環網運行中的異常現象及分析

環網運行中的異常現象及分析

環網運行中的異常現象及分析

摘  要：電磁環網是指不同電壓等級運行的線路，通過變壓器電磁回路的連接而構成的環路。廣東乳源縣110kV鷹峰變電站和35kV候公渡變電站10kV饋線構成了一個電磁環網，如圖1所示。平時10kV候公渡線柱上油斷路器QF斷開，系統處于開環運行。
關鍵字：環網 異常現象 分析
　　電磁環網是指不同電壓等級運行的線路，通過變壓器電磁回路的連接而構成的環路。廣東乳源縣110kV鷹峰變電站和35kV候公渡變電站10kV饋線構成了一個電磁環網，如圖1所示。平時10kV候公渡線柱上油斷路器QF斷開，系統處于開環運行。
　　1 運行中出現的異常情況
　　近年來，乳源縣供電部門為提高供電可靠性，擬將10kV候公渡線柱上油斷路器QF合上，使環網閉環運行。為此，采用核相儀在柱上油斷路器QF兩側進行核相試驗，試驗結果（以35kV候公渡站側相序為參考相序記錄）記錄如下：
　　1.1 相對地電壓
 
　　候公渡變電站側： 鷹峰變電站側：
　　a相對地　　　　6400V a'相對地　　　　6300V
　　b相對地　　　　6600V b'相對地　　　　6400V
　　c相對地　　　　6400V c'相對地　　　　6300V
　　1.2 相間電壓
　　見表1。
 
　　正常情況下，相間電壓試驗結果應為表2數值（允許有少量的偏差）：相同兩相間的電壓差接近為零，不同兩相間的電壓差應接近電網的線電壓12kV，由于乳源縣35kV候公渡變電站和110kV鷹峰站系統主要用于地方小水電上網，因此，母線電壓比電力系統額定電壓10kV要高。
 
　　顯然，試驗結果與正常情況相差很大，相同兩相間存在很大的電壓差。因此10kV候公渡線柱上油斷路器QF合不上，不能閉環運行。
　　3 異常情況的分析
　　用Ua、Ub和Uc分別表示油斷路器QF候公渡站側線路的a相、b相和c相對地電壓，用Ua'、Ub'、和Uc'、分別表示鷹峰站側線路的a'相、b'和c'相（以35kV候公渡站側相序為參考相序）對地電壓。對試驗結果進行分析，可知油斷路器QF兩側線路對地電壓的相位關系，如圖2所示，而正常情況下油斷路器QF兩側線路對地電壓的相位關系應為圖3所示。
 
　　顯然，油斷路器QF兩側線路對地電壓的相位發生了偏移。在圖1所示系統中，能使相位發生偏移的電氣設備只有兩個變電站的主變壓器。
　　110kV鷹峰站主變壓器聯結組別為YN，yn0，d11。35kV候公渡站主變壓器的聯結組別為Y，d11見圖4。YN，yn0，d11聯結組別的變壓器中、低壓側和Y，d11聯結組別的變壓器高、低壓兩側電壓的相位關系見圖5，低壓側相位滯后高壓側30°。
 
　　但是，在一般情形下，由于35kV變電站主變壓器的聯結組別和110kV變電站主變中、低壓側聯結組別相同，故不會在圖1所示系統中的油斷路器QF兩側引起相位變化。
　　那么，問題是否出在線路的相序上，首先，推測問題出在35kV變電站35kV側線路T接點處，認為T接點處的相序接錯。因為T接點處的相序接錯可能性較大，而且這樣在試驗時會出現電壓差。但是，通過對T接點處的各種可能接錯相序的連接方式進行逐一檢查，得不到與試驗結果相符合的情況。于是，進一步推測110kV側線路相序也同時接錯。即認為35kV側T接點處和10kV側線路相序同時接錯。例如以下情形：35kV側線路T接點處A、B相接錯，10kV側線路a、c相接錯。
　　下面，按照35kV側線路T接點處A、B相接錯，10kV側線路a、c相接錯的可能情況，分析10kV柱上油斷路器QF兩側線路相對地電壓的相位關系：
　　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站的實際相序，圖1所示系統的相序的連接方式如圖6所示。
 
　　按照圖6所示相序連接，35kV站主變壓器兩側電壓與110kV站主變壓器35kV側電壓的相位關系如圖7所示。110kV鷹峰站主變壓器中、低壓側的電壓相位關系如圖8所示。將圖7與圖8進行比較，可知35kV候公渡站主變壓器低壓側相位發生了偏移。圖9是油斷路器QF鷹峰站側線路參照候公渡站10kV相序線作為相序后的電壓（也即是試驗記錄中的電壓）與110kV站35kV側電壓的相位關系。將圖7和圖9結合起來，畫在同一圖中，于是就有圖10。從圖10不難看出，油斷路器QF兩側線路相對地電壓的相位關系與圖2、圖3所示的相同，說明當按上述情形接線是導致試驗結果，并出現異常的可能原因之一。
 
 
　　另外，還有兩種可能情況：①35kV側線路T接點處B、C相接錯，10kV側線路a、b相接錯；②35kV側線路T接點處A、C相接錯，10kV側線路b、c相接錯。按照上述方法進行分析，同樣能夠得到與圖2所示相位關系相同的結果。
　　因此，經過分析，認為問題可能由以下三種情況引起：①35kV側線路T接點處A、B相接錯，10kV側線路a、c相接錯；②35kV側線路T接點處B、C相接錯，10kV側線路a、b相接錯；③35kV側線路T接點處A、C相接錯、10kV側線路b、c相接錯。
　　4 解決措施及效果
　　乳源縣供電部門按照以上分析結果，在35kV候公渡站35kV鷹候線和10kV候公渡線進行核相試驗，發現35kV鷹候線T接點處A、C相接錯相序，10kV候公渡線b、c相接錯相序。隨后乳源縣供電部門按照正確的相序重新進行接線，并再次用核相儀在柱上油斷路器QF兩側進行對相試驗，試驗結果（以35kV候公渡站側相序為參考相序記錄）與表2接近。于是，將柱上油斷路器QF合上，實現了閉環運行。
　　5 結束語
　　如果是在一般的環網中出現相序接錯的情形，用核相儀在斷路器兩側進行核相試驗時，相對相的電壓記錄數據中，總會出現為零的結果。但是，在電磁環網中出現相序接錯的情形時，卻會出現相對相的電壓都不為零的情況。這是因為電磁環網中連接不同電壓等級運行的線路的Y，d11聯結組別的變壓器使高、低壓兩側電壓的相位發生了改變，從而使問題更加復雜化了。
　　YN，yn0，d11聯結組別的變壓器，對高（中）低壓側電壓相位的改變不容忽視，應引起足夠的重視。例如，在110kV變電站中，主變壓器的聯結組別為YN，yn0，d11，如果在35kV側和10kV側各配置一臺站用變壓器，兩臺站用變壓器均為Y，yn0聯結組別的變壓器，則由于110kV變電站的主變壓器為YN，yn0,d11聯結組別的，兩臺站用變壓器低壓側的相位因為主變壓器而發生了改變，故不能并列運行。另外，在10kV變配電所中，如果有兩臺變壓器，一臺為Y，yn0聯結組別的，另一臺為D，yn11聯結組別的，同樣因為D，yn11聯結組別的變壓器改變了低壓側的相位，因此，兩臺變壓器也不能并列運行。

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