百色電網融達銅業944、988線無法合環原因分析

黃承峰

（1.廣西大學電氣工程學院，廣西 南寧 530004；2.百色電力有限責任公司，廣西 百色 533000）

百色電網融達銅業944、988線無法合環原因分析

黃承峰1，2

（1.廣西大學電氣工程學院，廣西 南寧 530004；2.百色電力有限責任公司，廣西 百色 533000）

為了保證重要用戶的不間斷供電，提高城市配電網的供電可靠性, 10 kV線路通常涉及合環操作，但由于線路的負荷合環開關兩側存在電壓差相角差等原因，易導致合環操作失敗。文章結合實例，采用電壓向量圖對百色電網六塘變和龍旺變10kV線路合環操作失敗原因進行分析，得出龍旺變變壓器高壓側35kV相序與電網相序不一致的結論。最終，經過調相實現了線路合環，這對降低合環操作的電網風險和提高供電可靠性具有重要意義。

配電網；核相；合環操作；電壓向量圖

1 引言

融達銅業公司是百色電力公司電網的重要用戶，現有兩回10kV線路對其供電，分別是六塘變944線和龍旺變988線。電網結構示意圖如下：

圖1　944線與988線電網結構示意圖

表1　944線和988線核相試驗結果

結果顯示，雖然同處一個電網，但是該兩回10kV線路沒有一相是同相的，因此兩回線路無法合環。

2 變壓器極性理論

但是，多年以來944、988都是單獨對用戶供電，當切換供電線路時，都要對融達銅業進行停電倒閘操作后才能恢復供電。如果能夠實現944線和988線的合環，就大大提高了融達銅業的供電可靠性。然而，試驗班組在融達銅業對 944和988進行核相試驗，結果如表1所示：

正常的三相電壓為A、B、C各相差120o，A相0 o、B相-120 o、C相120 o。三相電壓經過三相變壓器后得到的三相電壓相位是如何？需要經過對三相變壓器的特性進行分析得知。

變壓器一次線圈的兩個線頭，當通入交流電源時，在一個極短的瞬間中。必定有一根線頭的電流是流入，而另一根線頭的電流是流出的。在同一瞬間內，二次線圈的兩個線頭，也一定有一根的電流是流出，另一根是流入的。如圖2。

圖2　變壓器極性示意圖

因為二次側的電流是由一次側感應生成的。所以二次側電流方向的變化完全和一次側相同。從這里可以認定出：變壓器四個線頭在同一瞬間內。必定有兩個線頭的電流是流入，另外兩個線頭的電流是流出的。一次側電流是流入的線頭和二次側電流流出的線頭屬于同極性。而一次側電流是流出的線頭和二次側電流流入的線頭也屬于同極性。反過來說，一次側電流是流入的線頭和二次側電流流入的線頭那就是屬于異極性。

3 變壓器組別理論

單相變壓器并沒有什么組別的區分。但是，當把三臺單相變壓器用到三相電源上去，這三臺變壓器就可以看成一個“組”。這時，除了極性以外，對三相關系來說，就有“組”的區別，這就是三相變壓器組別。三相中每一相兩個線圈的線圈有極性的關系。三相設備中一次線圈和二次線圈間的電流或電壓的相位關系，稱變壓器組別。組別是用時鐘盤度按順時針方向來說明的。時鐘盤上12個數碼把圓周360分成12份，也就是每份為360×1/12=30度，1點當然就是30度了；那么5點呢，那當然就是30×5=150度了；而 11點就是330度，而不是30度。

出廠的三相變壓器，接線都已經在內部聯好，接線再用套管引出到外部的，這個在廠家都會在銘牌上面表示。變壓器套管編號不能隨便，改變變壓器套管的編號次序，從左邊按A B C的次序排到右邊，或從右邊按 A B C的次序排到左邊。在12個組別里面，只有兩個組。即12組和6組是可以隨便編號的。其余的10個組便是完全不行的；編號方向換一下，組別就變了。我們舉例說明有變壓器Y/Δ一臺，如圖3，當高壓側輸入ABC順序不同時，低壓側輸出相位有什么不同。

圖3　同一變壓器不同相位示意圖

圖 3的甲和乙是兩個內部接線完全相同的變壓器。一次星形，二次三角形。只是六個套管編號次序各不相同。甲是由左往右排。乙是由右往左排。

假若一次的相電流是I A、I B、I C。在圖3甲的組別中。二次側線電流a 等于a相電流減去b相電流，即I a = I a`－I b`、I b＝I b`－I c` 、I c＝I c`－I a` 。

根據上式，把它畫成圖 4甲。可以看出。二次側電流比一次側電流落后330度角。這樣接線法的變壓器屬于11 組別。

圖4乙。是把圖4甲編號方向倒一下。從這一圖上表示流方向的箭頭可以看出；二次側a 相線電流等于a的相電流減去c 的相電流。按照同樣的方法。可以得到以下的結果；I a = I a`－I c`、I b＝I b`－I a`、I c＝I c`－I b`。

根據上式，把它畫成圖11乙。可以看出。二次側電流比一次側電流落后30度角。這樣接線法的變壓器屬于1 組別。

圖4　同一變壓器不同相位向量圖

這就是說。一個同樣聯結的變壓器。只不過把一次和二次編號的次序倒一下。就可以使二次電流和一次電流間相位差從330度改到30度了也就是說組別從11組換到第1組。根據同樣原理，可以把其他11個組組別變化的規律找出來。列成表2如下。

表2　11個組組別變化規律

4 融達進線合環失敗原因分析

根據試驗班核相測量得的三組數據，并考慮到實際存在測量的誤差，筆者可以不難畫出以UA(944)為基準的向量圖如圖5。

圖5　944與988融達側電壓向量圖

在電網中，融達兩回進線944線和988線路牽涉到的變電站主要有六塘變、龍旺變、百林變。以下為這個三個變電站在正常運行情況的三相電壓次序分析。

六塘變1#主變型號為SFSZ10—40000/110，YN ,yn0，Δ-11連接。設110kV側UA的角度為基準，則相位角如下表3所示：

表3　六塘變1#主變各電壓側相位角

百林變1#主變型號為SFSZ10—63000/110，YN,yn0，Δ-11連接。設110kV側UA的角度為0°，則相位角如下表4所示：

表4　百林變1#主變各電壓側相位角

龍旺變 1#主變型號為 SL-5600，Y/Δ-11連接。設 35kV側UA的角度為0°，則相位角如下表5所示：

表5　龍旺變1#主變各電壓側相位角

根據以上3表推測，當百林變和六塘變110kV母線在同一系統中，其UA（百林變110kV）與UA（六塘變110kV）相位相同。而龍旺變35kV與百林變35kV連接， UA（龍旺變35kV）與UA（百林變110kV）相位相同。進而得出，六塘變944出線和龍旺變988出線應該相位相同，均超前于UA（110kV）30°。

綜上所述，正常運行情況下，如果上述變電站主變如果內部接線與銘牌相符，則944線和988線相位相同，原則上可以合環。然而實際試驗結果表明，988三相電壓超前944三相電壓近60°，調整三相次序無法使合環操作成功。在高壓側為同一系統的條件下，出現這種情況可能有兩種。第一種情況是兩臺主變一臺連接組別為3、7、11型，而另一臺為1、5、9型；二、兩種均為同一組連接型，但是運行時高壓側輸入為相序一正一反。

六塘變1#主變為三相大型變壓器，銘牌于實際內部接線不符的可能性很小。因此，筆者考慮最可能的情況：六塘變三相電壓相序正常，龍旺變 35kV相序為反相序。當六塘變944融達線三相電壓次序正常，有電壓相位如表3。根據圖5，筆者可以推出龍旺變988融達線側電壓和系統110kV電壓相位圖如圖6。

圖6　988電壓和系統電壓相位圖

由圖6看出，988融達側電壓超前系統110kV電壓90°。在Y/△-11連接組別的變壓器下，只有龍旺變變壓器35kV高壓側為系統110kV電壓的相序相反時，才會出現這種情況。

經過咨詢運行、施工歷史記錄，在多年前運行部門對龍旺變383線進行核相時，曾經發現龍旺變383線與百林變316線的A相與B相有錯位的情況。因為錯位不影響系統的運行，如果停電調整反而是有比較大的損失，因此當時不予處理。當龍旺變母線以A、B相錯位的相序連接主變35kV側時，推斷相位圖如圖7。

圖7　龍旺變10kV電壓相位圖

對比圖6與圖7，可以看出，988在融達銅業的A相應該對應龍旺變10kV母線的C相，C相對應龍旺變10kV母線的A相。

綜上，當相位錯位為：龍旺變35kV母線A相→百林變35kV母線B相，龍旺變35kV母線B相→百林變35kV母線A相；988融達側A相→龍旺變10kV母線C相，988融達側C相→龍旺變10kV母線A相；六塘變相位正常，則可由試驗班組的現場核相結果。筆者分析后，該部分電網現狀如圖8。

圖8　估計線路現狀示意圖

5 核實分析

經停電百林變至龍旺變35kV線路進行核相，發現兩個變電站的 A、B相對調了，證明了上述推論。后續工作將龍旺變線路調整一致時，需通知龍旺變的各個供電用戶，特別有使用三相電機的用戶，要調整接線，否則將發生電機反轉的現象。經過各部門努力后，融達銅業最終滿足合環供電條件。

6 總結

筆者采用電壓向量圖、變壓器輸入電壓與輸出電壓相位的關系進行分析，發現在龍旺變變壓器高壓側35kV相序與電網相序不一致的問題，最終，經過調相實現了 944線和 988線的合環。因此，認識和了解變壓器的極性和組別對于電網的運行尤為重要。

[1] 吳克勤.變壓器極性與接線組別[M].北京:中國電力出版社,2006.

[2] 李發海.電機學[M].北京:科學出版社,2007.

Baise grid 944 line and 988 line could not be closed loop analysis

In order to guarantee the uninterrupted power supply of the important consumers and increase the reliability of urban power grid, we usually uses closed loop operation in10 kV lines. However，the operation may fail due to the differences of voltages and phases between the two sides of the closed－loop switches in line loads．Combined with the example, the failure reason of Baise grid Liutang substation distribution and Longwang substation 10kV lines’ closing loop operation is analyzed in this paper ,by voltage vector diagram. And coming to a conclusion that in the high voltage side of 35kV Long Wong substation the phase of sequence is inconsistent with the grid phase sequence. Finally, it was succeeded in operating the closed-loop by phase modulation，which plays an important role in reducing the grid risk during closed－loop operation and improving the reliability of power supply．

distribution network；nuclear phase; loop operation; voltage vecton diagram

TM71

A

1008-1151(2015)09-0070-04

2015-08-12

黃承峰（1984－），男（壯族），廣西田東人，廣西大學電氣工程學院在職研究生，百色電力有限責任公司技術專責，研究方向為配電網自動化。