10 kV線路核相測試及異常分析處理

李留文，王慶，李自文，付藝磊，胡家琪，王笑含，李澤琴，向川

（1.云南電網有限責任公司麗江供電局，云南 麗江 674100； 2.云南電網有限責任公司電力科學研究院，云南 昆明 650217）

0 前言

10 kV電磁合環調電可有效提高供電可靠性，文獻[1]中針對保證配電系統供電可靠性的措施中就說明了倒供電的重要性。在具有聯絡點的10 kV中壓配網線路之間進行轉供電，若不采用電磁合環方式，就必須停電倒供，后者必然導致用戶間斷供電。若倒閘操作點較遠、操作較慢，可能造成用戶長時間停電；若用戶安裝了失壓脫扣裝置，失壓后即動作跳開空氣開關，用戶不會自行恢復時就需要供電所人員逐一處理，降低處置效率，延長停電時間，引發客戶投訴。而采用合環倒供電方式，不僅不會造成用戶停電，還可以減少現場倒閘操作量，有效促進基層減負。核相測試是實現合環調電的重要環節之一，通過核相測試排查相序、相位異常的線路，制定并落實處置措施，最終滿足合環條件。

文獻[2]介紹了一起20 kV變壓器核相試驗結果的異常情況，并用向量圖法詳細分析了變壓器不同的接線組別和電源相序對核相試驗結果的影響，提出了核相試驗異常時的分析方法。文獻[3]針對110 kV石堡變電站10 kV變壓器投運后低壓核相的測試結果異常，利用相量圖形式簡要分析核相不正常的原因。上述兩篇文獻主要針對主變高低壓側相位相序單一問題分析定位，未分析異常處理過程的注意事項，未涉及10 kV線路聯絡相位相序分析。文獻[4-5]分析了10 kV/400V Dyn11型變壓器變二次核相異常，通過對該型變壓器一、 二次接線方式的分析并繪制向量圖，以及對電源正序和逆序接線時變二次電壓相位的比較，最終完成異常定位，但研究對象為中低壓變壓器相位相序異常單一問題，未涉及10 kV線路聯絡相位相序分析。文獻[6]針對10 kV聯絡線核相異常問題，查找并定位到上級35 kV主變相序相位錯誤問題，并處理了異常缺陷，但僅針對單一現象進行了問題分析，未涉及其他可能存在的相位相序問題。文獻[7]針對110 kV變電站內不同10 kV母線上的2臺ZnYn11型曲折接地變壓器核相異常事件，以電壓相量圖為工具進行了相位異常分析處置，與配電線路核相問題場景有著明顯差異。因此，基于對已有研究不足的分析，本文針對10 kV線路核相工作關鍵環節、各類異常分析及整改注意事項進行詳細分析,為測試工作的高效有序開展提供重要參考。

1 線路核相測試關鍵環節分析

測試可分為就地核相、網絡核相，工作原理如圖1所示。

圖1 核相工作原理

就地核相主要檢驗相序、相角差；網絡核相主要用于定相，但受現場信號強弱影響顯著，核相主要流程如圖2所示。

圖2 核相工作流程圖

關鍵環節為核相儀檢查、核相執行、結果分析，對測試關鍵環節分析如下：

1）相儀檢查，前往現場前檢查核相儀及部件是否完備，電源是否充足，根據說明書中要求進行測試，確證核相儀及部件正常；若不進行核相儀檢查，不能及時發現核相儀的故障異常，會導致現場無法測試、測試結果錯誤等問題。

2）核相執行，按“就地核相為主，就地核相與網絡核相相互印證測試”的思路；詳細閱讀核相儀說明書，重點關注核相基準側、讀數超前滯后關系；測試盡可能詳細，各相別間的測試均做好記錄；若核相執行基準使用錯誤，將導致測試相序與實際相序相反無法定相，測試不全面在相位相序有問題時不利于問題分析定位。

3）結果分析，測試時聯絡開關兩側對應相依次就地核相，相角差為0°或允許誤差范圍內，證明兩側相位相序相同；根據現場相別標識，采用網絡核相方式進行定相，確證現場標識正確；若核相結果異常則根據需求進一步開展測試內容。若結果分析不綜合各項測試數據，可能由于片面異常信息導致核相錯誤，也不利于異常排查。

2 線路核相測試異常分析方法研究

2.1 相位異常分類

10 kV線路核相異常大體可分為三類：10 kV線路相位異常，上級站內主變前段接線異常，上級站內主變前、后段接線均異常。

下面對各類異常的核相數據進行展示，10 kV左線為X核相器，作為基準，表中所列數據為10 kV右線超前10 kV左線的角度。由于一般中相為B相，A、C相錯相風險較高，因此分別以右線A、C錯相,右側線上級主變（35 kV站YnD11接線）前段A、C錯相,右側線上級主變（35 kV站YnD11接線）前段和后段A、C錯相為例進行展示，如表1~表3所示。

表1 10 kV配線A、C錯相典型異常情況相位信息

表3 主變前、后段A、C錯相典型異常情況相位信息

2.2 相位異常分析

1）10 kV線路相位異常分析

根據圖2可以看出，不同幅值條件下的“溫度-電容”曲線變化趨勢基本相同，但是隨著激勵信號幅值的增加曲線更加平滑，說明增加激勵信號的幅值大小可以有效地減少異常數據。

根據表1中記錄數據做出相量圖，如圖3所示。

圖3 10 kV配線A、C錯相典型異常情況相位圖

對10 kV線 路B、C相 錯 相，A、B相 錯相信息分析，可得：若10 kV配電線路聯絡點兩側線路核相過程中，位置對應相核相結果為120°或240°，說明存在兩相錯相（有1組對應位置相位差為0°）或三相均錯相（3組對應位置相位差均為120°）問題。

2）上級站內主變前段接線異常分析

根據表2中記錄數據做出相量圖，如圖4所示。

表2 主變前段A、C錯相典型異常情況相位信息

圖4 主變前段A、C錯相典型異常情況相位圖

對上級站內主變前段接線B、C相錯相，A、B相錯相信息分析，可得：若10 kV配電線路聯絡點兩側線路核相過程中，位置對應相核相結果為60°、180°或300°，說明存在配電線路上級主變（35 kV站YnD11接線）前段存在兩相錯相，若主變前段三相均錯位與2.2（1）中三相錯位現象一致，且此種情況出現概率低，此處不做討論。

3）上級站內主變前、后段接線均異常分析

圖5 主變前、后段A、C錯相典型異常情況相位圖

對上級站內主變前、后段接線B、C相錯相，A、B相錯相信息分析，可得：若10 kV配電線路聯絡點兩側線路核相過程中，位置對應相核相結果為300°，說明存在配電線路上級主變（35 kV站YnD11接線）前、后段存在兩相錯相，若主變前、后段三相均錯位與2.2（1）中三相錯位現象一致，且此種情況出現概率低，此處不做討論。

2.3 相位異常排查處置

1）10 kV線路相位異常排查處置

以線路一側為基準，逐一對另一側三相核相，相位差為0°的相則為同相；若網絡核相可用，用網絡核相功能進行定相測試，結合現場相位標識確定問題線路；若網絡核相不可用，結合現場相位標識，通過對單側線路相間核相確定相序，兩相錯相時負序側為問題線路；再結合站內出線核相確定是出線處錯位還是出線后段錯位；最后對錯相點進行換相處理。

2）上級站內主變前段接線異常排查處置

當在線路聯絡點兩端核相出現上述異常情況后，先通過2.3(1)中方法核對相序，相序為負的一側為問題側，再到配電線路上一級電站對主變進行核相。若能使用網絡核相功能定相則對主變高壓側各相依次定相，再判斷主變套管相位是否一致。若不能使用網絡定相，則需通過站內電壓、電流量二次接線及站內保護測控裝置的測量的相位相序等其他圖紙資料進行綜合研判。一般主變前段錯相在主變高壓套管段或站進線段可能性較高，可重點關注。在對錯相進行換相處理時需要注意35 kV站內進線、主變、母線的保護測控裝置電壓、電流二次接線，確保與一次相位、相序一致。

3）上級站內主變前、后段接線均異常排查處置

當在線路聯絡點兩端核相出現上述異常情況后，由于聯絡開關兩側都為正序，因此若能使用網絡核相功能定相，則可以與現場相別標識進行對比，不一致則為問題側，再到問題側站內進行查驗；若不能使用網絡核相功能則需要到兩側站內進行查驗。站內需要注意查驗的區段主要為站進線段、主變高壓套管段、主變低壓出線段和10 kV線路出線段。在對錯相進行換相處理時需要注意35 kV站內進線、主變、母線的保護測控裝置電壓、電流二次接線，確保與一次相序一致。

3 算例仿真

基于PSCAD搭建簡易10 kV線路核相仿真分析模型，主要參數如表4所示，模型如圖6所示。

表4 仿真模型主要參數列表

圖6 10 kV線路核相仿真分析模型

分別對第2部分中的異常現象進行了模擬，所得仿真結果如圖7所示，左側相量圖對應聯絡點左側三相電壓，右側相量圖對應聯絡點右側三相電壓，圖7（a）右側A相超前左側A相120°，右側B相與左側B相同相，右側C相超前左側C相240°；圖7（b）右側A相超前左側A相60°，右側B相超前左側B相300°，右側C相超前左側C相180°；圖7（c）右側A相超前左側A相300°，右側B相超前左側B相300°，右側C相超前左側C相300°。仿真結果與研究分析結果一致。

a. 10 kV配線A、C錯相典型異常情況仿真結果

b. 主變前段A、C錯相典型異常情況仿真結果

圖7 10 kV線路核相仿真分析結果

4 結束語

本文針對10 kV線路核相測試的關鍵環節、異常分析及整改等內容進行總結分析，針對10 kV線路相位異常，上級站內主變前段接線異常，上級站內主變前、后段接線均異常三種異常情況進行了研究，總結了相應異常情況下的核相結果表現：10 kV線路相位異常時聯絡點兩側位置對應相核相結果為120°或240°；上級站內主變前段接線異常時聯絡點兩側位置對應相核相結果為60°、180°或300°；上級站內主變前、后段接線均異常時位置聯絡點兩側對應相核相結果為300°。此外，闡述了更加具體可行的相位異常排查和處理流程及要點，為核相異常問題的排查和解決提供有力參考。