電力配網(wǎng)供電系統(tǒng)中,常采用手拉手環(huán)網(wǎng)、合環(huán)轉(zhuǎn)電的供電方式。這就要求整個供電網(wǎng)絡(luò)的相序、相位是一致的,若不一致將會導(dǎo)致在合環(huán)轉(zhuǎn)電時發(fā)生短路故障。另外,相序問題還關(guān)系到客戶用電端計量表的準(zhǔn)確性、三相旋轉(zhuǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行,以及一些保護(hù)裝置的正確動作等。因此,保證相序、相位正確在 10kV 電力配網(wǎng)運(yùn)行中是一項十分重要的工作。
1 電力系統(tǒng)中相序和相位的要求在三相電力系統(tǒng)中,各相的電壓或電流依其先后順序分別達(dá)到*大值 ( 如以正半波幅值為準(zhǔn)) 的次序,稱為相序。在三相電力系統(tǒng)中,規(guī)定以 “A、B、C” 標(biāo)記區(qū)別三相的相序。當(dāng)它們分別達(dá)到*大值的次序為 A、B、C 時,稱作正相序,如次序是 A、C、B,則稱為負(fù)相序或反相序[1]。
在同一網(wǎng)絡(luò)中,相序必須是一致的。有的負(fù)荷必須正序供電,負(fù)相序會引起三相旋轉(zhuǎn)設(shè)備的非正常運(yùn)行,如排風(fēng)扇、電動機(jī)的反轉(zhuǎn)等。另外,用戶端的計量表計特別是無功計量表要求采集的電流、電壓是正相序。10 kV 無功電能表與相序有關(guān),反相序會引起無功計量不正確[2]。低壓有功電能表一般采用三元件有功電能表,與相序無關(guān)。10 kV 有功電能表一般采用兩元件有功電能表,但不受反相序影響。因此,高低壓有功電能表無論正相序還是反相序都能計量。但是,反相序?qū)Ρ碛嫷挠嬃繙?zhǔn)確性有影響。這是因為校表時的接線相序為正相序,在正相序下誤差是合格的,但不能保證在反相序下誤差也是合格的,可能會有較大的偏差,導(dǎo)致計量不準(zhǔn)確。反相序會引起復(fù)合電壓閉鎖元件中的負(fù)序電壓元件動作,造成復(fù)合電壓閉鎖元件長期開放,使復(fù)壓閉鎖過流保護(hù)變成純電流保護(hù),從而使保護(hù)誤動[3]。距離保護(hù)的啟動元件采用電流突變量啟動與負(fù)序、零序電流啟動,負(fù)相序會造成距離保護(hù)啟動元件動作,距離保護(hù)不能正常運(yùn)行。
相位是同頻率的三相電壓 ( 或電流) 在同一時間所處的位置。交流電的相角是隨時間變化的,通常對稱平衡的三相電壓 ( 或電流)的相位角互差 120°。因為連接方式不同,三相變壓器的一次線圈和二次線圈中電流或電壓之間可能會有一定的相角差,所以要注意變壓器高低壓側(cè)的接線方式,防止不同的接線組別造成相位不一致。
系統(tǒng)合環(huán)的要求: 需要 合 環(huán) ( 或 并 列)的兩個電源點的相位、相序一致。
核對相序是網(wǎng)絡(luò)對網(wǎng)絡(luò),或者是同一網(wǎng)絡(luò)中不同的點,便于聯(lián)網(wǎng)或環(huán)網(wǎng)。核對相位是在電源點與網(wǎng)絡(luò)間的,便于電源同期并網(wǎng)。檢相就是使用檢相器判斷電源系統(tǒng)的相序為正相序或者為負(fù)相序,核相就是核實需要合環(huán) ( 或并列) 的兩個電源系統(tǒng)的相位是否一致。核相分為物理核相和電氣核相,物理核相是在不帶電或較低電壓下核對兩側(cè)線芯是否正確,比如采用絕緣電阻表、萬用表等進(jìn)行核相; 電氣核相是在線路帶運(yùn)行電壓的情況下,用萬用表對低壓線路進(jìn)行核對,用核相儀對高壓線路進(jìn)行核對或用萬用表在兩條線路上的兩組電壓互感器二次側(cè)進(jìn)行核對。對各電壓等級的電氣核相,0. 4 kV 系統(tǒng),一般用萬用表進(jìn)行核相; 3kV ~ 35 kV 中性點非接地系統(tǒng),一般用核相儀進(jìn)行核相; 110 kV 及以上中性點直接接地系統(tǒng),一般在電壓互感器二次回路進(jìn)行核相。
2 一起 10 kV 線路相序異常情況某變電站 ( 甲站) 的2 條10 kV 出線與另一新變電站 ( 乙站) 的 2 條出線增加聯(lián)絡(luò)。設(shè)計施工完畢送電后,進(jìn)行并聯(lián)前的核相工作,發(fā)現(xiàn)甲站 2 條線路與乙站 2 條出線核相均不正確。從核相結(jié)果來看,甲站 10 kV 的出線的 B 相與乙站出線 B 相一致,但 A、C 相與乙站出線的 A、C 相不一致,而是與乙站出線的B、A 相一致。該核相異常表明,甲、乙兩站某一站的 10 kV 出線的相序是反相序。由于甲、乙兩站的兩條出線的聯(lián)絡(luò)位置均核相異常,所以初步排除了某一條出線接線錯誤,懷疑是某一變電站整體反相序。
3 分析及查找
3. 1 異常分析
乙站是新變電站,其出線反相序的可能性相對較大。但考慮到甲站是一座孤立運(yùn)行很多年的老變電站,與其他變電站出線無聯(lián)絡(luò)核相歷史,而且以前老站出線相序、相位管理混亂,完全憑當(dāng)時工程技術(shù)人員的經(jīng)驗,因此也不排除甲站出線反相序的可能性。相序接錯易發(fā)生的位置: 變電站電源進(jìn)線相序錯,某段電纜兩側(cè)終端相別不一致,變電站變壓器一二次線相別不一致,進(jìn)出開關(guān)柜或組合電器連接線相別錯誤,開關(guān)柜或組合電器母聯(lián)、分段連接處相別錯誤。
3. 2 查找情況
按甲、乙站電源進(jìn)線、變電站主接線、變電站出線逐級核查,重點對相序接錯易發(fā)生連接位置進(jìn)行人工巡線排查。檢查發(fā)現(xiàn)甲站電源進(jìn)線電纜終端塔處 ( 圖 1 中的 69 號塔) 2 條電源進(jìn)線的電纜終端 A、C 相接反了,311、312 電源進(jìn)線標(biāo)示為 A 相的線路實際接的是線路的 C 相,而標(biāo)示為 C 相的線路實際接的是線路的 A 相。這就導(dǎo)致甲站的 2 條電源進(jìn)線實際是反相序的,甲變電站為一個反相序的變電站。進(jìn)一步排查甲站開關(guān)柜母聯(lián)連接處、分段連接處、變壓器一二次接線、甲站出線,均未發(fā)現(xiàn)異常??梢姡讼喈惓5脑蚓褪羌渍倦娫催M(jìn)線 A、C 相接反導(dǎo)致的甲站反相序。甲站反相序運(yùn)行多年的原因是以前老站出線相序、相位管理混亂,該站又地處偏僻,出線一直未與其他站出線聯(lián)絡(luò),雙電源用戶也都以該站出線作為電源,未進(jìn)行站間出線的核相,沒
有出現(xiàn)核相異常。用戶三相旋轉(zhuǎn)設(shè)備根據(jù)正反轉(zhuǎn)在低壓側(cè)進(jìn)行了調(diào)整,導(dǎo)致該站反相序運(yùn)行多年未暴露。
4 反相序的調(diào)整
4. 1 調(diào)整原則
制定 調(diào) 整 原 則 如 下: 停 電 → 調(diào) 整 相 序( 包括系統(tǒng)和用戶的高低壓側(cè)) →送電→核對相序、相位。避免相序、相位錯誤的關(guān)鍵在于判斷電源點的相序、相位情況和用電負(fù)荷端原有使用的相序情況。我們可以調(diào)整甲站高壓電源線路 A、C 相,或調(diào)整變電站內(nèi)一次側(cè)或二次側(cè) A、C 相,也可以調(diào)整各條二次出線的A、C 相??紤]到變電站及出線 A、C 相調(diào)整涉及的相序標(biāo)示眾多及變電站內(nèi)低壓二次設(shè)備相序調(diào)整的復(fù)雜性,確定本次調(diào)相序采用調(diào)整該站高壓電源線路 A、C 相的方式。
4. 2 調(diào)整步驟
甲變電站主接線簡圖如圖 2 所示。甲站及311、312 電源進(jìn)線停電,在電源進(jìn)線電纜終端塔處將 2 條電纜的 A、C 相倒相后,使用絕緣電阻表將其與站內(nèi)電纜終端進(jìn)行物理核相,使兩側(cè)電纜終端相別標(biāo)示正確。2 條電源進(jìn)線送電,在站內(nèi)進(jìn)線處使用帶相位角度的核相儀對 2 條線路相序分別進(jìn)行核對 ( 是否為正相序) ,并對 2 條線路進(jìn)行核相。2 條線路均為正相序且核相正確后投入變壓器。2 臺變壓器送電后,在站內(nèi)低壓盤核對低壓相序,并對 2臺站用變進(jìn)行低壓核相。正確后,送變壓器二次側(cè) 10 kV 4 號和 5 號母線。在 24 - 9、25 - 9電壓互感器處進(jìn)行二次相序及相位核對。正確后,投電容器檢查變壓器差動保護(hù)裝置的相位,檢查主變后備保護(hù)復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)裝置中負(fù)序電壓是否正確 ( 若以前調(diào)整過,則在停電后送電前再調(diào)整回來) ,檢查距離保護(hù) ( 若有) 中負(fù)序電流啟動元件是否正確。此外,還要檢查站內(nèi)有載調(diào)壓機(jī)構(gòu)內(nèi)三相電動機(jī) ( 若有) 、斷路器三相儲能電動機(jī) ( 若有)和電動刀閘機(jī)構(gòu)三相電動機(jī) ( 若有) 、低壓三相風(fēng)機(jī)、排水泵等,確保轉(zhuǎn)向正確。
甲站所有出線停電,通知用戶調(diào)整低壓三相旋轉(zhuǎn)動力設(shè)備的相序,帶發(fā)電機(jī)的用戶要注意低壓相序的調(diào)整。對甲站各條出線上的公用變壓器、配電站房等進(jìn)行低壓相序的調(diào)整。調(diào)整完畢后線路轉(zhuǎn)備用,待甲站電源相序調(diào)整、站內(nèi)各項核查完畢后投入各條出線。投入上次核相異常的 2 條線路,與乙站 2 條出線在聯(lián)絡(luò)點處進(jìn)行再次核相。核相結(jié)果正常,進(jìn)一步驗證了查找和調(diào)整正確。依次投入其他各條出線,送電后通知用戶對三相動力設(shè)備不帶負(fù)載核實轉(zhuǎn)向是否正確,計量人員逐戶檢查高壓用戶有功、無功電能表的計量準(zhǔn)確性。若以前未調(diào)整過,就是按互感器 ABC 接線的,這次就正確了。若以前調(diào)整過,這次調(diào)整相序后要調(diào)整回來,可在送電前后核查一下。
5 結(jié)語
( 1) 供電節(jié)點相序管理混亂造成了電源點的相序不清,等送電后才發(fā)現(xiàn)相序錯誤,需要再次停電檢查出錯原因并調(diào)整相序、相位,勞力勞神。因此,施工過程中要進(jìn)行物理核相,送電后要進(jìn)行電氣核相,按調(diào)規(guī)嚴(yán)格進(jìn)行測相序、核相位。
( 2) 發(fā)現(xiàn)核相異常后,要分析是線路相別接錯還是變壓器接線組別不同所致,查找過程中應(yīng)重點檢查相序接錯易發(fā)生的位置,如變電站電源進(jìn)線處、某段電纜兩側(cè)終端處、變電站變壓器一二次線、進(jìn)出開關(guān)柜或組合電器連接線、母聯(lián)連接處、分段連接處等。
( 3) 發(fā)現(xiàn)相序異常后,要根據(jù)情況選擇變動*小的調(diào)整策略。對三相三線制供電線路而言,線路反相序?qū)蜗嘣O(shè)備沒有影響,對三相旋轉(zhuǎn)設(shè)備可通過觀察其正反轉(zhuǎn)進(jìn)行調(diào)整。負(fù)相序還會使復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)、距離保護(hù)不能正常運(yùn)行,使 10 kV 無功計量不正確,其二次回路必須改為正相序。
[電力系統(tǒng)中相位、相序的正確十 分 重要。通常,以黃、綠、紅三種相色分別表示A、B、C 三 相。所 有 電 氣 設(shè) 備,包 括 線 路( 電力電纜、架空線) 、開 關(guān) 設(shè) 備、變 壓 器、母線及二次設(shè)備等,均要以清晰的相色表示出其相位。在基建安裝和檢修后,都要反復(fù)核對相位、相序,確認(rèn)無誤后方可投入運(yùn)行?!獙徴咦ⅲ?