环网运行中的异常现象及分析

环网运行中的异常现象及分析

环网运行中的异常现象及分析

摘  要：电磁环网是指不同电压等级运行的线路，通过变压器电磁回路的连接而构成的环路。广东乳源县110kV鹰峰变电站和35kV候公渡变电站10kV馈线构成了一个电磁环网，如图1所示。平时10kV候公渡线柱上油断路器QF断开，系统处于开环运行。
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　　电磁环网是指不同电压等级运行的线路，通过变压器电磁回路的连接而构成的环路。广东乳源县110kV鹰峰变电站和35kV候公渡变电站10kV馈线构成了一个电磁环网，如图1所示。平时10kV候公渡线柱上油断路器QF断开，系统处于开环运行。
　　1 运行中出现的异常情况
　　近年来，乳源县供电部门为提高供电可靠性，拟将10kV候公渡线柱上油断路器QF合上，使环网闭环运行。为此，采用核相仪在柱上油断路器QF两侧进行核相试验，试验结果（以35kV候公渡站侧相序为参考相序记录）记录如下：
　　1.1 相对地电压
 
　　候公渡变电站侧： 鹰峰变电站侧：
　　a相对地　　　　6400V a'相对地　　　　6300V
　　b相对地　　　　6600V b'相对地　　　　6400V
　　c相对地　　　　6400V c'相对地　　　　6300V
　　1.2 相间电压
　　见表1。
 
　　正常情况下，相间电压试验结果应为表2数值（允许有少量的偏差）：相同两相间的电压差接近为零，不同两相间的电压差应接近电网的线电压12kV，由于乳源县35kV候公渡变电站和110kV鹰峰站系统主要用于地方小水电上网，因此，母线电压比电力系统额定电压10kV要高。
 
　　显然，试验结果与正常情况相差很大，相同两相间存在很大的电压差。因此10kV候公渡线柱上油断路器QF合不上，不能闭环运行。
　　3 异常情况的分析
　　用Ua、Ub和Uc分别表示油断路器QF候公渡站侧线路的a相、b相和c相对地电压，用Ua'、Ub'、和Uc'、分别表示鹰峰站侧线路的a'相、b'和c'相（以35kV候公渡站侧相序为参考相序）对地电压。对试验结果进行分析，可知油断路器QF两侧线路对地电压的相位关系，如图2所示，而正常情况下油断路器QF两侧线路对地电压的相位关系应为图3所示。
 
　　显然，油断路器QF两侧线路对地电压的相位发生了偏移。在图1所示系统中，能使相位发生偏移的电气设备只有两个变电站的主变压器。
　　110kV鹰峰站主变压器联结组别为YN，yn0，d11。35kV候公渡站主变压器的联结组别为Y，d11见图4。YN，yn0，d11联结组别的变压器中、低压侧和Y，d11联结组别的变压器高、低压两侧电压的相位关系见图5，低压侧相位滞后高压侧30°。
 
　　但是，在一般情形下，由于35kV变电站主变压器的联结组别和110kV变电站主变中、低压侧联结组别相同，故不会在图1所示系统中的油断路器QF两侧引起相位变化。
　　那么，问题是否出在线路的相序上，首先，推测问题出在35kV变电站35kV侧线路T接点处，认为T接点处的相序接错。因为T接点处的相序接错可能性较大，而且这样在试验时会出现电压差。但是，通过对T接点处的各种可能接错相序的连接方式进行逐一检查，得不到与试验结果相符合的情况。于是，进一步推测110kV侧线路相序也同时接错。即认为35kV侧T接点处和10kV侧线路相序同时接错。例如以下情形：35kV侧线路T接点处A、B相接错，10kV侧线路a、c相接错。
　　下面，按照35kV侧线路T接点处A、B相接错，10kV侧线路a、c相接错的可能情况，分析10kV柱上油断路器QF两侧线路相对地电压的相位关系：
　　用A、B和C，以及a、b和c表示35kV站的三相相序，用a0、b0和c0，以及a0、b0和c0表示110kV站的实际相序，图1所示系统的相序的连接方式如图6所示。
 
　　按照图6所示相序连接，35kV站主变压器两侧电压与110kV站主变压器35kV侧电压的相位关系如图7所示。110kV鹰峰站主变压器中、低压侧的电压相位关系如图8所示。将图7与图8进行比较，可知35kV候公渡站主变压器低压侧相位发生了偏移。图9是油断路器QF鹰峰站侧线路参照候公渡站10kV相序线作为相序后的电压（也即是试验记录中的电压）与110kV站35kV侧电压的相位关系。将图7和图9结合起来，画在同一图中，于是就有图10。从图10不难看出，油断路器QF两侧线路相对地电压的相位关系与图2、图3所示的相同，说明当按上述情形接线是导致试验结果，并出现异常的可能原因之一。
 
 
　　另外，还有两种可能情况：①35kV侧线路T接点处B、C相接错，10kV侧线路a、b相接错；②35kV侧线路T接点处A、C相接错，10kV侧线路b、c相接错。按照上述方法进行分析，同样能够得到与图2所示相位关系相同的结果。
　　因此，经过分析，认为问题可能由以下三种情况引起：①35kV侧线路T接点处A、B相接错，10kV侧线路a、c相接错；②35kV侧线路T接点处B、C相接错，10kV侧线路a、b相接错；③35kV侧线路T接点处A、C相接错、10kV侧线路b、c相接错。
　　4 解决措施及效果
　　乳源县供电部门按照以上分析结果，在35kV候公渡站35kV鹰候线和10kV候公渡线进行核相试验，发现35kV鹰候线T接点处A、C相接错相序，10kV候公渡线b、c相接错相序。随后乳源县供电部门按照正确的相序重新进行接线，并再次用核相仪在柱上油断路器QF两侧进行对相试验，试验结果（以35kV候公渡站侧相序为参考相序记录）与表2接近。于是，将柱上油断路器QF合上，实现了闭环运行。
　　5 结束语
　　如果是在一般的环网中出现相序接错的情形，用核相仪在断路器两侧进行核相试验时，相对相的电压记录数据中，总会出现为零的结果。但是，在电磁环网中出现相序接错的情形时，却会出现相对相的电压都不为零的情况。这是因为电磁环网中连接不同电压等级运行的线路的Y，d11联结组别的变压器使高、低压两侧电压的相位发生了改变，从而使问题更加复杂化了。
　　YN，yn0，d11联结组别的变压器，对高（中）低压侧电压相位的改变不容忽视，应引起足够的重视。例如，在110kV变电站中，主变压器的联结组别为YN，yn0，d11，如果在35kV侧和10kV侧各配置一台站用变压器，两台站用变压器均为Y，yn0联结组别的变压器，则由于110kV变电站的主变压器为YN，yn0,d11联结组别的，两台站用变压器低压侧的相位因为主变压器而发生了改变，故不能并列运行。另外，在10kV变配电所中，如果有两台变压器，一台为Y，yn0联结组别的，另一台为D，yn11联结组别的，同样因为D，yn11联结组别的变压器改变了低压侧的相位，因此，两台变压器也不能并列运行。

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