環網柜二次電壓核相防誤裝置研制

許慶海，韓賢歲

（廣東電網有限責任公司教育培訓與評價中心，廣東 廣州 510000）

1 研制背景

隨著電力系統的發展，為提高配電系統供電可靠性，具備“五防”功能環網柜已大面積的使用，二路或多路電源需要向同一個線路或用電設備供電時，在合環運行前，要在各個并列點進行核相操作。目前，全封閉金屬環網柜，如圖1 所示，因環網柜具備“五防”功能，在帶電運行的情況下不允許打開柜門（除非是強制解鎖），環網柜異側電源之間的核相無法直接地把兩個一次電源送至開關斷口兩側進行一次側的核相，只能間接地通過二次側核相，如圖2 所示，二次側核相沒有一次側核相那樣直觀、可靠。

圖1 環網柜

圖2 二次側核相接線

二次側核相的正確性必須以環網柜一、二次接線正確性作為前提，也就是說，當環網柜一、二次接線錯誤時，若在電源需要并列倒合閘操作時因安裝接線錯誤，可能出現誤判核相結果，導致相位（相序）不一致的情況下強行并列，將會造成一次線路合環時因發生相間短路，強大的短路環流會導致人身、電網、設備的安全事故，如圖3 所示。

圖3 二次側核相二次接線錯誤接線

通常的核相方法是利用單側一次電源對需核相的環網柜分別送電，對環網柜各開關二次核相孔進行第一次核相，進一步檢查其一、二次接線正確性（雖然在環網柜調試過程中對一、二次接線的正確性有檢查，但采用二次側核相時，這一步亦不能省），核實一、二次接線正確后，再對環網柜異側電源之間在環網柜相應進線開關二次核相孔進行核相，以確定兩異側電源對應線路同相，但這種操作方法需要對開關及隔離刀閘進行操作，核相工作時間長，也可能會使個別線路停電。

國內外現有技術中，一般“五防”功能環網柜不能實現不同電源間的電壓量的相互比較，更不能實現異相間的電壓量比較，由于接線原因會導致核相錯誤，所以本文針對基于具備“五防”功能環網柜二次電壓核相防誤裝置進行研究，可滿足具備“五防”功能環網柜在合環前核對一、二次接線的正確性的問題，以提高操作人員的安全性和測試效率，降低核相操作帶來的安全風險。

2 技術特征

為了解決上次存在的問題，本環網柜二次電壓核相防誤裝置采用了通過二次電壓“同源定位，異源核相”的方法，利用功能轉換開關、校驗裝置，通過采樣相同一次電源的同一、二次回路電源對二路不同電源的二次核相孔先核準接線的正確性，然后再對環網柜異側電源之間的相對應的二次核相孔進行核相，其原理圖如圖4 所示。

圖4 二次電壓核相防誤裝置原理

2.1 同源定位

所謂同源定位，就是利用同一單側電源對兩側電源的帶電指示器的一、二次接線的正確性進行檢查，在同一電源下，首先利用轉換開關，斷開B 側電源帶電指器與B 電源的連接，接通A 側電源帶電指示器和A 側電源帶電指示器，這時在同一單側電源供電的情況下，若帶電指示器的一、二次接線正確，則A 側電源帶電指示器和B 側電源帶電指示器所對應的A 相、B 相、C 相的相位應相同，對應的校驗綠燈亮。反之，若帶電指示器的一、二次接線錯誤，則A 側電源帶電指示器和B 側電源帶電指示器所對應的A 相、B 相、C 相的相位不同，對應的校驗紅燈亮。同時此信號也可通過連接線，接到環網柜的DTU，并通過通信設備發給主站，可為遠方合環前的核相提供信息，實現遠方核相前的同源定位功能。

2.2 異源核相

所謂異源核相，就是在同源定位確認兩側電源帶電指示器的一、二次接線的正確的情況下，通過轉換開關，使兩側電源帶電指示器恢復到正常運行狀態的連接方式，然后利用核相儀，對環網柜本體兩側電源的帶電指示器的二次核相孔進行核相，若兩側電源的帶電指示器相應的二次核相孔相位相同，則說明兩側電源的一次回路對應的A 相、B 相、C 相的相位相同，這時環網柜的聯絡開關就可以合閘，實現環網供電。同時此信號也可通過連接線，接到環網柜的DTU，并通過通信設備發給主站，實現遠方核相，遙控合環功能。

3 二次電壓核相防誤裝置原理說明

（1）實現同源定位的同軸轉換校驗開關設有檢驗1、檢驗2和復位3 個位置，當轉到檢驗1 時，通過一個校驗裝置（裝置主要由信號輸入單元、相位比較、判斷單元，信號輸出單元及信號顯示單元組成），由電源A 對兩路電源的帶電指示器的一、二次接線的正確性進行校驗，同理，當轉換開關轉到檢驗2 時，由電源B 對兩路電源的帶電指示器的一、二次接線正確性進行校驗。經校驗裝置確認電源A 和電源B 的帶電指示器的一、二次接線正確無誤后，將同軸轉換校驗開關轉到復位位置，使兩側電源帶電指示器恢復到正常運行狀態的連接方式，然后利用核相儀，對環網柜本體兩側電源的帶電指示器的二次核相孔進行核相。

（2）帶電指示器可在市場上購買，二次所有的連接線按黃、綠、紅分色，接口改為分色防錯插座，與分色防錯插頭一一配對。

（3）圖2 中只畫出用電源A 進行核驗的電路圖，電源B 進行核驗的電路圖沒有畫出，但原理一樣。即再用電源B 進行同源定位，檢驗兩側電源帶電指示器的二次接線正確后再進行異源核相。

（4）裝置有連接到環網柜DTU 的插口，通過連接線，能“同源定位，異源核相”的信息通過通信傳給主站，可為配網自動化遠方遙控合環提供遙信信號。

（5）插頭及插座采用防誤型，接線分黃、綠、紅三種顏色。

（6）帶電指示燈采用插拔式，方便更換，使用LED 燈，更耐用。

4 結語

環網柜二次電壓核相防誤裝置，通過轉換開關轉換、校驗裝置的確認，完成“同源定位”的功能。經校驗裝置確認電源A 和電源B 的帶電指示器的一、二次接線正確無誤后，利用核相儀，對環網柜本體兩側電源的帶電指示器的二次核相孔進行核相，實現“異源核相”的功能。環網柜二次電壓核相防誤裝置的研制，提高了核相的準確性，縮短核相時間，避免了具備“五防”功能環網柜因一、二次接線錯誤造成二次電壓核相誤判引起一次線路合環時相間的短路而造成的人身、電網、設備的安全事故，同時也可為配網自動化遠方遙控合環提供遙信信號。