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电力系统核相分析与应用
邓贻名，郴电国际发展股份????郴州分??
摘要：该文结合工作实践，分析、探讨了电力系统中常用的核相方法及其应用，介绍工作中的体会和经验。 关键词：电力系统；核相 中图分类号：TM727 文献标志码：B 文章编号：1003-0867(2009)03-0022-03
电力系统中，新建、改建、扩建后的发电厂、变电所 和输电线，经常要做核相试验。核相包括核对相序和相 位，一般采用仪表或相关手段核对两电源或合环点两侧相 位、相序是否相同。在2008年初的罕见冰灾后，各地电网 的灾后重建工作中，核相工作是一项重要工作。笔者结合 所在的郴州地方电网核相工作实践，对电力系统各种核相 方法进行分析与探讨。
2.1.1 使用站内同一电压等级两组母线上的TV核相 使用站内同一电压等级两组母线上的TV核相，其步 骤如下。 用二次核相核准两组TV二次接线一致、二次相位 正确（对原已核相的老站，TV接线已核对，此步可省 略）。 将待核的两个电源分别送到两段母线TV上，先用相 序表核准两组TV低压相序是否一致，然后用电压表分别 测量两组TV低压侧U、V、W相之间，如果同相电压差近 似为零，异相电压差为100V左右，则证明两个电源具有 相同的相位，可以并列运行。否则，要分析情况，改变一 次接线后重新核相。 2.1.2 使用站内不同电压等级但具相同相位两组母线TV 核相 如某三绕组变压器，组别为YNynd11，可以在主变高 中压侧母线TV间进行核相。 使用站内不同电压等级但具相同相位两组母线TV核 相其步骤如下。 用二次核相核准两组TV二次接线一致、二次相位正 确（这时加在高压和中压的电源为经过变压器变换的同 一电源，对原已核相的老站，TV接线已核对，此步可省 略）。 将待核的两个电源分别送到高压和中压母线TV上， 先用相序表核准两组TV低压相序是否一致，然后用电压 表分别测量两组TV低压侧，U、V、W相之间，如果同相 电压差近似为零，异相电压差为100V左右，则证明两个 电源具有相同的相位，可以并列运行。否则，要分析情 况，改变一次接线后重新核相。 2.1.3 利用线路单相TV和母线TV，采用相位仪核相 利用线路单相TV和母线TV，采用相位仪核相，在郴 州地方电网中，有些变电站110kV或35kV母线主接线中 只有一组TV，但几回出线间构成环网结构，此时必须核 定线路的相序和相位。但无法采用站内两组母线TV核对 相位的方法，需另辟捷径。这时可巧妙利用同一电压等 级的线路单相TV和母线TV，使用相位仪核相。如图1所 示。 图1中512与518两回线路为环网，512线路已正常送
1发电厂核相
发电机投运前的核相通常指核对相序，核对后的相序 需保证与系统相序一致，才能正常并网。对于发电机核 相，一般采取如下方法。 首先，核对发电机端TV与母线TV的二次相位是否 正确（确定两组TV二次接线是否一致、二次相位是否正 确）。这时可采用二次核相法，即用同一电源加在待核 两组TV高压侧，然后用电压表在两组TV低压侧检查U、 V、W三相，如相电压为57.7V左右且平衡，再分别检查 两组TV低压同相电压差是否近似为零，两相电压差是否 为100V左右。如果这些都符合要求，则说明两组TV二次 接线一致、二次相位正确。在发电厂现场核相时，需断开 发电机与机端TV的电气连接，用系统电压（电压值同机 端电压）加在机端TV与母线TV上，用二次核相即可核对 其二次相位是否正确。 然后核对发电机的一次相序，使发电机转起来接近额 定转速，启励并调节励磁电流使机端电压接近母线电压， 调节出力使发电机频率接近50 Hz。如果在已核对的二次 相位的机端TV与母线TV上，用相序表或多功能相位仪核 对机端TV与母线TV若相序一致，则该发电机可并网。
2变电站核相
2.1 35 kV及以上电压等级的变电站核相 在35kV及以上电压等级的变电站中，一般利用TV进 RURAL ELECTRIFICATION 行核相。对接入多个电源、构成环网结构的变电站，需核 定并列点各电源的相序和相位。其核相方法大致有：使用 站内同一电压等级两组母线上的TV核相；使用站内不同 电压等级但具相同相位两组母线TV核相；利用线路单相 TV和母线TV，采用相位仪核相。
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Operation & Maintenance
电，需核定518线路的相序、相位。实践中，笔者利用512 线路U相TV二次对地电压U609（取自线路TV,此电压常为 同期或重合闸装置抽取的线路侧电压，已接入控制室，可 方便的取得）为参考向量，将512线路电源送至母线，使 用相位仪，测定母线TV三相二次对地电压与512线路TV 二次对地电压U609之间的相位差，得到一组数据，画出 母线电压向量图；然后断开512断路器及其隔离开关，将 518线路电源送至母线，使用相位仪，测定母线TV三相二 次对地电压与512线路U相TV二次对地电压U609之间的相 位差，得到另一组数据，画出母线电压向量图。比较两组 母线电压向量图，可以很清楚的判断两回线路相序、相位 是否一致。
线路TV
运行维护
3 3～10 kV配电线路环网点或用户配电室并列点 的核相
3.1 使用单相TV或核相器在两电源间一次核相。 在3～10kV配电线路中，为了满足N-1要求，往往形 成环网手拉手结构。用户配电室常因供电可靠性需要，采 用了双电源供电。这时3～10kV配电线路环网点或用户配 电房并列点必须核相（核对相位一致），以确保合环并列 时的安全。 其核相可使用高压单相试验TV或高压核相器进行核 相。使用器材主要有绝缘棒两根、绝缘鞋两双、绝缘手套 两双、试验导线适量、电压表一块。接线如图2所示。
U′ V′
母线TV
5123 300/5
5163
150/5
5183 300/5
W′
5X14-1 512
516
518
图2 使用高压单相试验TV或高压核相器核相
5X14 5121
5161
5181
高压核相工作常由4人进行。一人担任指挥，两人穿 绝缘鞋、戴绝缘手套担任核相员，一人读表记录。核相工 作根据指挥人员的命令进行，高压操作员将高压引线固定 在绝缘棒上，长短适宜，用绝缘棒引高压线接触高压电源 点时，动作协调，两核相员相互照应。核相时以现有的相 色为依据，当高压电源点同相时，TV二次电压应近似为 零；当高压电源点异相时，TV二次电压应近似为100V， 这说明核相结果正确。 核相中采用单相TV，因用绝缘棒引线直接接触高压 电源点，应特别注意引线间及引线对试验人员间的安全距 离，防止引线短路或人身电击，操作中工作人员有一定的 危险性，现不推荐使用。 现多使用专用核相器核相，其使用绝缘棒接触带电部 位，由棒内感应装置获得电压测量值，测试方法与使用单 相TV方法相似，但不存在高压引线短路及人身触碰高压 等危险，仪表连线可直接拖地，安全性较高。 在城区10 kV配电系统中，环网隔离开关或断路器两 侧分别为架空线和电缆，此时可能因发生铁磁谐振，使单 相TV或专用核相器二次电压达到200V左右，不能正常判 断，需另择核相点。 3.2 使用单相试验TV进行二次核相 可在现场利用站内一组TV与单相试验TV配合，试验 方法大致如上所述，只是将另一个高压操作员变为低压操 作员，单相试验TV一端接地，仅一端由高压操作员将长 短适宜的高压引线固定在绝缘棒上，用绝缘棒引线接触高 压电源点，防止了上述使用单相TV的方法中高压引线短 RURAL ELECTRIFICATION
图1 利用同一电压等级的线路单相TV和母线TV用相位仪核相
核相中应注意，试验中必须注意保证仪器准确无误， 两次测量参考向量必须取同一向量（本例都取512线路TV 二次对地电压U609），测量时注意电压极性不能搞错， 并注意防止人身误碰带电部分，防止TV二次短路。记录 和分析要准确。 此法取一固定的电压为参考向量，用同一组母线电压 互感器取两电源点送电至母线TV时，二次电压与该参考 向量的相位差比较画向量图，可有效避免电压互感器接线 错误造成的误判断。 对35 kV系统采用此方法核相时，因线路单相TV往 往接在U、V相，接线时标号为U609、V609（取自线路 TV），测试时切不可套用站内有两组母线TV核对相位 的方法测量线路U609、V609与母线电压三相电压差。在 2008年冰灾后，某站35kV线路的核相工作中，实际线路 TV接在V、W相，但其二次标号仍为U609和V609，试验 人员测试二次标号的U609（实际对应一次侧为W相）、 V609与母线电压U630、V630电压差基本为0，线间电压 为100V，差点错误判断相位正确，实则U、W反相了。 在此案例中，笔者利用线路单相TV和母线TV，使用相位 仪核相防止了因接线问题导致的错误判断。 2.2 在单电源终端变电站核相 因单电源变电站不存在环网及核定相位问题，变电站 相序的测量可以方便地在TV二次侧使用相序表测得。
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安全生产 Safety
单相接地时二次电压回路分析
周军，浙江省富阳市供电局
浙江省富阳供电局35kV里山变电所10kVII段母线接 地告警继电器 KV动作，但现场仪表及监控设备显示II段 母线电压三相均正常。（后经线路班巡线检查发现为某10 kV线路单相接地。） 到达现场后，对10 kV母线电压的二次回路及仪表 进行检查，发现保护屏上10kVII段母线接地告警继电器 （KV）动作，其线圈上有59V电压，而继电器整定值为 20V，KV应该动作。但从仪表及监控装置上看，母线三 相电压均与正常情况时相差不大（其每相的二次电压经测 量均为57V左右），如果按照标准的电压回路接线，应该 无接地故障，接地告警继电器线圈上不应该有电压。因为 10kV系统发生单相接地时，正确的现象应该是在一次的 10kV母线接地相电压为零，非接地相电压升至线电压， 零序电压升高至相电压，而在二次盘表及监控系统上也应 该反应出和实际一次电压相同的情况。
图1 原来的电压互感器原理图
压，发现仍与控制屏上测量到的一致，此时，怀疑电压互 感器接线错误或电压互感器本身有问题。经过初步检查判 断后，再与图纸对照，发现了问题。 根据此电压互感器接线，当发生单相接地时，故障相 电压为零，电压互感器一次侧中性点电压升高至相电压，
1事故分析
图1为电压互感器原理图，首先在电压互感器柜二次 回路的端子排上检查，测量电压均和保护屏上一致。即三 相电压正常，零序电压为59V。断开各端子，再次测量电 路等弊端，安全性有所提高。其接线如图3所示。 操作中先在同一电源上核对二次相位，高压接U′、 V′、W′各一次，低压对应按U630、V630、W630（因 单相TV二次为100V，故U630、V630、W630取100V绕 组）各测一次，如果三个读数近似为0V，则二次相位正 确。 核对一次相位，将两个电源分别接至母线TV与试验 TV上，用绝缘棒分别碰待并U、V、W相各一次，对应测
U 630 V 630 W 630 U′ V′ W′
其他两相升高至线电压。而在二次侧，由于N600接地点 的位置在三相电压互感器的x处，二次侧三相电压反映 的是电压互感器上各相a和x之间单相绕组上的电压U ax， U bx ，U cx ，也就是反映了一次侧单相电压互感器上的电 建。灾后恢复及新架设的线路建成投运前一项重要工作， 即测量线路绝缘电阻及核相，确定线路的绝缘状况及线路 两侧U、V、W标色是否一致。输电线路的核相，不能采 用上述电气核相。实际工作中往往将核相与测线路绝缘两 者结合起来进行。测量时首先在本侧测量线路U相对V、 W相及地的绝缘电阻值，一般达数十兆欧以上，然后在线 路对侧分别在标色U、V、W相装设接地线，如对侧标色 U相的测得绝缘电阻变为0了，说明线路两侧相标一致。 依此类推，测定V、W相位。 个别老线路，绝缘电阻很低，仅几兆欧，基本接近为 0，此时对线路核相结果的判断需慎重，应结合电气核相 来综合判断。
图3 使用单相试验TV进行二次核相
35 kV线路往往在线间（如U、V相）装设了单相 TV，测量绝缘及定相时应拆除TV一次接线，以免影响测 量结果。 对发电厂并网线路只需核定相序一致（正序），则可 以正常并网；对两个电网的并网线路，也只能测量相序， 不能核定两网的相位及二次电压差。 （责任编辑：陈淑芳）
量母线低压U630、V630、W630各一次，三次电压表读 RURAL ELECTRIFICATION 数对应编号时应近似为零；不对应时电压表读数近似为 100V，说明相位正确。反之，需针对情况进行。
4输电线路的核相

XX矿副井绞车配电Ⅱ回路6KV进线核相报告 试验日期 2008.12.16试验天气 晴试验温度10 ℃ 空气湿度 使用仪器 ZNFRD高压核相器 核相操作位置 Ⅱ进线 断路器上下断口 数据记录： 断路器上口 断路器下口 显示电压（kv） 备注 A相 A相 0 B相 6 C相 6 B相 A相 6 B相 0 C相 6 C相 A相 6 B相 6 C相 0 判定意见 I、II回路6KV进线相位相同 操作人员： (至少3人) 审核：