百色电网融达铜业944、988线无法合环原因分析

黄承峰

（1.广西大学电气工程学院，广西 南宁 530004；2.百色电力有限责任公司，广西 百色 533000）

百色电网融达铜业944、988线无法合环原因分析

黄承峰1，2

（1.广西大学电气工程学院，广西 南宁 530004；2.百色电力有限责任公司，广西 百色 533000）

为了保证重要用户的不间断供电，提高城市配电网的供电可靠性, 10 kV线路通常涉及合环操作，但由于线路的负荷合环开关两侧存在电压差相角差等原因，易导致合环操作失败。文章结合实例，采用电压向量图对百色电网六塘变和龙旺变10kV线路合环操作失败原因进行分析，得出龙旺变变压器高压侧35kV相序与电网相序不一致的结论。最终，经过调相实现了线路合环，这对降低合环操作的电网风险和提高供电可靠性具有重要意义。

配电网；核相；合环操作；电压向量图

1 引言

融达铜业公司是百色电力公司电网的重要用户，现有两回10kV线路对其供电，分别是六塘变944线和龙旺变988线。电网结构示意图如下：

图1　944线与988线电网结构示意图

表1　944线和988线核相试验结果

结果显示，虽然同处一个电网，但是该两回10kV线路没有一相是同相的，因此两回线路无法合环。

2 变压器极性理论

但是，多年以来944、988都是单独对用户供电，当切换供电线路时，都要对融达铜业进行停电倒闸操作后才能恢复供电。如果能够实现944线和988线的合环，就大大提高了融达铜业的供电可靠性。然而，试验班组在融达铜业对 944和988进行核相试验，结果如表1所示：

正常的三相电压为A、B、C各相差120º，A相0 º、B相-120 º、C相120 º。三相电压经过三相变压器后得到的三相电压相位是如何？需要经过对三相变压器的特性进行分析得知。

变压器一次线圈的两个线头，当通入交流电源时，在一个极短的瞬间中。必定有一根线头的电流是流入，而另一根线头的电流是流出的。在同一瞬间内，二次线圈的两个线头，也一定有一根的电流是流出，另一根是流入的。如图2。

图2　变压器极性示意图

因为二次侧的电流是由一次侧感应生成的。所以二次侧电流方向的变化完全和一次侧相同。从这里可以认定出：变压器四个线头在同一瞬间内。必定有两个线头的电流是流入，另外两个线头的电流是流出的。一次侧电流是流入的线头和二次侧电流流出的线头属于同极性。而一次侧电流是流出的线头和二次侧电流流入的线头也属于同极性。反过来说，一次侧电流是流入的线头和二次侧电流流入的线头那就是属于异极性。

3 变压器组别理论

单相变压器并没有什么组别的区分。但是，当把三台单相变压器用到三相电源上去，这三台变压器就可以看成一个“组”。这时，除了极性以外，对三相关系来说，就有“组”的区别，这就是三相变压器组别。三相中每一相两个线圈的线圈有极性的关系。三相设备中一次线圈和二次线圈间的电流或电压的相位关系，称变压器组别。组别是用时钟盘度按顺时针方向来说明的。时钟盘上12个数码把圆周360分成12份，也就是每份为360×1/12=30度，1点当然就是30度了；那么5点呢，那当然就是30×5=150度了；而 11点就是330度，而不是30度。

出厂的三相变压器，接线都已经在内部联好，接线再用套管引出到外部的，这个在厂家都会在铭牌上面表示。变压器套管编号不能随便，改变变压器套管的编号次序，从左边按A B C的次序排到右边，或从右边按 A B C的次序排到左边。在12个组别里面，只有两个组。即12组和6组是可以随便编号的。其余的10个组便是完全不行的；编号方向换一下，组别就变了。我们举例说明有变压器Y/Δ一台，如图3，当高压侧输入ABC顺序不同时，低压侧输出相位有什么不同。

图3　同一变压器不同相位示意图

图 3的甲和乙是两个内部接线完全相同的变压器。一次星形，二次三角形。只是六个套管编号次序各不相同。甲是由左往右排。乙是由右往左排。

假若一次的相电流是I A、I B、I C。在图3甲的组别中。二次侧线电流a 等于a相电流减去b相电流，即I a = I a`－I b`、I b＝I b`－I c` 、I c＝I c`－I a` 。

根据上式，把它画成图 4甲。可以看出。二次侧电流比一次侧电流落后330度角。这样接线法的变压器属于11 组别。

图4乙。是把图4甲编号方向倒一下。从这一图上表示流方向的箭头可以看出；二次侧a 相线电流等于a的相电流减去c 的相电流。按照同样的方法。可以得到以下的结果；I a = I a`－I c`、I b＝I b`－I a`、I c＝I c`－I b`。

根据上式，把它画成图11乙。可以看出。二次侧电流比一次侧电流落后30度角。这样接线法的变压器属于1 组别。

图4　同一变压器不同相位向量图

这就是说。一个同样联结的变压器。只不过把一次和二次编号的次序倒一下。就可以使二次电流和一次电流间相位差从330度改到30度了也就是说组别从11组换到第1组。根据同样原理，可以把其他11个组组别变化的规律找出来。列成表2如下。

表2　11个组组别变化规律

4 融达进线合环失败原因分析

根据试验班核相测量得的三组数据，并考虑到实际存在测量的误差，笔者可以不难画出以UA(944)为基准的向量图如图5。

图5　944与988融达侧电压向量图

在电网中，融达两回进线944线和988线路牵涉到的变电站主要有六塘变、龙旺变、百林变。以下为这个三个变电站在正常运行情况的三相电压次序分析。

六塘变1#主变型号为SFSZ10—40000/110，YN ,yn0，Δ-11连接。设110kV侧UA的角度为基准，则相位角如下表3所示：

表3　六塘变1#主变各电压侧相位角

百林变1#主变型号为SFSZ10—63000/110，YN,yn0，Δ-11连接。设110kV侧UA的角度为0°，则相位角如下表4所示：

表4　百林变1#主变各电压侧相位角

龙旺变 1#主变型号为 SL-5600，Y/Δ-11连接。设 35kV侧UA的角度为0°，则相位角如下表5所示：

表5　龙旺变1#主变各电压侧相位角

根据以上3表推测，当百林变和六塘变110kV母线在同一系统中，其UA（百林变110kV）与UA（六塘变110kV）相位相同。而龙旺变35kV与百林变35kV连接， UA（龙旺变35kV）与UA（百林变110kV）相位相同。进而得出，六塘变944出线和龙旺变988出线应该相位相同，均超前于UA（110kV）30°。

综上所述，正常运行情况下，如果上述变电站主变如果内部接线与铭牌相符，则944线和988线相位相同，原则上可以合环。然而实际试验结果表明，988三相电压超前944三相电压近60°，调整三相次序无法使合环操作成功。在高压侧为同一系统的条件下，出现这种情况可能有两种。第一种情况是两台主变一台连接组别为3、7、11型，而另一台为1、5、9型；二、两种均为同一组连接型，但是运行时高压侧输入为相序一正一反。

六塘变1#主变为三相大型变压器，铭牌于实际内部接线不符的可能性很小。因此，笔者考虑最可能的情况：六塘变三相电压相序正常，龙旺变 35kV相序为反相序。当六塘变944融达线三相电压次序正常，有电压相位如表3。根据图5，笔者可以推出龙旺变988融达线侧电压和系统110kV电压相位图如图6。

图6　988电压和系统电压相位图

由图6看出，988融达侧电压超前系统110kV电压90°。在Y/△-11连接组别的变压器下，只有龙旺变变压器35kV高压侧为系统110kV电压的相序相反时，才会出现这种情况。

经过咨询运行、施工历史记录，在多年前运行部门对龙旺变383线进行核相时，曾经发现龙旺变383线与百林变316线的A相与B相有错位的情况。因为错位不影响系统的运行，如果停电调整反而是有比较大的损失，因此当时不予处理。当龙旺变母线以A、B相错位的相序连接主变35kV侧时，推断相位图如图7。

图7　龙旺变10kV电压相位图

对比图6与图7，可以看出，988在融达铜业的A相应该对应龙旺变10kV母线的C相，C相对应龙旺变10kV母线的A相。

综上，当相位错位为：龙旺变35kV母线A相→百林变35kV母线B相，龙旺变35kV母线B相→百林变35kV母线A相；988融达侧A相→龙旺变10kV母线C相，988融达侧C相→龙旺变10kV母线A相；六塘变相位正常，则可由试验班组的现场核相结果。笔者分析后，该部分电网现状如图8。

图8　估计线路现状示意图

5 核实分析

经停电百林变至龙旺变35kV线路进行核相，发现两个变电站的 A、B相对调了，证明了上述推论。后续工作将龙旺变线路调整一致时，需通知龙旺变的各个供电用户，特别有使用三相电机的用户，要调整接线，否则将发生电机反转的现象。经过各部门努力后，融达铜业最终满足合环供电条件。

6 总结

笔者采用电压向量图、变压器输入电压与输出电压相位的关系进行分析，发现在龙旺变变压器高压侧35kV相序与电网相序不一致的问题，最终，经过调相实现了 944线和 988线的合环。因此，认识和了解变压器的极性和组别对于电网的运行尤为重要。

[1] 吴克勤.变压器极性与接线组别[M].北京:中国电力出版社,2006.

[2] 李发海.电机学[M].北京:科学出版社,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

黄承峰（1984－），男（壮族），广西田东人，广西大学电气工程学院在职研究生，百色电力有限责任公司技术专责，研究方向为配电网自动化。