裝置接地，測量對地電阻約為7.4MΩ，5-9PT一次中性點對地為浮空狀態(tài);測量PT的變比正常（顯示A相1a-1n為119.87 ?2a-2n為119.90 ?B相1a-1n為119.85 2a-2n為119.9 C相1a-1n為119.85 2a-2n為119.89）。將PT本體與二次端子排斷開，在PT本體上加額定電壓（7kV），在二次插件上測量ABC三相的1a-1n、2a-2n線圈的電壓均為60V左右，三相電壓平衡，排除PT本體的問題。

在全場送電過程中，操作至110kV母線時，經過檢查發(fā)現(xiàn)110kV母線相電壓和線電壓均平衡。

利用全場停電預試期間對兩臺主變做直阻、變比、耐壓試驗均合格，排除了主變出現(xiàn)問題的可能。

對主變低壓側至低壓側開關的母排進行交流耐壓試驗，未發(fā)現(xiàn)明顯爬電現(xiàn)象;對主變低壓側避雷器進行絕緣電阻、直流1mA電壓U1mA及0.75U1mA下的泄漏電流試驗，未發(fā)現(xiàn)異常。

對12kV開關室內母排進行交流耐壓試驗，發(fā)現(xiàn)母排存在明顯放電聲音，初步懷疑母排支撐絕緣瓷瓶存在問題。

3.處理過程

3.1 5-9PT一次消諧裝置問題

由于5-9PT采用一次消諧，一次側中性點一次消諧裝置短接并直接接地，有可能造成中性點漂移引起的母線電壓不平衡。根據(jù)實際情況，將5-9PT一次消諧裝置拆除，改為二次消諧。

3.2 12kV小車開關室母排問題

對12kV#5母線進行耐壓試驗，橫跨母線的A相橫向支撐絕緣子在加壓到16kV時開始有放電現(xiàn)象，B相和C相在加壓到24kV時開始放電現(xiàn)象，拆除A相橫向支撐絕緣子后，在母線上重新加壓到額定電壓（7kV）測量二次電壓為A相電壓32V左右，B相和C相電壓26V左右（額定電壓應該在60V左右），此時電壓不平衡換相，判斷故障點在橫向支撐絕緣子處。繼續(xù)將B相和C相橫向支撐絕緣子拆除后加壓測量電壓值仍然為A相電壓最高，B相和C相電壓較低，懷疑為#5母線橫跨母線及絕緣子灰塵較多導致母線對地絕緣不一致以致母線電壓有偏差。清理母排灰塵、更換絕緣子后重新加壓測量PT二次電壓A相59.3V，B相電壓59.8V和C相電壓59.4V三相電壓平衡。

對#4母線4-9PT進行變比試驗變比正常，對#4母線加壓測試時加到16kV時4-9PT柜中的絕緣子開始放電有放電現(xiàn)象，此絕緣子未與母線連接，與母線有一定的間距未起到支撐作用。將三個絕緣子拆除后加耐壓正常，將#4母線加到額定電壓（7kV）后測量母線二次電壓A相電壓30V左右、B相電壓30V和C相電壓30V三相測量值電壓平衡，但是測量值與額定值有較大的偏差，通過查找二次接線發(fā)現(xiàn)PT二次側接地線松動，緊固接地線后測量電壓A相電壓59.2V，B相電壓59.3V和C相電壓59.5V三相電壓平衡。

排除以上問題后，12kV電壓恢復正常，查看12kV母差保護裝置，TV斷線報警消除，裝置恢復運行。

4.結論

本文對12kV母線電壓不平衡問題進行了詳解分析研究，針對可能出現(xiàn)的問題進行了分析，并根據(jù)分析進行現(xiàn)場檢查處理，最終解決問題，對現(xiàn)場運行人員判斷、處理問題具有很強的實際指導意義。

5.參考文獻

[1]唐崇年. 電力互感器故障綜合測試診斷技術的研究和應用[D].華北電力大學，2012.

[2]鐘建業(yè).10kV線路避雷器故障研究及處理辦法[J].電子測試，2021（05）：111-112.

作者簡介：李占龍（1990.5-），男，助理工程師，主要研究方向：風電檢修管理、運維管理、故障處理等。