系統中性點不對稱電壓是由于系統三相對地電容不等產生的,經消弧線圈接地的系統,一般要求不大于相電壓UΦ的1.5%,否則將影響系統正常運行。當中性點不對稱電壓較高時,應將部分線路進行換位,以減小系統三相對地電容不平衡的程度。
一、中性點不對稱電壓等值電路
中性點不對稱電壓等值電路如圖1-1所示。圖中的ùA、ùB、ùC為系統對稱三相電壓;ìA、ìB、ìC為系統三相電流;YA、YB、YC為系統三相對地導納;CA、CB、CC為系統三相對地電容;rA、rB和rC為系統三相對地損耗電阻;ù0為系統中性點不對稱電壓。
圖1-1 系統中性點不對稱電壓等值電路
根據基爾霍夫第一定律,中性點三相電流之和為零
ìA+ìB+ìC=0 (13-1)
則:(ùA+ù0)YA+(ùB+ù0)YB+(ùC+ù0)YC=0
(ùAYA+ùBYB+ùCYC)+(YA+YB+YC)ù0=0
ù0=-[(ùAYA+ùBYB+ùCYC)/(YA+YB+YC)] (13-2)
各相電壓以ùA為基準
則:ù0=-ùA[(YA+α2YB+аYC)/(YA+YB+YC)] 13-3)
由于損耗電阻很小,可以忽略不計,所以各相導納為:
YA=1/ZA=1/(1/jωCA)=jωCA,YB=jωCB,YC=jωCC
于是:ù0=-ùA[(CA+α2CB+αCC)/(CA+CB+CC)] (13-4)
式(13-3)及式(13-4)中
α=еj120=cos120°+jsin120°=-1/2+j(√3/2)
α2=еj240=-1/2-j(√3/2)
1+α2+α=0
由式(13-3)可見,當三相導納不等,即YA≠YB≠YC時,ù0≠0,即中性點出現不對稱電壓。
二、中性點不對稱電壓的測量
正常運行的35kV及以下電壓系統,其中性點不對稱電壓一般比較低(幾十至幾百伏),可用適當量程的電壓表直接測量。為了安全起見,一般需先用同一電壓等級的電壓互感器接至被測變壓器的中性點,并在互感器的低壓側測出電壓的大概數值,證明系統沒有接地時,再用適當量程的電壓表直接測量中性點的電壓。接電壓表的引線應用絕緣桿支撐接入被測的中性點上,接觸時間應盡可能短,以能準確讀數為限,應選內阻高的電壓表,一般比被試系統的容抗大10倍。在系統對地接有電磁式電壓互感器時,也可用靜電電壓表測量(因這種直接接地的互感器能使感應電荷有泄漏通道,不會造成測量誤差)。
為了保證安全,不得在大風、雨霧雷電天氣時測量。萬一在測量過程中發生接地,為防止事故擴大,可在測量引線中串入一個石英砂填充的復式熔斷器。用靜電電壓表測量時,可在測量引線中串入數兆歐高壓電阻或幾千皮法的高壓電容器。為了防止表計損壞,可并聯放電間隙或真空放電管。
必要時可接入電子示波器觀察波形,對發電機中性點電壓尤為必要。