10 kV配电网合解环操作中异常现象分析

吕晓娜, 陶伟龙, 王洪波, 梁 昆, 张传海

(国网合肥供电公司, 安徽 合肥 230022)

0 引言

目前，在10 kV配电网络中已普遍采用联络供电方式，在检修、故障或过负荷时，采用合解环操作，可十分便利地转移线路或主变负荷，提高了10 kV配电网络供电可靠性。

实际运行中，两条联络线相位或相序不一致的现象偶有发生。两条相位或相序不一致的联络线合环时会产生很大的相间直接短路故障电流，巨大的电流将会造成线路跳闸、设备损坏等严重后果[1]。

文章结合输配电网的结构特征，针对一起10 kV配电网合解环操作中的异常现象，提出了一种60°合环角差的故障定位方法和解决思路。

1 事件经过

2021年4月25日，110 kV甲变电站#2主变因检修工作停役，计划通过联络开关将10 kV 22线负荷不停电倒至35 kV丙变10 kV 05线，即通过先合上联络开关再断开甲变电站10 kV 22开关的合环操作进行倒电。线路合环操作过程中因联络开关两侧电压相角差过大导致跳闸。合环示意图见图1。

图1 合环过程示意图

后经核相发现110 kV甲变电站10 kV 22线路与35 kV丙变10 kV 05线存在近60°角差，核相结果见表1。

表1 两条合环线路核相结果

2 原因分析

35 kV合环环境下，两条合环线路出现角差，大概率因线路或变压器接线错误导致。

正常相位相序的三相系统中,A相超前B相120°，B相超前C相120°，C相超前A相120°。如果仅因10 kV线路相位相序不一致，则两条线路同相之间存在的角差应为120°的倍数。但核相结果显示两条10 kV线路实际相角差约为60°，结合输变电线路拓扑结合主变传变特性，可以初步推断，该现象产生原因大概率缘于变压器接线错误。

经进一步调研，110 kV甲变电站、乙变电站主变接线组别均为Y/Y0/d11，35 kV丙变主变接线组别为Y/d11。正常情况下，甲变电站10 kV出线与丙变10 kV出线不应存在角差。由表1可知，当两条线路存在近60°角差，且丙变10 kV出线滞后乙变电站10 kV出线，即出现2个钟点差，初步判断是丙变电站主变接线组别由Yd11变为Yd1，即主变高压侧接线由ABC变为CBA，导致线路相位存在角差60°。

图2 Yd11接线图与向量图

以高压侧A相电压为参考点可知，此时低压侧为：

(1)

其中，K由变压器变比和一次侧电压幅值决定，为变压器低压侧的相电压的幅值，下同。

同理可得低压侧为：

(2)

图3 Yd11高压侧A、C接反的接线图与向量图

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

各相相角差均为60°，当Yd11的主变高压侧接线由ABC变为CBA，此时低压侧滞后正常Yd11接线低压侧60°，如图4所示[3]。

由表1核相数据可得，丙变电站10 kV出线滞后Yd11接线变电站10 kV出线近60°，与图4分析结果一致。

在丙变电站主变高、低压侧进行核相工作，若主变低压侧滞后高压侧30°，则可验证丙变电站主变高压侧A、C相接反。

图4 Yd11与Yd1接线低压侧向量图

3 对策措施

根据原因分析，可通过将丙变电站高压侧进线或主变高压侧A、C相进行对调，从而解决两条10 kV出线存在60°角差的问题。

从实际分析，虽然调整丙变电站高压侧进线A、C相相比调整主变高压侧A、C相更具操作性，但从乙变电站到丙变电站的35 kV343线路上另有一条T接线路，且将丙变电站高压侧进线进行A、C相对调，丙变电站所用变还需进行A、C相调相。综合分析，选择调整丙变电站主变高压侧A、C相更具可行性。

经询问用户，在由丙变电站供电和正常变电站供电两种供电方式下，用户电动机不存在正反转问题。因此丙变电站10 kV出线为正相序接线，即为A、B、C接线。当前合环过程接线图如图5所示。

图5 当前合环过程接线图

若仅调整主变高压侧接线，即仅调整丙变电站主变高压侧A、C相，则合环过程接线图如图6所示，调整前后丙变电站10 kV相位相序不一致，即由ABC变为CBA。

图6 仅调整主变高压侧后合环过程接线图

此时可通过调整丙变电站主变低压侧A、C相或10 kV出线A、C相从而满足相位相序一致性。由于丙变电站10 kV出线线路较多，若选择调整10 kV出线A、C相过于繁琐，选择调整主变低压侧A、C相更便捷。

综上，在丙变电站主变高低压侧同时进行A、C对调工作可解决两条10 kV出线存在60°相角差的问题。调整后，需同步调整丙变电站主变差动保护二次接线和极性，并进行主变保护向量试验。

4 结束语

文章提出了一种基于向量分析的60°合环角故障定位方法。该方法结合输配电网典型设备传变特性，综合性考虑了线路、主变等多种设备误接线可能。整改措施制定中，结合一二次设备的整体情况，提供了最优解决思路。该故障定位方案及整改措施对后续60°合环角问题整改具有借鉴意义。

为防止配网联络线出线相角差情况发生，对于新建或改造后的线路和主变，必须严格开展核相工作。发现问题，立即整改，杜绝任何事故隐患。高压输入相序发生变动的，需同步调整相关主变差动保护二次接线和极性，为了防止供区用户电动机反转造成安全事故，需同步开展低压调相。