10 kV线路核相测试及异常分析处理

李留文，王庆，李自文，付艺磊，胡家琪，王笑含，李泽琴，向川

（1.云南电网有限责任公司丽江供电局，云南 丽江 674100； 2.云南电网有限责任公司电力科学研究院，云南 昆明 650217）

0 前言

10 kV电磁合环调电可有效提高供电可靠性，文献[1]中针对保证配电系统供电可靠性的措施中就说明了倒供电的重要性。在具有联络点的10 kV中压配网线路之间进行转供电，若不采用电磁合环方式，就必须停电倒供，后者必然导致用户间断供电。若倒闸操作点较远、操作较慢，可能造成用户长时间停电；若用户安装了失压脱扣装置，失压后即动作跳开空气开关，用户不会自行恢复时就需要供电所人员逐一处理，降低处置效率，延长停电时间，引发客户投诉。而采用合环倒供电方式，不仅不会造成用户停电，还可以减少现场倒闸操作量，有效促进基层减负。核相测试是实现合环调电的重要环节之一，通过核相测试排查相序、相位异常的线路，制定并落实处置措施，最终满足合环条件。

文献[2]介绍了一起20 kV变压器核相试验结果的异常情况，并用向量图法详细分析了变压器不同的接线组别和电源相序对核相试验结果的影响，提出了核相试验异常时的分析方法。文献[3]针对110 kV石堡变电站10 kV变压器投运后低压核相的测试结果异常，利用相量图形式简要分析核相不正常的原因。上述两篇文献主要针对主变高低压侧相位相序单一问题分析定位，未分析异常处理过程的注意事项，未涉及10 kV线路联络相位相序分析。文献[4-5]分析了10 kV/400V Dyn11型变压器变二次核相异常，通过对该型变压器一、 二次接线方式的分析并绘制向量图，以及对电源正序和逆序接线时变二次电压相位的比较，最终完成异常定位，但研究对象为中低压变压器相位相序异常单一问题，未涉及10 kV线路联络相位相序分析。文献[6]针对10 kV联络线核相异常问题，查找并定位到上级35 kV主变相序相位错误问题，并处理了异常缺陷，但仅针对单一现象进行了问题分析，未涉及其他可能存在的相位相序问题。文献[7]针对110 kV变电站内不同10 kV母线上的2台ZnYn11型曲折接地变压器核相异常事件，以电压相量图为工具进行了相位异常分析处置，与配电线路核相问题场景有着明显差异。因此，基于对已有研究不足的分析，本文针对10 kV线路核相工作关键环节、各类异常分析及整改注意事项进行详细分析,为测试工作的高效有序开展提供重要参考。

1 线路核相测试关键环节分析

测试可分为就地核相、网络核相，工作原理如图1所示。

图1 核相工作原理

就地核相主要检验相序、相角差；网络核相主要用于定相，但受现场信号强弱影响显著，核相主要流程如图2所示。

图2 核相工作流程图

关键环节为核相仪检查、核相执行、结果分析，对测试关键环节分析如下：

1）相仪检查，前往现场前检查核相仪及部件是否完备，电源是否充足，根据说明书中要求进行测试，确证核相仪及部件正常；若不进行核相仪检查，不能及时发现核相仪的故障异常，会导致现场无法测试、测试结果错误等问题。

2）核相执行，按“就地核相为主，就地核相与网络核相相互印证测试”的思路；详细阅读核相仪说明书，重点关注核相基准侧、读数超前滞后关系；测试尽可能详细，各相别间的测试均做好记录；若核相执行基准使用错误，将导致测试相序与实际相序相反无法定相，测试不全面在相位相序有问题时不利于问题分析定位。

3）结果分析，测试时联络开关两侧对应相依次就地核相，相角差为0°或允许误差范围内，证明两侧相位相序相同；根据现场相别标识，采用网络核相方式进行定相，确证现场标识正确；若核相结果异常则根据需求进一步开展测试内容。若结果分析不综合各项测试数据，可能由于片面异常信息导致核相错误，也不利于异常排查。

2 线路核相测试异常分析方法研究

2.1 相位异常分类

10 kV线路核相异常大体可分为三类：10 kV线路相位异常，上级站内主变前段接线异常，上级站内主变前、后段接线均异常。

下面对各类异常的核相数据进行展示，10 kV左线为X核相器，作为基准，表中所列数据为10 kV右线超前10 kV左线的角度。由于一般中相为B相，A、C相错相风险较高，因此分别以右线A、C错相,右侧线上级主变（35 kV站YnD11接线）前段A、C错相,右侧线上级主变（35 kV站YnD11接线）前段和后段A、C错相为例进行展示，如表1~表3所示。

表1 10 kV配线A、C错相典型异常情况相位信息

表3 主变前、后段A、C错相典型异常情况相位信息

2.2 相位异常分析

1）10 kV线路相位异常分析

根据图2可以看出，不同幅值条件下的“温度-电容”曲线变化趋势基本相同，但是随着激励信号幅值的增加曲线更加平滑，说明增加激励信号的幅值大小可以有效地减少异常数据。

根据表1中记录数据做出相量图，如图3所示。

图3 10 kV配线A、C错相典型异常情况相位图

对10 kV线 路B、C相 错 相，A、B相 错相信息分析，可得：若10 kV配电线路联络点两侧线路核相过程中，位置对应相核相结果为120°或240°，说明存在两相错相（有1组对应位置相位差为0°）或三相均错相（3组对应位置相位差均为120°）问题。

2）上级站内主变前段接线异常分析

根据表2中记录数据做出相量图，如图4所示。

表2 主变前段A、C错相典型异常情况相位信息

图4 主变前段A、C错相典型异常情况相位图

对上级站内主变前段接线B、C相错相，A、B相错相信息分析，可得：若10 kV配电线路联络点两侧线路核相过程中，位置对应相核相结果为60°、180°或300°，说明存在配电线路上级主变（35 kV站YnD11接线）前段存在两相错相，若主变前段三相均错位与2.2（1）中三相错位现象一致，且此种情况出现概率低，此处不做讨论。

3）上级站内主变前、后段接线均异常分析

图5 主变前、后段A、C错相典型异常情况相位图

对上级站内主变前、后段接线B、C相错相，A、B相错相信息分析，可得：若10 kV配电线路联络点两侧线路核相过程中，位置对应相核相结果为300°，说明存在配电线路上级主变（35 kV站YnD11接线）前、后段存在两相错相，若主变前、后段三相均错位与2.2（1）中三相错位现象一致，且此种情况出现概率低，此处不做讨论。

2.3 相位异常排查处置

1）10 kV线路相位异常排查处置

以线路一侧为基准，逐一对另一侧三相核相，相位差为0°的相则为同相；若网络核相可用，用网络核相功能进行定相测试，结合现场相位标识确定问题线路；若网络核相不可用，结合现场相位标识，通过对单侧线路相间核相确定相序，两相错相时负序侧为问题线路；再结合站内出线核相确定是出线处错位还是出线后段错位；最后对错相点进行换相处理。

2）上级站内主变前段接线异常排查处置

当在线路联络点两端核相出现上述异常情况后，先通过2.3(1)中方法核对相序，相序为负的一侧为问题侧，再到配电线路上一级电站对主变进行核相。若能使用网络核相功能定相则对主变高压侧各相依次定相，再判断主变套管相位是否一致。若不能使用网络定相，则需通过站内电压、电流量二次接线及站内保护测控装置的测量的相位相序等其他图纸资料进行综合研判。一般主变前段错相在主变高压套管段或站进线段可能性较高，可重点关注。在对错相进行换相处理时需要注意35 kV站内进线、主变、母线的保护测控装置电压、电流二次接线，确保与一次相位、相序一致。

3）上级站内主变前、后段接线均异常排查处置

当在线路联络点两端核相出现上述异常情况后，由于联络开关两侧都为正序，因此若能使用网络核相功能定相，则可以与现场相别标识进行对比，不一致则为问题侧，再到问题侧站内进行查验；若不能使用网络核相功能则需要到两侧站内进行查验。站内需要注意查验的区段主要为站进线段、主变高压套管段、主变低压出线段和10 kV线路出线段。在对错相进行换相处理时需要注意35 kV站内进线、主变、母线的保护测控装置电压、电流二次接线，确保与一次相序一致。

3 算例仿真

基于PSCAD搭建简易10 kV线路核相仿真分析模型，主要参数如表4所示，模型如图6所示。

表4 仿真模型主要参数列表

图6 10 kV线路核相仿真分析模型

分别对第2部分中的异常现象进行了模拟，所得仿真结果如图7所示，左侧相量图对应联络点左侧三相电压，右侧相量图对应联络点右侧三相电压，图7（a）右侧A相超前左侧A相120°，右侧B相与左侧B相同相，右侧C相超前左侧C相240°；图7（b）右侧A相超前左侧A相60°，右侧B相超前左侧B相300°，右侧C相超前左侧C相180°；图7（c）右侧A相超前左侧A相300°，右侧B相超前左侧B相300°，右侧C相超前左侧C相300°。仿真结果与研究分析结果一致。

a. 10 kV配线A、C错相典型异常情况仿真结果

b. 主变前段A、C错相典型异常情况仿真结果

图7 10 kV线路核相仿真分析结果

4 结束语

本文针对10 kV线路核相测试的关键环节、异常分析及整改等内容进行总结分析，针对10 kV线路相位异常，上级站内主变前段接线异常，上级站内主变前、后段接线均异常三种异常情况进行了研究，总结了相应异常情况下的核相结果表现：10 kV线路相位异常时联络点两侧位置对应相核相结果为120°或240°；上级站内主变前段接线异常时联络点两侧位置对应相核相结果为60°、180°或300°；上级站内主变前、后段接线均异常时位置联络点两侧对应相核相结果为300°。此外，阐述了更加具体可行的相位异常排查和处理流程及要点，为核相异常问题的排查和解决提供有力参考。