呂曉娜, 陶偉龍, 王洪波, 梁 昆, 張傳海

(國網(wǎng)合肥供電公司, 安徽 合肥 230022)

0 引言

目前，在10 kV配電網(wǎng)絡(luò)中已普遍采用聯(lián)絡(luò)供電方式，在檢修、故障或過負(fù)荷時，采用合解環(huán)操作，可十分便利地轉(zhuǎn)移線路或主變負(fù)荷，提高了10 kV配電網(wǎng)絡(luò)供電可靠性。

實際運行中，兩條聯(lián)絡(luò)線相位或相序不一致的現(xiàn)象偶有發(fā)生。兩條相位或相序不一致的聯(lián)絡(luò)線合環(huán)時會產(chǎn)生很大的相間直接短路故障電流，巨大的電流將會造成線路跳閘、設(shè)備損壞等嚴(yán)重后果[1]。

文章結(jié)合輸配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特征，針對一起10 kV配電網(wǎng)合解環(huán)操作中的異?，F(xiàn)象，提出了一種60°合環(huán)角差的故障定位方法和解決思路。

1 事件經(jīng)過

2021年4月25日，110 kV甲變電站#2主變因檢修工作停役，計劃通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)將10 kV 22線負(fù)荷不停電倒至35 kV丙變10 kV 05線，即通過先合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)再斷開甲變電站10 kV 22開關(guān)的合環(huán)操作進(jìn)行倒電。線路合環(huán)操作過程中因聯(lián)絡(luò)開關(guān)兩側(cè)電壓相角差過大導(dǎo)致跳閘。合環(huán)示意圖見圖1。

圖1 合環(huán)過程示意圖

后經(jīng)核相發(fā)現(xiàn)110 kV甲變電站10 kV 22線路與35 kV丙變10 kV 05線存在近60°角差，核相結(jié)果見表1。

表1 兩條合環(huán)線路核相結(jié)果

2 原因分析

35 kV合環(huán)環(huán)境下，兩條合環(huán)線路出現(xiàn)角差，大概率因線路或變壓器接線錯誤導(dǎo)致。

正常相位相序的三相系統(tǒng)中,A相超前B相120°，B相超前C相120°，C相超前A相120°。如果僅因10 kV線路相位相序不一致，則兩條線路同相之間存在的角差應(yīng)為120°的倍數(shù)。但核相結(jié)果顯示兩條10 kV線路實際相角差約為60°，結(jié)合輸變電線路拓?fù)浣Y(jié)合主變傳變特性，可以初步推斷，該現(xiàn)象產(chǎn)生原因大概率緣于變壓器接線錯誤。

經(jīng)進(jìn)一步調(diào)研，110 kV甲變電站、乙變電站主變接線組別均為Y/Y0/d11，35 kV丙變主變接線組別為Y/d11。正常情況下，甲變電站10 kV出線與丙變10 kV出線不應(yīng)存在角差。由表1可知，當(dāng)兩條線路存在近60°角差，且丙變10 kV出線滯后乙變電站10 kV出線，即出現(xiàn)2個鐘點差，初步判斷是丙變電站主變接線組別由Yd11變?yōu)閅d1，即主變高壓側(cè)接線由ABC變?yōu)镃BA，導(dǎo)致線路相位存在角差60°。

圖2 Yd11接線圖與向量圖

以高壓側(cè)A相電壓為參考點可知，此時低壓側(cè)為：

(1)

其中，K由變壓器變比和一次側(cè)電壓幅值決定，為變壓器低壓側(cè)的相電壓的幅值，下同。

同理可得低壓側(cè)為：

(2)

圖3 Yd11高壓側(cè)A、C接反的接線圖與向量圖

Φa=30°+30°=60°
Φb=150°-90°=60°
Φc=-90°+150°=60°

各相相角差均為60°，當(dāng)Yd11的主變高壓側(cè)接線由ABC變?yōu)镃BA，此時低壓側(cè)滯后正常Yd11接線低壓側(cè)60°，如圖4所示[3]。

由表1核相數(shù)據(jù)可得，丙變電站10 kV出線滯后Yd11接線變電站10 kV出線近60°，與圖4分析結(jié)果一致。

在丙變電站主變高、低壓側(cè)進(jìn)行核相工作，若主變低壓側(cè)滯后高壓側(cè)30°，則可驗證丙變電站主變高壓側(cè)A、C相接反。

圖4 Yd11與Yd1接線低壓側(cè)向量圖

3 對策措施

根據(jù)原因分析，可通過將丙變電站高壓側(cè)進(jìn)線或主變高壓側(cè)A、C相進(jìn)行對調(diào)，從而解決兩條10 kV出線存在60°角差的問題。

從實際分析，雖然調(diào)整丙變電站高壓側(cè)進(jìn)線A、C相相比調(diào)整主變高壓側(cè)A、C相更具操作性，但從乙變電站到丙變電站的35 kV343線路上另有一條T接線路，且將丙變電站高壓側(cè)進(jìn)線進(jìn)行A、C相對調(diào)，丙變電站所用變還需進(jìn)行A、C相調(diào)相。綜合分析，選擇調(diào)整丙變電站主變高壓側(cè)A、C相更具可行性。

經(jīng)詢問用戶，在由丙變電站供電和正常變電站供電兩種供電方式下，用戶電動機不存在正反轉(zhuǎn)問題。因此丙變電站10 kV出線為正相序接線，即為A、B、C接線。當(dāng)前合環(huán)過程接線圖如圖5所示。

圖5 當(dāng)前合環(huán)過程接線圖

若僅調(diào)整主變高壓側(cè)接線，即僅調(diào)整丙變電站主變高壓側(cè)A、C相，則合環(huán)過程接線圖如圖6所示，調(diào)整前后丙變電站10 kV相位相序不一致，即由ABC變?yōu)镃BA。

圖6 僅調(diào)整主變高壓側(cè)后合環(huán)過程接線圖

此時可通過調(diào)整丙變電站主變低壓側(cè)A、C相或10 kV出線A、C相從而滿足相位相序一致性。由于丙變電站10 kV出線線路較多，若選擇調(diào)整10 kV出線A、C相過于繁瑣，選擇調(diào)整主變低壓側(cè)A、C相更便捷。

綜上，在丙變電站主變高低壓側(cè)同時進(jìn)行A、C對調(diào)工作可解決兩條10 kV出線存在60°相角差的問題。調(diào)整后，需同步調(diào)整丙變電站主變差動保護(hù)二次接線和極性，并進(jìn)行主變保護(hù)向量試驗。

4 結(jié)束語

文章提出了一種基于向量分析的60°合環(huán)角故障定位方法。該方法結(jié)合輸配電網(wǎng)典型設(shè)備傳變特性，綜合性考慮了線路、主變等多種設(shè)備誤接線可能。整改措施制定中，結(jié)合一二次設(shè)備的整體情況，提供了最優(yōu)解決思路。該故障定位方案及整改措施對后續(xù)60°合環(huán)角問題整改具有借鑒意義。

為防止配網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線出線相角差情況發(fā)生，對于新建或改造后的線路和主變，必須嚴(yán)格開展核相工作。發(fā)現(xiàn)問題，立即整改，杜絕任何事故隱患。高壓輸入相序發(fā)生變動的，需同步調(diào)整相關(guān)主變差動保護(hù)二次接線和極性，為了防止供區(qū)用戶電動機反轉(zhuǎn)造成安全事故，需同步開展低壓調(diào)相。