10 kV線路核相測試及異常分析處理

李留文，王慶，李自文，付藝?yán)冢溢?，王笑含，李澤琴，向?/p>

（1.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司麗江供電局，云南 麗江 674100； 2.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，云南 昆明 650217）

0 前言

10 kV電磁合環(huán)調(diào)電可有效提高供電可靠性，文獻(xiàn)[1]中針對保證配電系統(tǒng)供電可靠性的措施中就說明了倒供電的重要性。在具有聯(lián)絡(luò)點(diǎn)的10 kV中壓配網(wǎng)線路之間進(jìn)行轉(zhuǎn)供電，若不采用電磁合環(huán)方式，就必須停電倒供，后者必然導(dǎo)致用戶間斷供電。若倒閘操作點(diǎn)較遠(yuǎn)、操作較慢，可能造成用戶長時間停電；若用戶安裝了失壓脫扣裝置，失壓后即動作跳開空氣開關(guān)，用戶不會自行恢復(fù)時就需要供電所人員逐一處理，降低處置效率，延長停電時間，引發(fā)客戶投訴。而采用合環(huán)倒供電方式，不僅不會造成用戶停電，還可以減少現(xiàn)場倒閘操作量，有效促進(jìn)基層減負(fù)。核相測試是實(shí)現(xiàn)合環(huán)調(diào)電的重要環(huán)節(jié)之一，通過核相測試排查相序、相位異常的線路，制定并落實(shí)處置措施，最終滿足合環(huán)條件。

文獻(xiàn)[2]介紹了一起20 kV變壓器核相試驗(yàn)結(jié)果的異常情況，并用向量圖法詳細(xì)分析了變壓器不同的接線組別和電源相序?qū)讼嘣囼?yàn)結(jié)果的影響，提出了核相試驗(yàn)異常時的分析方法。文獻(xiàn)[3]針對110 kV石堡變電站10 kV變壓器投運(yùn)后低壓核相的測試結(jié)果異常，利用相量圖形式簡要分析核相不正常的原因。上述兩篇文獻(xiàn)主要針對主變高低壓側(cè)相位相序單一問題分析定位，未分析異常處理過程的注意事項(xiàng)，未涉及10 kV線路聯(lián)絡(luò)相位相序分析。文獻(xiàn)[4-5]分析了10 kV/400V Dyn11型變壓器變二次核相異常，通過對該型變壓器一、 二次接線方式的分析并繪制向量圖，以及對電源正序和逆序接線時變二次電壓相位的比較，最終完成異常定位，但研究對象為中低壓變壓器相位相序異常單一問題，未涉及10 kV線路聯(lián)絡(luò)相位相序分析。文獻(xiàn)[6]針對10 kV聯(lián)絡(luò)線核相異常問題，查找并定位到上級35 kV主變相序相位錯誤問題，并處理了異常缺陷，但僅針對單一現(xiàn)象進(jìn)行了問題分析，未涉及其他可能存在的相位相序問題。文獻(xiàn)[7]針對110 kV變電站內(nèi)不同10 kV母線上的2臺ZnYn11型曲折接地變壓器核相異常事件，以電壓相量圖為工具進(jìn)行了相位異常分析處置，與配電線路核相問題場景有著明顯差異。因此，基于對已有研究不足的分析，本文針對10 kV線路核相工作關(guān)鍵環(huán)節(jié)、各類異常分析及整改注意事項(xiàng)進(jìn)行詳細(xì)分析,為測試工作的高效有序開展提供重要參考。

1 線路核相測試關(guān)鍵環(huán)節(jié)分析

測試可分為就地核相、網(wǎng)絡(luò)核相，工作原理如圖1所示。

圖1 核相工作原理

就地核相主要檢驗(yàn)相序、相角差；網(wǎng)絡(luò)核相主要用于定相，但受現(xiàn)場信號強(qiáng)弱影響顯著，核相主要流程如圖2所示。

圖2 核相工作流程圖

關(guān)鍵環(huán)節(jié)為核相儀檢查、核相執(zhí)行、結(jié)果分析，對測試關(guān)鍵環(huán)節(jié)分析如下：

1）相儀檢查，前往現(xiàn)場前檢查核相儀及部件是否完備，電源是否充足，根據(jù)說明書中要求進(jìn)行測試，確證核相儀及部件正常；若不進(jìn)行核相儀檢查，不能及時發(fā)現(xiàn)核相儀的故障異常，會導(dǎo)致現(xiàn)場無法測試、測試結(jié)果錯誤等問題。

2）核相執(zhí)行，按“就地核相為主，就地核相與網(wǎng)絡(luò)核相相互印證測試”的思路；詳細(xì)閱讀核相儀說明書，重點(diǎn)關(guān)注核相基準(zhǔn)側(cè)、讀數(shù)超前滯后關(guān)系；測試盡可能詳細(xì)，各相別間的測試均做好記錄；若核相執(zhí)行基準(zhǔn)使用錯誤，將導(dǎo)致測試相序與實(shí)際相序相反無法定相，測試不全面在相位相序有問題時不利于問題分析定位。

3）結(jié)果分析，測試時聯(lián)絡(luò)開關(guān)兩側(cè)對應(yīng)相依次就地核相，相角差為0°或允許誤差范圍內(nèi)，證明兩側(cè)相位相序相同；根據(jù)現(xiàn)場相別標(biāo)識，采用網(wǎng)絡(luò)核相方式進(jìn)行定相，確證現(xiàn)場標(biāo)識正確；若核相結(jié)果異常則根據(jù)需求進(jìn)一步開展測試內(nèi)容。若結(jié)果分析不綜合各項(xiàng)測試數(shù)據(jù)，可能由于片面異常信息導(dǎo)致核相錯誤，也不利于異常排查。

2 線路核相測試異常分析方法研究

2.1 相位異常分類

10 kV線路核相異常大體可分為三類：10 kV線路相位異常，上級站內(nèi)主變前段接線異常，上級站內(nèi)主變前、后段接線均異常。

下面對各類異常的核相數(shù)據(jù)進(jìn)行展示，10 kV左線為X核相器，作為基準(zhǔn)，表中所列數(shù)據(jù)為10 kV右線超前10 kV左線的角度。由于一般中相為B相，A、C相錯相風(fēng)險(xiǎn)較高，因此分別以右線A、C錯相,右側(cè)線上級主變（35 kV站YnD11接線）前段A、C錯相,右側(cè)線上級主變（35 kV站YnD11接線）前段和后段A、C錯相為例進(jìn)行展示，如表1~表3所示。

表1 10 kV配線A、C錯相典型異常情況相位信息

表3 主變前、后段A、C錯相典型異常情況相位信息

2.2 相位異常分析

1）10 kV線路相位異常分析

根據(jù)圖2可以看出，不同幅值條件下的“溫度-電容”曲線變化趨勢基本相同，但是隨著激勵信號幅值的增加曲線更加平滑，說明增加激勵信號的幅值大小可以有效地減少異常數(shù)據(jù)。

根據(jù)表1中記錄數(shù)據(jù)做出相量圖，如圖3所示。

圖3 10 kV配線A、C錯相典型異常情況相位圖

對10 kV線 路B、C相 錯 相，A、B相 錯相信息分析，可得：若10 kV配電線路聯(lián)絡(luò)點(diǎn)兩側(cè)線路核相過程中，位置對應(yīng)相核相結(jié)果為120°或240°，說明存在兩相錯相（有1組對應(yīng)位置相位差為0°）或三相均錯相（3組對應(yīng)位置相位差均為120°）問題。

2）上級站內(nèi)主變前段接線異常分析

根據(jù)表2中記錄數(shù)據(jù)做出相量圖，如圖4所示。

表2 主變前段A、C錯相典型異常情況相位信息

圖4 主變前段A、C錯相典型異常情況相位圖

對上級站內(nèi)主變前段接線B、C相錯相，A、B相錯相信息分析，可得：若10 kV配電線路聯(lián)絡(luò)點(diǎn)兩側(cè)線路核相過程中，位置對應(yīng)相核相結(jié)果為60°、180°或300°，說明存在配電線路上級主變（35 kV站YnD11接線）前段存在兩相錯相，若主變前段三相均錯位與2.2（1）中三相錯位現(xiàn)象一致，且此種情況出現(xiàn)概率低，此處不做討論。

3）上級站內(nèi)主變前、后段接線均異常分析

圖5 主變前、后段A、C錯相典型異常情況相位圖

對上級站內(nèi)主變前、后段接線B、C相錯相，A、B相錯相信息分析，可得：若10 kV配電線路聯(lián)絡(luò)點(diǎn)兩側(cè)線路核相過程中，位置對應(yīng)相核相結(jié)果為300°，說明存在配電線路上級主變（35 kV站YnD11接線）前、后段存在兩相錯相，若主變前、后段三相均錯位與2.2（1）中三相錯位現(xiàn)象一致，且此種情況出現(xiàn)概率低，此處不做討論。

2.3 相位異常排查處置

1）10 kV線路相位異常排查處置

以線路一側(cè)為基準(zhǔn)，逐一對另一側(cè)三相核相，相位差為0°的相則為同相；若網(wǎng)絡(luò)核相可用，用網(wǎng)絡(luò)核相功能進(jìn)行定相測試，結(jié)合現(xiàn)場相位標(biāo)識確定問題線路；若網(wǎng)絡(luò)核相不可用，結(jié)合現(xiàn)場相位標(biāo)識，通過對單側(cè)線路相間核相確定相序，兩相錯相時負(fù)序側(cè)為問題線路；再結(jié)合站內(nèi)出線核相確定是出線處錯位還是出線后段錯位；最后對錯相點(diǎn)進(jìn)行換相處理。

2）上級站內(nèi)主變前段接線異常排查處置

當(dāng)在線路聯(lián)絡(luò)點(diǎn)兩端核相出現(xiàn)上述異常情況后，先通過2.3(1)中方法核對相序，相序?yàn)樨?fù)的一側(cè)為問題側(cè)，再到配電線路上一級電站對主變進(jìn)行核相。若能使用網(wǎng)絡(luò)核相功能定相則對主變高壓側(cè)各相依次定相，再判斷主變套管相位是否一致。若不能使用網(wǎng)絡(luò)定相，則需通過站內(nèi)電壓、電流量二次接線及站內(nèi)保護(hù)測控裝置的測量的相位相序等其他圖紙資料進(jìn)行綜合研判。一般主變前段錯相在主變高壓套管段或站進(jìn)線段可能性較高，可重點(diǎn)關(guān)注。在對錯相進(jìn)行換相處理時需要注意35 kV站內(nèi)進(jìn)線、主變、母線的保護(hù)測控裝置電壓、電流二次接線，確保與一次相位、相序一致。

3）上級站內(nèi)主變前、后段接線均異常排查處置

當(dāng)在線路聯(lián)絡(luò)點(diǎn)兩端核相出現(xiàn)上述異常情況后，由于聯(lián)絡(luò)開關(guān)兩側(cè)都為正序，因此若能使用網(wǎng)絡(luò)核相功能定相，則可以與現(xiàn)場相別標(biāo)識進(jìn)行對比，不一致則為問題側(cè)，再到問題側(cè)站內(nèi)進(jìn)行查驗(yàn)；若不能使用網(wǎng)絡(luò)核相功能則需要到兩側(cè)站內(nèi)進(jìn)行查驗(yàn)。站內(nèi)需要注意查驗(yàn)的區(qū)段主要為站進(jìn)線段、主變高壓套管段、主變低壓出線段和10 kV線路出線段。在對錯相進(jìn)行換相處理時需要注意35 kV站內(nèi)進(jìn)線、主變、母線的保護(hù)測控裝置電壓、電流二次接線，確保與一次相序一致。

3 算例仿真

基于PSCAD搭建簡易10 kV線路核相仿真分析模型，主要參數(shù)如表4所示，模型如圖6所示。

表4 仿真模型主要參數(shù)列表

圖6 10 kV線路核相仿真分析模型

分別對第2部分中的異?，F(xiàn)象進(jìn)行了模擬，所得仿真結(jié)果如圖7所示，左側(cè)相量圖對應(yīng)聯(lián)絡(luò)點(diǎn)左側(cè)三相電壓，右側(cè)相量圖對應(yīng)聯(lián)絡(luò)點(diǎn)右側(cè)三相電壓，圖7（a）右側(cè)A相超前左側(cè)A相120°，右側(cè)B相與左側(cè)B相同相，右側(cè)C相超前左側(cè)C相240°；圖7（b）右側(cè)A相超前左側(cè)A相60°，右側(cè)B相超前左側(cè)B相300°，右側(cè)C相超前左側(cè)C相180°；圖7（c）右側(cè)A相超前左側(cè)A相300°，右側(cè)B相超前左側(cè)B相300°，右側(cè)C相超前左側(cè)C相300°。仿真結(jié)果與研究分析結(jié)果一致。

a. 10 kV配線A、C錯相典型異常情況仿真結(jié)果

b. 主變前段A、C錯相典型異常情況仿真結(jié)果

圖7 10 kV線路核相仿真分析結(jié)果

4 結(jié)束語

本文針對10 kV線路核相測試的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、異常分析及整改等內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)分析，針對10 kV線路相位異常，上級站內(nèi)主變前段接線異常，上級站內(nèi)主變前、后段接線均異常三種異常情況進(jìn)行了研究，總結(jié)了相應(yīng)異常情況下的核相結(jié)果表現(xiàn)：10 kV線路相位異常時聯(lián)絡(luò)點(diǎn)兩側(cè)位置對應(yīng)相核相結(jié)果為120°或240°；上級站內(nèi)主變前段接線異常時聯(lián)絡(luò)點(diǎn)兩側(cè)位置對應(yīng)相核相結(jié)果為60°、180°或300°；上級站內(nèi)主變前、后段接線均異常時位置聯(lián)絡(luò)點(diǎn)兩側(cè)對應(yīng)相核相結(jié)果為300°。此外，闡述了更加具體可行的相位異常排查和處理流程及要點(diǎn)，為核相異常問題的排查和解決提供有力參考。