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[摘 要]变电站站用变压器高压侧电压缺相会造成线路断线，如果能及时处理不会造成事故。本文以某变电站为例，介绍了变电站站用变压器高压侧缺相故障产生的原因以及注意事项，通过数据以及公式推导的方法进行了分析和归纳，希望能为工作人员的抢修工作提供参考。
[关键词]变电站；站用变压器；电压缺相
中图分类号：TU639 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0045-01
引言
变压器电压缺相故障会造成线路断线，导致输出电压严重不平衡。在发生缺相线路断电时，对于220kV的系统仍然能够正常运行，但对于110kV的系统线路故障会使系统停止运行。缺相故障虽然没有短路故障造成的影响大，但变压器电压缺相问题时常发生，因此相关人员必须做好应对措施，及时判断并处理问题。
1 变压器电压缺相故障实例
某110kV的变电站装有2台110kV/50MVA主变压器。110kV侧采用内桥接线，故障发生时运行方式为线路互投，分段断路器在合位，110kV变电站带全站负荷，2014年10月15日220kV变电站与110kV站的W相发生瞬时性接地故障，当断线发生后，某变电站站内后台机的主接线图中110kV部分只有母线电压部分，不显示其它线路参数的细节图，因此断定此次故障是瞬时接地后造成缺相引起的，故障线路只带主变压器空载运行，这次故障与一次保险熔断产生的故障现象很类似，因此很难判断故障原因。当时若没有找出故障原因，会造成断线相的励磁电抗和对地电容产生谐振，引起周期性过电压，严重时会造成进线避雷器的爆炸，因此，变电站发生故障时需要相关人员及时判断出电路故障，防止出现更大问题，这要求相关人员具备足够的经验和专业技术。
2 断线故障分析
110kV变电站系统的主供电线路上发生断线高压侧备自投装置会进行报警，同时在低压侧母线上的电压表数字会消失，电容器组开关会发生跳闸。下面以110kV/10kV Y/Δ-11双绕组变压器为例，分析主供电线路W相断线时，110kV站内高低压侧电压和电流的变化规律。
2.1 高压侧电压变化规律
将220kV变电站的110kV的侧中性点直接接地，并用EU、EV、EW表示110kV侧的电压，其电压基本不发生变化，因为110kV系统出现缺相时它的对地电容占总对地电容的比例很小。图1为110kV变电站双绕组Y/Δ-11变压器的电压示意图。
断开处边界条件为：ΔUU=0，ΔUV=0和ΔIW=0。
电力系统在正常运行时其三相电压、三相电流、三相阻抗都是相等的，若出现不相等即三相不对称情况，表示电力系统遭到破坏。在电力系统中三相阻抗在个别点会不相等，因此采用直接求解的方法会很复杂，这里采用对称分量法对电压进行计算。
由对称分量法得：
由于110kV变电站站内110kV侧主变压器中性点不接地，零序回路无通路，即IW0=0，由IW=IW2+IW1+IW0=0可推出IW1=-IW2。图2所示为W相断线的综合序网示意图。
由序网图通过计算得出：
UU=EU，UV=EV
由计算结果可知，当W相断开后，W相的电压将会减少为UW的一半，与此同时，与W相相关的线电压也减小到原来的一半，U相和V相的电压不发生变化。
2.2 高压侧中性点位移电压
当发生断相时，110kV主变压器高压侧中性点的位移电压为：
当变电站发生缺相时，110kV变电站站内主变压器的高压侧中性点将发生位移，其位移大小是相电压的二分之一。所以出现单相断线时产生的偏移电压不能消除故障。
3 缺相的解决方案及注意事项
变压器高压侧电压缺相故障短路电流较小，因此一般不会发生大事故，但是如果没有及时处理故障将会出现谐振，使电力系统发生故障，可以增加新型保护装置对缺相故障进行保护。
3.1 谐振保护
变电站变压器发生缺相故障，大多是由于谐振的产生，如果不及时处理将会使电压增大，导致避雷器发生爆炸，造成安全事故。因此，当变电站变压器出现谐振时要及时采取有效措施消除谐振，并破坏谐振的产生条件，将发生故障的线路及时切断，避免缺相现象的出现。谐振保护可以通过分相谐振时出现的电流和电压的极值构成。
3.2 缺相保护
如果出现缺相故障时中性点接地，220kV变电站110kV线路的零序过电流保护会发生动作，使主变压器的保护装置动作，从而使故障线路切断。无论在地方变电站是否具有保护装置，控制变电站的变电所必然有所动作，利用接地时高压侧出现的零序电压和电流，低压侧将引入二次电压，此时会出现不对称电压，构成缺相接地保护。当出现缺相而没有接地时，高压侧会产生零序电壓，由于中性点没有接地导致无零序电流，但高压侧的两相电流大小相等、方向相反且只有正序分量和负序分量，利用这种特征在为接地时也可以构成缺相保护。
3.3 自动投入备用系统
在变电站中一般都设有变压器的备用系统，当变压器出现谐振和缺相故障时，可以先将本侧断路器断开，直接投入备用系统。但是，这种方式对于含有中性点的开关不适用。
3.4 注意事项
当发生缺相时，主变压器高压侧中性点会产生近3万伏的位移电压，产生的电压会加在开关两侧，若此时操作中性点隔离开关，将会产生强烈的电弧，造成人员安全事故。
4 结束语
本文通过对110kV变电站变压器的电压缺相故障分析，得出来如下结论：在判断变压器线路故障时需要注意：如果高压侧出现线路故障，其母线的3个线电压中只有1个不变时，应考虑是高压侧出现断相还是电压表的一次保险熔断。另外，对于线路和连接中断不能主动切除故障的系统需要由工作人员及时处理，不然会造成设备损坏和人身事故隐患。本文为变电站安全运行提供了保障，为变压器工作人员判断故障提供了参考，并提出变电站操作注意事项，保证设备安全运行。
参考文献
[1]何昌高，宋浩杰，张杰.变电站站用变压器高压侧电压缺相故障分析[J].安徽电力，2012，29（02）：52-53.
[2]汤文武.110kV线路缺相运行分析及处置[J].中国新技术新产品，2016，（21）：35-37.
[3]戎春园，陈方之.500kV变电站外接电源站用变压器缺相运行故障分析[J].广东科技，2013，22（16）：86-87.
[关键词]变电站；站用变压器；电压缺相
中图分类号：TU639 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0045-01
引言
变压器电压缺相故障会造成线路断线，导致输出电压严重不平衡。在发生缺相线路断电时，对于220kV的系统仍然能够正常运行，但对于110kV的系统线路故障会使系统停止运行。缺相故障虽然没有短路故障造成的影响大，但变压器电压缺相问题时常发生，因此相关人员必须做好应对措施，及时判断并处理问题。
1 变压器电压缺相故障实例
某110kV的变电站装有2台110kV/50MVA主变压器。110kV侧采用内桥接线，故障发生时运行方式为线路互投，分段断路器在合位，110kV变电站带全站负荷，2014年10月15日220kV变电站与110kV站的W相发生瞬时性接地故障，当断线发生后，某变电站站内后台机的主接线图中110kV部分只有母线电压部分，不显示其它线路参数的细节图，因此断定此次故障是瞬时接地后造成缺相引起的，故障线路只带主变压器空载运行，这次故障与一次保险熔断产生的故障现象很类似，因此很难判断故障原因。当时若没有找出故障原因，会造成断线相的励磁电抗和对地电容产生谐振，引起周期性过电压，严重时会造成进线避雷器的爆炸，因此，变电站发生故障时需要相关人员及时判断出电路故障，防止出现更大问题，这要求相关人员具备足够的经验和专业技术。
2 断线故障分析
110kV变电站系统的主供电线路上发生断线高压侧备自投装置会进行报警，同时在低压侧母线上的电压表数字会消失，电容器组开关会发生跳闸。下面以110kV/10kV Y/Δ-11双绕组变压器为例，分析主供电线路W相断线时，110kV站内高低压侧电压和电流的变化规律。
2.1 高压侧电压变化规律
将220kV变电站的110kV的侧中性点直接接地，并用EU、EV、EW表示110kV侧的电压，其电压基本不发生变化，因为110kV系统出现缺相时它的对地电容占总对地电容的比例很小。图1为110kV变电站双绕组Y/Δ-11变压器的电压示意图。
断开处边界条件为：ΔUU=0，ΔUV=0和ΔIW=0。
电力系统在正常运行时其三相电压、三相电流、三相阻抗都是相等的，若出现不相等即三相不对称情况，表示电力系统遭到破坏。在电力系统中三相阻抗在个别点会不相等，因此采用直接求解的方法会很复杂，这里采用对称分量法对电压进行计算。
由对称分量法得：
由于110kV变电站站内110kV侧主变压器中性点不接地，零序回路无通路，即IW0=0，由IW=IW2+IW1+IW0=0可推出IW1=-IW2。图2所示为W相断线的综合序网示意图。
由序网图通过计算得出：
UU=EU，UV=EV
由计算结果可知，当W相断开后，W相的电压将会减少为UW的一半，与此同时，与W相相关的线电压也减小到原来的一半，U相和V相的电压不发生变化。
2.2 高压侧中性点位移电压
当发生断相时，110kV主变压器高压侧中性点的位移电压为：
当变电站发生缺相时，110kV变电站站内主变压器的高压侧中性点将发生位移，其位移大小是相电压的二分之一。所以出现单相断线时产生的偏移电压不能消除故障。
3 缺相的解决方案及注意事项
变压器高压侧电压缺相故障短路电流较小，因此一般不会发生大事故，但是如果没有及时处理故障将会出现谐振，使电力系统发生故障，可以增加新型保护装置对缺相故障进行保护。
3.1 谐振保护
变电站变压器发生缺相故障，大多是由于谐振的产生，如果不及时处理将会使电压增大，导致避雷器发生爆炸，造成安全事故。因此，当变电站变压器出现谐振时要及时采取有效措施消除谐振，并破坏谐振的产生条件，将发生故障的线路及时切断，避免缺相现象的出现。谐振保护可以通过分相谐振时出现的电流和电压的极值构成。
3.2 缺相保护
如果出现缺相故障时中性点接地，220kV变电站110kV线路的零序过电流保护会发生动作，使主变压器的保护装置动作，从而使故障线路切断。无论在地方变电站是否具有保护装置，控制变电站的变电所必然有所动作，利用接地时高压侧出现的零序电压和电流，低压侧将引入二次电压，此时会出现不对称电压，构成缺相接地保护。当出现缺相而没有接地时，高压侧会产生零序电壓，由于中性点没有接地导致无零序电流，但高压侧的两相电流大小相等、方向相反且只有正序分量和负序分量，利用这种特征在为接地时也可以构成缺相保护。
3.3 自动投入备用系统
在变电站中一般都设有变压器的备用系统，当变压器出现谐振和缺相故障时，可以先将本侧断路器断开，直接投入备用系统。但是，这种方式对于含有中性点的开关不适用。
3.4 注意事项
当发生缺相时，主变压器高压侧中性点会产生近3万伏的位移电压，产生的电压会加在开关两侧，若此时操作中性点隔离开关，将会产生强烈的电弧，造成人员安全事故。
4 结束语
本文通过对110kV变电站变压器的电压缺相故障分析，得出来如下结论：在判断变压器线路故障时需要注意：如果高压侧出现线路故障，其母线的3个线电压中只有1个不变时，应考虑是高压侧出现断相还是电压表的一次保险熔断。另外，对于线路和连接中断不能主动切除故障的系统需要由工作人员及时处理，不然会造成设备损坏和人身事故隐患。本文为变电站安全运行提供了保障，为变压器工作人员判断故障提供了参考，并提出变电站操作注意事项，保证设备安全运行。
参考文献
[1]何昌高，宋浩杰，张杰.变电站站用变压器高压侧电压缺相故障分析[J].安徽电力，2012，29（02）：52-53.
[2]汤文武.110kV线路缺相运行分析及处置[J].中国新技术新产品，2016，（21）：35-37.
[3]戎春园，陈方之.500kV变电站外接电源站用变压器缺相运行故障分析[J].广东科技，2013，22（16）：86-87.