摘要：近年来，随着电网系统的不断升级，为了提高供电可靠性，电网供电分区合断环操作日益增多。由于合环时发生的环流偏大、三相电流不平衡等现象会影响电网系统的稳定及相关保护正确动作，因此需及时发现、仔细分析、迅速处理。本文以一起220kV母联断路器合环时出现的三相电流不平衡事件为例，找出不平衡原因及控制措施，为变电运行人员在今后处理该问题时提供可靠依据，加快处理流程，迅速恢复电网正常供电。
关键词：三相电流不平衡、电流互感器、处理方法
1、合环操作引发三相电流异常的经过
2020年1月10日，因某变电站220kV母联212TA C相更换工作结束，利用母联212断路器进行合环操作，对母联212断路器进行冲击试验，采用220kV某线路对220kVⅠ组母线充电，充电正常后，通过母联212断路器进行合环操作。现有220kV A线处于联Ⅱ组母线运行状态，220kV B线处于联Ⅰ组母线热备用状态，A线经过两个500kV站以及一个220kV站再与B线形成一个环网运行，原本由220kV B线的断路器进行合环，现由于母联212断路器做冲击试验，因此改为使用母联212断路器进行合环操作。现A线已投入联Ⅱ组母线运行，并且各项数据及功能正常，B线对侧已投入运行，将B线由热备用转为联Ⅰ组母线运行，各项数据及功能正常，对Ⅰ组母线进行充电结束以后，合上母联212断路器进行合环。在合上母联212断路器以后后台机显示母联212断路器三相电流不平衡，A相53A，B相22A，C相44A,B相电流明显偏低。220kV第一、二套母差保护发母线保护装置告警、母联TA不平衡异常、TA异常报警，十几分钟内不断报警复归。二次回路测量发现三相电流不平衡，且B相偏低。因母线保护装置告警，将212断路器转冷备用检查。
2、三相不平衡电流异常原因分析
2.1、电网合环引起三相电流不平衡：
得出初步的结论后在进行具体的分析，由于合环导致的三相电流不平衡为结论展开具体的分析，当电网合环是引发三相电流不平衡，则有以下几种情况：
（1）合环前两侧母线电压差较大，由于两侧母线电压差过大，从而产生电压压降，引发三相电流不平衡。但在本次母联212合环之前以及检查过两侧电压相等，因此，本次三相电流不平衡并非三相电压不相等而导致的。
（2）合环前两侧母线三相对系统短路阻抗差较大，虽然合环前两侧母线电压相等但由于两侧母线三相对系统短路阻抗差较大，因此会产生环流导致三相电流不平衡。
（3）合环前两侧母线所带三相负荷差较大，虽然合环前两侧母线电压相等，但由于合环前两侧母线所带三相负荷差较大，因此会产生环流导致三相电流不平衡。
2.2、110kV系统有火车经过存在不平衡电流
在我国电力机车依靠装在车顶上的受电弓子把电力从架在空中的电线上引到机车里。高压输电线送来的电是高达110kV的三相交流电，必须经过牵引变电所变成25kV的单相交流电，方能供机车使用。因此，在电力机车行驶的铁道沿线上，每隔50公里左右设一个牵引变电所。变电所的电又被送到邻近的沿线接触网上，通过机车上的受电弓将交流电引到机车的整流器上，把交流电变成直流电，使直流电动机旋转，再经过一套传动装置，带动车轮转动，机车就会跑动起来。由此推断在母联212断路器合环时，在110kV系统中有对电力机车的牵引变电所供电的线路，正好此时火车经过并且使用的是B相在给列车供电。但根据实际的数据分析，A相53A，B相22A，C相44A，B相明显的偏低，然而火车经过并且使用的是B相在给列车供电，那么B相的电流应该增高，但其他两相的电流应该趋于相等，现场的数据看来并不是火车经过导致的三相电流不平衡。
2.3、电网系统本身不平衡导致的三相电流不平衡
在电网中，电压产生波动时，会造成电压不平衡，三相电流不平衡；当系统中三相，单相负荷不平衡时，也会造成三相电流不平衡。相与相之间短路，单相接地短路，都会造成三相电压，电流不平衡。
?本次事故经过调查发现在母联212断路器合闸期间，电网系统中无电压波动，也无系统接地或相间短路的情况出现，查看两侧的负荷三相平衡，因此产生本次三相电流不平衡的原因并不是电网系统本身不平衡。
3、检查处理
经检查发现，在母联212断路器电流互感器的C相存在异常。检修人员在对母联212断路器电流互感器接线时将C相的相序接反了。在正常情况下由于三相电流大小相等且相角相差120°，因此向量和为零，中性点流过的电流为零。电流互感器中不会产生零序电流。这是正常的情况，在母联212断路器的电流互感器中的情况就是将电流互感器的C相的相序接反了，那么相对应的向量C相与正序时相差180°，在理想状态下，电流互感器中会产生一个很大的零序电流，这个零序电流的大小应该为2倍的C相电流，电流互感器采集的电流也应该为
也就是说，电流互感器采集的电流C相应该等于A相的电流加B相的电流，A相的电流等于B相的电流。
在此次事件中A相53A、B相22A、C相44A，由于C相相序接反，因此会产生一个很大的零序电流，这个零序电流会不均匀分配到三相当中去，在一个由于电网系统中存在系统本身的波动，因此电流不是理想状态下的情况。但可以确定电流互感器中必定产生了一个很大的零序电流，在日常工作中，由于负荷变化也会导致三相电流不平衡从而产生零序电流，但这个零序电流应该存在于一定范围内，电流互感器某相相序接反产生的零序电流会很大，因此可以作为电流互感器检查的判据。在查出故障原因后，运行人员及时向调度汇报，并根据调度命令采取相应的隔离故障措施。待故障处理正常后送电，通过后台机及其保护装置观察送电各项数据正常。
4、运行人员遇到此类事故的处理方式
对于日常运维中经常出现的三相电流不平衡大部分是由于电网系统的负荷不平衡而造成的，因此在日常运维工作中应注重对三相负荷的监察，在对三相负荷的分配问题上，运行人员应当在实际的工作中将相关的数据进行认真的采集和记录，达到能够在一定程度上预测用电负荷的状态并及时与调度联系进行相关的工作。
对三相负荷中不平衡电流的治理方法，根据不平衡电流电纳的补偿原理，在任何一个可以确定的时刻，主要出现了三相不接地的不平衡负载，那么他们中的每一个相负载都可以同一个电阻和电容形成并联的形式。因此，在不平衡电流治理电纳补偿理论的指导下，可以将不同性质符合的等效进行分析，确定相间和相对地的无功补偿量。
在排除三相电流不平衡是由于负荷或接地故障、相间短路，则可以考虑是否也是遇到与母联212断路器合闸导致三相电流不平衡类似的情况，因此在检查完负荷及故障时，运行人员应首先对电流互感器进行一个怀疑，当电流互感器三相中某一相接反，则在电流互感器中会产生一个很大的零序电流，这个零序电流的大小数值约等于2倍的C相电流。由此可通过零序电流来判断是否是电流互感器相序接反。
发现异常的第一时间认真检查一次断路器、隔离开关的实际位置，确保三相的可靠分合。检查后台机与电流互感器一、二次电流是否正常。发现异常原因后及时汇报调度，并配合调度将相应的故障设备隔离。
5、结束语
在电网大力改革的今天，提高供电的可靠率显的尤为重要。本着一切事故都可以预防的安全理念，加强运行人员的设备巡视维护是十分必要的。在巡视中发现的缺陷和故障能即时处理，就会大大减少不必要的人力物力浪费，达到精益化管理的目的。运行人员要加强专业技术学习和总结，才能在面对复杂繁多的变电站设备出现问题时从容面对。
参考文献
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[2]陈井锐,韦瑞峰,方勇,施涛,邹璟,王清波.变电站3/2接线处断路器三相电流不平衡分析[J].云南电力技术,2019,47(05):115-117.
作者:蒋林宏，男，1995年05月02日，云南玉溪，汉，南方电网云南电网红河供电局，大学本科，电气工程及其自动化