刘海强
山东核电有限公司 山东海阳 265116
引言
在电网运行中，短路故障、大型电动机启动和空投变压器操作均可能引起系统电压的短时降低，并且尤其以短路故障造成的电压暂降最为常见。系统电压暂降可能影响供电质量，并可能对负荷设备或供电安全造成不利影响，在配电网生产运行中曾多次出现类似问题。
本文结合实例详细验证分析了一起在短路故障切除前的电压暂降过程，通过理论计算及故障录波器波形验证，为后续生产中出现电压降低情况下故障分析、设备选型提供参考。
概述
2018年5月16日16时45分25秒，电厂处于倒送电状态，500kV开关站外线路A相单跳单重，故障测距19.6km，初步分析为雷电引起的瞬时故障。从线路录波图可以看出，在线路A相开关跳开之前，各级母线电压降低，主控出现中压2段闪发低电压报警，厂用压空、仪用压空跳闸，加氯车间PLC闪发中压A相母线90%低电压报警，2号机凝汽器真空泵A跳闸，厂内电压波动主要发生在故障切除前，故障切除后，500kV及下游母线电压基本稳定不变，A相重合闸对500kV母线电压的冲击很小，可忽略不计。
验证分析
选取故障切除前15:45:25.354为分析时间点，经过主变、高厂变、低压变三级变压影响低压负荷。
.png)
主变低压侧波形：
.png)
通过理论计算及录波验证，再由向量图分析可以得出如下结论，YNd11变压器YN侧一相接地短路或者电压下降，d侧对应于故障相的滞后相电压最高，其余两相电压的滞后相的高低与YN侧成反相关关系。
中压检查情况
高厂变参数：24/10.5=2.286,Dyn1-yn1。
ES-2段波形：
.png)
故障反应到中压母线，经过主变、高厂变的星三角变换，A/B/C母线的电压与500kV母线已经不同。500kV母线侧A相电压下降到30%以下（故障发生的第一个周波内最低达到28%的额定电压），B/C相电压基本在额定电压周围波动。
由中压母线侧电压波动可见（全厂中压母线电压波动情况基本一致，以#1机组核岛中压ES-1/2段母线电压为例），A/B/C三相电压均有一定幅度的波动，其中A相最大，在故障发生的第一个周波，全厂中压母线的A相电压大致为50%的额定电压，B相电压约为85%的额定电压，C相电压约为90%的额定电压。
LC/MCC检查情况
中压母线ES-1电压分解为序分量后，如图9所示：
.png)
图10 LC侧电压计算值
经过计算可得低压侧相电压值如下：
A=34.04^-65.5 B=53.66^158.2 C=34.04^17.9
线电压的幅值为AB=81.73V，AC=45.29V.
可见理论计算后A/C相电压均低于75%，约为68%，报警正常；进线电压AB小于90%，约为81%；AC线电压约为额定电压的45%。
接触器无法自保持导致设备停运
1）厂用/仪用压空单元，就地控制箱中的控制电取自A、C相，经控制变380V转换为110V。接触器线圈正常工作电压范围为70%~120%，脱扣电压约为50%额定电压。由于A相电压突降，导致控制回路电压降低，电压达到接触器线圈动作值。由于低电压导致接触器脱开，进而设备停运。
2）28台带低压变频器的风机，就地控制箱中的控制电取自A、C相，经控制变380V转换为220V。由于A相电压突降，导致控制回路电压降低，电压达到接触器线圈动作值，可判定由于低电压导致接触器脱开，进而设备停运。
3）网控楼气体消防储瓶间轴流风机、网控楼220V蓄电池室防腐防爆轴流风机、网控楼48V蓄电池室防腐防爆轴流风机和制氯原水增压泵B，控制回路电源取自A相，A相电压突降导致接触器无法自保持导致设备停运。
由于不同品牌、不同系列接触器线圈动作电压不一致，所以当电压低至某一值时，会导致部分运行设备停运，部分设备仍能继续运行的现象。当电压恢复后，受影响的设备能恢复投运。
结论：
通过本文对一起实际事例的验证分析，可知电气高压系统发生故障或扰动后会导致低压配电系统发生连锁动作，建议提高配电设备抗干扰能力或调整相关整定值来保障供电可靠性，实现配电设备的“低电压穿越能力”。
参考文献：
[1]郭家鹏,郝正航,班国邦.基于零序故障分量的对称双芯移相变压器保护研究[J].电力科学与工程,2020,36(11):22-30.
[2]曹兴.对称分量法在井下电网故障保护中的应用分析[J].煤,2020,29(10):72-73+76.
[3]张悦. 基于统一电气量变换矩阵的三相变压器建模研究[D].大连海事大学,2020.