1 报警现象
某农村35 kV/10 kV变电站一次停电退出运行后,在恢复送电时,先将主变压器投入电网对其进行预充电(10 kV侧配电线路暂未投人运行),变电站内仅有变压器、母线、高压柜等设备带电,就在此时,绝缘监测装置发出接地警报、三只单相电压表Uu、Uv、UW的指示读数不对称平衡,绝缘监测装置接线图如图1所示。
2 分析讨论
开始认为是站内母线或其他设备发生了接地故障,立即将变压器退出运行,对站内母线等设备进行细致检测,但未发现异常现象。既然站内设备未发生接地故障,绝缘监测装置动作报警的原因何在呢?在此我们且从绝缘监测装置的工作原理方面来找原因。如图1所示,该绝缘监测装置是由一台三相五柱电压互感器、电压继电器等设备所组成。电压互感器一次侧作星形连接,中性点接地。二次侧有两组绕组:一个绕组作星形连接,中性点引出并作接地处理,在各相上均接有单相电压表1只,分别监测u、v、w三相的电压状况。另一个绕组作开口三角形连接,在其开口两端接有电压继电器(KV)等报警设备。当系统运行正常三相电压对称平衡时,开口三角形绕组两端的电压值为零(或仅有微小的不平衡电压存在),电压继电器不会被启动,无报警信号发出,三只单相电压表分别指示出u、v、w三相的电压值为对称平衡的电压值。当系统发生单相接地时,系统的对称平衡遭到破坏。三只单相电压表的指示读数再不是对称平衡的电压值了,而是故障相的电压急剧下降(甚至为零),另外两相的电压大幅上升(最大可达万倍的相电压值)。此时开口三角形绕组的两端将呈现出很高的电压值(最大可达到100 V),使接在其两端的电压继电器动作启动报警设备发出接地故障报警信号。
由以上的分析讨论可知,要使绝缘监测装置报警,不管系统是否发生了接地事故,只要在开口三角形绕组的两端出现足够使电压继电器动作启动报警设备的电压,就会使电压继电器动作,启动报警设备发出接地信号。
如前所述,这类农村35 kV/10 kV系统中性点虽然未进行接地,但实际上各相还是通过各相的对地电容进行了接地(也就是电容接地)。在变电站内由于某些原因(例如母线排列的位置不同等),将会造成各相的对地电容值不同(即各相的对地电容值不对称平衡),从而导致各相的对地电容电流值不对称平衡。
当然,各相不对称平衡的对地电容电流之绝对值都很小,但就其各相对地电容电流差值的百分比来说却非常大,即各相对地电容电流的不对称平衡度非常大。因为绝缘监测装置是以监测系统三相对地绝缘是否对称平衡为依据的,对系统三相对地绝缘是否对称平衡的反应十分灵敏。由此可见,该绝缘监测装置的误报警,完全是因为三相对地电容电流的不对称平衡度很大,而呈现出三相对地容抗的不对称平衡度很大,也就是三相的对地绝缘不对称平衡度很大,从而使绝缘监测装置中开口三角形绕组的两端产生足够使电压继电器启动的电压值,引起报警设备发出接地信号。
3 结束语
经以上分析讨论可知,该绝缘监测装置的误报警是因为主变压器、母线等设备空载运行时的三相对地电容电流值的不对称平衡度很大所造成的。所以只要设法将此不对称平衡的三相对地电容电流消除掉,就可解除绝缘监测装置的误报警动作。
在此有一个极为简便的方法可用,即将10 kV配电线路投人运行,让母线等由空载状况成为带负荷运行。这是因为10 kV配电线路三相对地的对称平衡电容电流值,要较变电站内母线和主变压器等的三相对地不对称平衡电容电流值大很多,足够将此微小的不对称平衡的电容电流覆盖掉,使系统呈现出三相对地绝缘对称平衡的正常运行状态,使绝缘监测装置的报警信号消失。