6kV小车开关非全相分闸的分析

6kV小车开关非全相分闸的分析

陶柱

陶柱

（上海华电奉贤热电有限公司上海201400）

摘要：结合故障现象以及处理结果，判断为6kV负载开关单相未分闸，导致母线电压不平衡，即：循泵6C的B相实际未分闸导致6kV6A段母线B相实际与循泵6CB相绕组导通，导致6kVB相对地电容降低，A、C相对地电容增高，母线绝缘较A、C相偏低，最终导致6kV6A6B段母线电压不平衡。

关键词：6kV；非全相分闸；单相不完全接地；三相不平衡

一、6kV厂用电系统运行方式

厂用电分两级电压供电，即6.3kV及400V。容量大于或等于200kW的电动机采用高压6.3kV供电，容量小于200kW的电动机采用低压400V供电。高压厂用工作变压器（高厂变）高压侧通过分相封闭母线与主变低压侧主回路封闭母线T型连接，高厂变低压侧采用共箱封闭母线接至6kV厂用母线上；高压厂用变压器采用有载调压变压器。

每台机组设有6kV（A、B）两段母线，6kV5A、5B段厂用母线由220kV母线经51号主变倒送通过51号高厂变由6kV5A、5B段常用电源开关对厂用母线供电，6kV6A、6B段厂用母线由220kV母线经61号主变倒送通过61号高厂变由6kV6A、6B段常用电源开关对厂用母线供电。3号高备变作6kV5A、5B、6A、6B段母线自合闸备用电源。

二、故障处理情况

1）发现故障

09月09日两台机组停机备用状态，巡检发现6kV6A、6B母线电压不平衡。A、C相相电压为4.2kV，B相相电压为2.7kV；CA相线电压为7.28kV，BC、AB相线电压为6.0kV，且6kV6A6B段各运行开关的综保均报警（零压告警）。

2）运行处理

联系检修确认异常情况，判断是否为测量故障。同时安排人员做好6kV单相不完全接地异常处理准备，安排人员现场检查各厂变运行情况，并安排主值班员换好绝缘鞋排查61号高厂变低压侧母线至6kV母线是否有接地现象。

根据当班工作情况，并无检修工作，经检修确认非测量故障，现场检查母线无异常。下令进行拉6kV6B段上支路，排查接地故障点，拉掉负载后，不平衡现象仍在，至空出并停用该母线，故障未消除，考虑到故障点为单点接地，遂恢复6kV由3号高备变供电。

随后停6kV6A段母线，空出6A后故障仍在，随着负载拉电减少，不平衡电压偏差增大，A、C相相电压为4.4kV，B相相电压为2.5kV；CA相线电压为7.80kV，BC、AB相线电压为5.80kV，将6kV6A母线停电，拉开6A段常用进线开关后，6A段常用进线电压恢复正常，说明故障存在于6kV常用进线开关至6kV6A段母线上。

由运行初步判断故障范围并隔离后，交由检修处理。

3）检修处理

用1kV绝缘表对6kV6A段母线进行测绝缘，三相绝缘值无明显差别，改用2.5kV绝缘表对6kV6A段母线进行测绝缘，发现AC相绝缘值为1000MΩ，B相为10MΩ，AC相明显大于B相，怀疑Ｂ相有单相不完全接地，此时6kV6A段母线已停电，负载均拉电，但仍在工作位置。

对6kV6A段母线进行外观检查，未发现明显接地点。

遂将6kV6A段母线上开关逐一拉至检修位置，并测量母线B相绝缘值，发现循泵6C开关拉出后，6kV6A段母线B相绝缘值恢复正常为1000MΩ。对循泵6C开关本体检查发现，该开关机械指示为分闸状态，AC相断开，B相仍为合闸状态。

三、分析总结：

1）原因分析

在开启循泵6C对闭冷水进行降温，停循泵6C后，B相实际未分闸，运行人员巡检至6kV开关室，发现6kV6A、6B母线电压不平衡，根据事故现象，判断为6kV母线单相不完全接地，并以6kV单相不完全接地事故处理流程进行处理。

结合故障现象以及处理结果，判断为6kV负载开关单相未分闸，导致母线电压不平衡，即：循泵6C的B相实际未分闸导致6kV6A段母线B相实际与循泵6CB相绕组导通，导致6kVB相对地电容降低，A、C相对地电容增高，母线绝缘较A、C相偏低，最终导致6kV6A6B段母线电压不平衡。

2）处理总结

A、事故处理前，由于缺乏经验，未曾考虑到非全相分闸导致三相电源不平衡。否则可以通过检查各开关三相带电显示仪判断出故障开关，（循泵6C的B相实际未分闸，三相带电显示仪AC相指示灯不亮，B相指示灯亮），缩短事故处理时间。

B、故障未查明未排除前，不将故障点并入健康运行系统，不进行可能扩大事故范围的操作。6kV6B段拉掉负载后，不平衡现象仍在，至空出并停用该母线，故障未消除，母线停运后，保险起见，应该对6kV6B段母线测绝缘，合格后恢复至3号高备变供电。

C、故障未排除前，不进行开关操作（摇小车），事故处理时没有操作票，电气操作风险较大。若对非全相分闸开关进行操作，特别是将小车开关摇出时，易造成“带电拉刀闸”情况。发生非全相分闸事故时，应该停运该开关所在母线后，再将该非全相分闸开关拉至检修位置。

四、三相不平衡的危害与区分

1、三相不平衡的危害和影响

对变压器的危害。三相负载不平衡时，变压器处于不对称运行状态。变压器的空载损耗和负载损耗増大。一般规定，运行中的变压器，其中性点电流不得超过变压器低压侧额定电流的25％。此外，三相负载不平衡运行会造成变压器零序电流过大，局部金属部件温度增高，甚至会导致变压器烧毁。

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对用电负载的影响。三相电压不平衡将导致三相电流的不平衡。使电动机绕组的温度上升，输出效率下降，三相不平衡还会使电机发生振动，对运行设备轴承和转子造成损害，减少设备寿命。对于发电厂而言，三相不平衡容易造成辅机跳闸，甚至导致运行机组跳闸，对发电厂以及电网造成巨大经济损失。

2、三相不平衡的区分

A、当发生一相不完全接地时，即通过高电阻或电弧接地，这时故障相的电压降低，非故障相的电压升高，非故障相电压大于相电压，但小于线电压。

B、如果发生一相完全接地，则故障相的电压降到零，非故障相的电压升高到线电压。

C、电压互感器高压侧出现一相断线，此时故障相的指示不为零，这是由于此相电压表在二次回路中经互感器线圈和其他两相电压表形成串联回路，出现比较小的电压指示，但不是该相实际电压非故障相仍为相电压。

D、开关非全相分合闸，开关单相未分闸时，母线单相与负载未分闸相绕组导通，导致故障相对地电容降低，非故障相对地电容增高，母线绝缘较非故障相偏低，最终导故障相电压偏低，非故障相电压变高。该故障与单相不完全接地故障现象相同，可通过排查各负载开关高压带电显示仪区分（未分闸相带电指示灯亮）。

五、防范措施

1、6kV开关在热备用和运行操作切换时，要检查开关是否为非全相分合闸，操作票中仅为“检查开关确在分（合）闸位置”，建议改为“检查开关确在分闸位置，机械、电气指示分（合）闸、三相带电显示仪（不）亮”。

2、检修期间，对6kV开关动作情况，做好分析，从开关分合闸时间上进行分析，及时判断开关分合闸故障先兆，若开关分合闸时间不合理，说明开关动作机构有缺陷，可能导致开关非全相分合闸。

3、制定6kV母线电压不平衡（开关非全相分合闸、单相（不）完全接地、PT断线）事故处理方案，并进行培训学习，定期进行事故演习，培养运行人员分析判断并处理事故的能力。

参考文献：

[1]熊信银发电厂电气部分（中国电力出版社）2009.07

[2]余建华发电厂电气设备及运行（中国电力出版社）2009.12

作者简介：

陶柱，1991.10，男，汉，：湖北武汉，运行单元长，助理工程师，本科。