CN110196359A - 低压配电系统的核相异常定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及低压配电技术领域，具体涉及一种低压配电系统的核相异常定位方法。根据电压矢量关系和一次、二次侧各接线方式构建三个参考表格，使用核相仪测量联络开关两端电压，获取相间电压测量值，将相间电压测量值与参考表格进行对比，判断核相异常与否，并通过比对结果实现异常快速定位。本方法能帮助工程技术人员快速判断故障类型，纠正错误接线，省时省力，提高工作效率。

Description

低压配电系统的核相异常定位方法
技术领域
本发明涉及低压配电技术领域，具体涉及一种低压配电系统的核相异常定位方法。
背景技术
在生产实践中，存在大量二级甚或更高等级的重要负荷，为保障二级负荷的连续运转，应配置2路或更多供电电源。在工程设计中，往往采用2台变压器对这些负荷供电，其原理如图1所示。
原则上，2台变压器的高压电源应来自不同的母线段，条件允许时还应该来自不同的高压开关站。变压器低压侧一般采用单母线分段运行方式，正常运行时联络开关断开。当其中一路电源出现故障或报警时，为确保供电连续性，应合上联络开关，确认无误后断开故障或报警电源。一般的，将这一操作过程称为“合环”，此时2路电源短时并联运行。为确保合环的安全可靠，应对其相关条件进行分析。
合环运行应满足以下条件：
①2台变压器联结组别相同；
②2台变压器的额定电压应相等；
③2台变压器的短路阻抗标幺值应相等。
其中，第①条为必须满足的条件，第②、③条则为保证变压器安全、经济运行的附加条件。为简化分析，假设2台变压器高压侧电源参数完全一致。
正常情况下，操作人员持核相计依次检验2台变压器二次侧各相间电压时，同端号相间电压应接近0，异端号相间电压应接近线电压。但当核相过程出现异常时，操作人员需快速判断原因，排除故障，确保生产运行。目前并没有关于如何对核相中出现的异常进行快速定位的方法，只能逐个排查，费时费力。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种使用安全，无需增加额外设备，可以广泛应用于各厂矿企业的低压配电系统，帮助工程技术人员快速判断故障类型，纠正错误接线的低压配电系统的核相异常定位方法。
本发明的技术方案为，包括以下步骤：
步骤1：
根据联结组别不同时两台变压器在各个夹角下的电压矢量关系计算不同夹角下的Ua-a、Ua-b、Ua-c参考数值，根据不同夹角下的Ua-a、Ua-b、Ua-c参考数值构建用于记录联结组别不同时两台变压器相间电压值的参考表格1，其中Ua-a、Ua-b、Ua-c分别为二次侧a-a相、a-b相、a-c相间的电压；
根据两台变压器二次侧接线的核相数据统计值，构建用于记录二次侧各接线方式对应的两台变压器相间电压值的参考表格2；
根据两台变压器一次侧接线的核相数据统计值，构建用于记录一次侧各接线方式对应的两台变压器相间电压值的参考表格3；
步骤2：
使用核相仪测量联络开关两端电压，获取a、b、c三相的相间电压测量值，将所述相间电压测量值与参考表格1～3进行对比，当相间电压测量值不匹配参考表格1中联结组别夹角为0°的数据、参考表格2中二次侧接线为a/b/c的数据、参考表格3中一次侧接线为A/B/C的数据时，判断为核相正常；
步骤3：将核相异常时的相间电压测量值与参考表格1～3比对；
当相间电压测量值与参考表格1中某一不为0°的夹角数据匹配时，判断该核相异常原因为联结组别错误；
当相间电压测量值与参考表格2中某一错误接线方式数据匹配时，判断该核相异常原因为二次侧接线错误；
当相间电压测量值与参考表格3中某一错误接线方式数据匹配时，判断该核相异常原因为一次侧接线错误。
较为优选的，当所述步骤三中出现a相的相间电压测量值满足Ua-a＝UL，Ua-b＝0，Ua-c＝UL时，通过以下步骤判断异常：
步骤301：检查变压器铭牌上记录的联结组别出厂情况，当铭牌显示出厂时联结组别夹角不为0°时，判断该核相异常原因为联结组别错误且错误在于夹角120°否则执行步骤302；
步骤302：进一步判断b相的相间电压测量值；
当满足Hb-a＝0，Ub-b＝UL，Ub-c＝UL时，判断该核相异常原因为二次侧接线异常，且该异常接线方式为b/a/c；
当满足Ub-a＝UL，Ub-b＝UL，Ub-c＝0时，判断该核相异常原因为二次侧接线异常，且该异常接线方式为c/a/b；
当满足Ub-a＝UL，Ub-b＝UL，Ub-c＝0时，判断该核相异常原因为一次侧接线异常，且该异常接线方式为B/C/A；
较为优选的，当所述步骤三中出现a相的相间电压测量值满足Ua-a＝UL，Ua-b＝UL，Ua-c＝0时，通过以下步骤判断异常：
步骤303：检查变压器铭牌上记录的联结组别出厂情况，当铭牌显示出厂时联结组别夹角不为0°时，判断该核相异常原因为联结组别错误且错误在于夹角240°，否则执行步骤304；
步骤304：进一步判断b相的相间电压测量值；
当满足Ub-a＝UL，Ub-b＝0，Ub-c＝UL时，判断该核相异常原因为二次侧接线异常，且该异常接线方式为c/b/a；
当满足Ub-a＝0，Ub-b＝UL，Ub-c＝UL时，则执行步骤305；
步骤305：进一步判断c相的相间电压测量值；
当满足Uc-a＝UL，Uc-b＝0，Uc-c＝UL；则执行步骤306；
步骤306：调换二次侧接线方式为a/b/c，利用核相仪重新测量联络开关两端电压，当相间电压测量值满足Ua-a＝0，Ua-b＝UL，Ua-c＝UL，Ub-a＝UL，Ub-b＝0，Ub-c＝UL时，判断该核相异常原因为二次侧接线错误，且该异常接线方式为b/c/a，否则判定为核相异常原因为一次侧接线错误，且该异常接线方式为C/A/B。
本发明的有益效果为：
1、根据电压矢量关系和一次、二次侧各接线方式构建三个参考表格，通过相间电压测量值与参考表格的对比，既能实现异常快速定位。能帮助工程技术人员快速判断故障类型，纠正错误接线。
2、采用相间电压值作为异常定位的分析对象，直观快捷，核相仪测出的数据无需进行再处理，可以直接使用，大大节约异常分析时间。同时，三个参考表格的参考数据均为相间电压值，具有误差小，客观性强的优点。
附图说明
图1为两台变压器的供电原理图；
图2为本发明流程示意图；
图3为本发明步骤301～302流程示意；
图4本发明步骤303～306流程示意；
图5为两台变压器夹角为30°时的电压矢量图；
图6为两台变压器二次侧接线错误示意图；
图7为两台变压器正确接线示意图；
图8为一次侧接线为B/C/A时的电压矢量图；
图9为一次侧接线为C/A/B时的电压矢量图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图2所示，本发明的流程如下：
步骤1：
根据联结组别不同时两台变压器在各个夹角下的电压矢量关系计算不同夹角下的Ua-a、Ua-b、Ua-c参考数值，根据不同夹角下的Ua-a、Ua-b、Ua-c参考数值构建用于记录连接组别不同时两台变压器相间电压值的参考表格1。
如图5所示，根据电压矢量图，设夹角为θ，则：
根据上述关系式，将不同的夹角带入，能得到同夹角下的Ua-a、Ua-b、Ua-c参考数值，根据该参考数值，可以构建用于记录连接组别不同时两台变压器相间电压值的参考表格1：
如图6所示，为2台变压器二次侧b、c相接线相反示意。根据两台变压器二次侧接线错误的核相数据统计值，可以构建用于记录二次侧各接线方式对应的两台变压器相间电压值的参考表格2：
接线端 U<sub>a-a</sub> U<sub>a-b</sub> U<sub>a-c</sub> U<sub>b-a</sub> U<sub>b-b</sub> U<sub>b-c</sub>
a/b/c 0 U<sub>L</sub> U<sub>L</sub> U<sub>L</sub> 0 U<sub>L</sub>
a/c/b 0 U<sub>L</sub> U<sub>L</sub> U<sub>L</sub> U<sub>L</sub> 0
b/c/a U<sub>L</sub> U<sub>L</sub> 0 0 U<sub>L</sub> U<sub>L</sub>
b/a/c U<sub>L</sub> 0 U<sub>L</sub> 0 U<sub>L</sub> U<sub>L</sub>
c/a/b U<sub>L</sub> 0 U<sub>L</sub> U<sub>L</sub> U<sub>L</sub> 0
c/b/a U<sub>L</sub> U<sub>L</sub> 0 U<sub>L</sub> 0 U<sub>L</sub>
同理，根据两台变压器一次侧接线错误的核相数据统计值，构建用于记录一次侧各接线方式对应的两台变压器相间电压值的参考表格3：
以上三个表格中，A、B、C为一次侧，a、b、c为二次侧。2台变压器a相核相数值分别记为Ua-a、Ua-b、Ua-c，b相核相数值分别记为Ub-a、Ub-b、Ub-c，c相核相数值分别记为Uc-a、Uc-b、Uc-c，额定线电压为UL，额定相电压为
步骤2：
使用核相仪测量联络开关两端电压，获取a、b、c三相的相间电压测量值，将所述相间电压测量值与参考表格1～3进行对比，当相间电压测量值不匹配参考表格1中联结组别夹角为0°的数据、参考表格2中二次侧接线为a/b/c的数据、参考表格3中一次侧接线为A/B/C的数据时，判断为核相正常。
如图7所示，核相正常有以下三种：
1、当核相结果为Ua-a＝0，Ua-b＝0，Ua-c＝0时联结组别夹角为0°，为正常情况，可以闭合联络开关。
2、当核相结果为Ua-a＝0，Ua-b＝UL，Ua-c＝UL，Ub-a＝UL，Ub-b＝0，Ub-c＝UL时二次侧接线为a/b/c，为正常情况，可以闭合联络开关。
3、当核相结果为Ua-a＝0，Ua-b＝UL，Ua-c＝UL，Ub-a＝UL，Ub-b＝0，Ub-c＝UL时一次侧接线为A/B/C，为正常情况，可以闭合联络开关。
步骤3：将核相异常时的相间电压测量值与参考表格1～3比对；
1、当相间电压测量值与参考表格1中某一不为0°的夹角数据匹配时，判断该核相异常原因为联结组别错误。
以下以联结组别错误中30°、60°、90°、180°、210°、270°、300°为例进行说明：
当核相异常，对比表1可知，此时夹角为30°，此时需要修改联结组别，然后闭合联络开关进行供电。
核相异常，对比表1可知，此时夹角为60°，此时需要修改联结组别，然后闭合联络开关进行供电。
核相异常，对比表1可知，此时夹角为90°，此时需要修改联结组别，然后闭合联络开关进行供电。
当核相异常，对比表1可知，此时夹角为180°，此时需要修改联结组别，然后闭合联络开关进行供电。
当核相异常，对比表1可知，此时夹角为210°，此时需要修改联结组别，然后闭合联络开关进行供电。
当核相异常，对比表1可知，此时夹角为270°，此时需要修改联结组别，然后闭合联络开关进行供电。
当核相异常，对比表1可知，此时夹角为300°，此时需要修改联结组别，然后闭合联络开关进行供电。
2、当相间电压测量值与参考表格2中某一错误接线方式数据匹配时，判断该核相异常原因为二次侧接线错误。
当Ua-a＝0，Ua-b＝UL，Ua-c＝UL，Ub-a＝UL，Ub-b＝UL，Ub-c＝0时，核相异常，根据表2可知，此时二次侧接线为a/c/b，需要修改二次侧b、c接线，然后闭合联络开关进行供电。
当Ua-a＝UL，Ua-b＝0，Ua-c＝UL，Ub-a＝0，Ub-b＝UL，Ub-c＝UL时，核相异常，根据表2可知，此时二次侧接线为b/a/c，需要修改二次侧a、b接线，然后闭合联络开关进行供电。
当Ua-a＝UL，Ua-b＝0，Ua-c＝UL，Ub-a＝UL，Ub-b＝UL，Ub-c＝0时，核相异常，根据表2可知，此时二次侧接线为c/a/b，需要修改二次侧a、b、c接线，然后闭合联络开关进行供电。
当Ua-a＝UL，Ua-b＝UL，Ua-c＝0，Ub-a＝UL，Ub-b＝0，Ub-c＝UL时，核相异常，根据表2可知，此时二次侧接线为c/b/a，需要修改二次侧a、c接线，然后闭合联络开关进行供电。
3、当相间电压测量值与参考表格3中某一错误接线方式数据匹配时，判断该核相异常原因为一次侧接线错误。
时，核相异常，根据表3可知，此时二次侧接线为A/C/B,需要修改一次侧B、C接线，然后闭合联络开关进行供电。.
Ua-a＝UL，Ua-b＝O，Ua-c＝UL，Ub-a＝UL，Ub-b＝UL，Ub-c＝0时，核相异常，根据表3可知，此时二次侧接线为B/C/A,需要修改一次侧A、B、C接线，然后闭合联络开关进行供电。
时，核相异常，根据表3可知，此时二次侧接线为B/A/C,需要修改一次侧A、B接线，然后闭合联络开关进行供电。
时，核相异常，根据表3可知，此时二次侧接线为A/C/B,需要修改一次侧B、C接线，然后闭合联络开关进行供电。
根据核相仪测得结果可以发现存在2种特殊情况，如图3和4所示。
第一种特殊情况：
当Ua-a＝UL，Ua-b＝0，Ua-c＝UL时，合环运行状态异常，根据表1、表2和表3，此时有3种情况都对应这个结果：
①联结组别错误夹角为120°
②二次侧接线错误接成b/a/c或c/a/b
③一次侧接线错误接成B/C/A。
本实施例采用以下步骤进行进一步判断：
步骤301：检查变压器铭牌上记录的联结组别出厂情况，当铭牌显示出厂时联结组别夹角不为0°时，判断该核相异常原因为联结组别错误且错误在于夹角120°否则执行步骤302；
步骤302：进一步判断b相的相间电压测量值；
当满足Ub-a＝0，Ub-b＝UL，Ub-c＝UL时，判断该核相异常原因为二次侧接线异常，且该异常接线方式为b/a/c；
当满足Ub-a＝UL，Ub-b＝UL，Ub-c＝0时，判断该核相异常原因为二次侧接线异常，且该异常接线方式为c/a/b；
当满足Ub-a＝UL，Ub-b＝UL，Ub-c＝0时，判断该核相异常原因为一次侧接线异常，且该异常接线方式为B/C/A；如图8所示。
较为优选的，当所述步骤三中出现a相的相间电压测量值满足Ua-a＝UL，Ua-b＝UL，Ua-c＝0时，通过以下步骤判断异常：
第二种特殊情况：
当Ua-a＝UL，Ua-b＝UL，Ua-c＝0时，合环运行状态异常，根据表1、表2和表3，此时有三种情况都对应这个结果：
①联结组别错误夹角为240°
②二次侧接线错误接成b/c/a或c/b/a
③一次侧接线错误接成C/A/B。
本实施例采用以下步骤进行进一步判断：
步骤303：检查变压器铭牌上记录的联结组别出厂情况，当铭牌显示出厂时联结组别夹角不为0°时，判断该核相异常原因为联结组别错误且错误在于夹角240°，否则执行步骤304；
步骤304：进一步判断b相的相间电压测量值；
当满足Ub-a＝UL，Ub-b＝0，Ub-c＝Uk时，判断该核相异常原因为二次侧接线异常，且该异常接线方式为c/b/a；
当满足Ub-a＝0，Ub-b＝UL，Ub-c＝UL时，则执行步骤305；
步骤305：进一步判断c相的相间电压测量值；
当满足Uc-a＝UL，Uc-b＝0，Uc-c＝UL；则执行步骤306；
步骤306：调换二次侧接线方式为a/b/c，利用核相仪重新测量联络开关两端电压，当相间电压测量值满足Ua-a＝0，Ua-b＝UL，Ua-c＝UL，Ub-a＝UL，Ub-b＝0，Ub-c＝UL时，判断该核相异常原因为二次侧接线错误，且该异常接线方式为b/c/a，否则判定为核相异常原因为一次侧接线错误，且该异常接线方式为C/A/B，如图9所示。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (3)

1.一种低压配电系统的核相异常定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：
根据联结组别不同时两台变压器在各个夹角下的电压矢量关系计算不同夹角下的Ua-a、Ua-b、Ua-c参考数值，根据不同夹角下的Ua-a、Ua-b、Ua-c参考数值构建用于记录联结组别不同时两台变压器相间电压值的参考表格1，其中Ua-a、Ua-b、Ua-c分别为二次侧a-a相、a-b相、a-c相间的电压；
根据两台变压器二次侧接线的核相数据统计值，构建用于记录二次侧各接线方式对应的两台变压器相间电压值的参考表格2；
根据两台变压器一次侧接线的核相数据统计值，构建用于记录一次侧各接线方式对应的两台变压器相间电压值的参考表格3；
步骤2：
使用核相仪测量联络开关两端电压，获取a、b、c三相的相间电压测量值，将所述相间电压测量值与参考表格1～3进行对比，当相间电压测量值不匹配参考表格1中联结组别夹角为0°的数据、参考表格2中二次侧接线为a/b/c的数据、参考表格3中一次侧接线为A/B/C的数据时，判断为核相正常；
步骤3：将核相异常时的相间电压测量值与参考表格1～3比对；
当相间电压测量值与参考表格1中某一不为0°的夹角数据匹配时，判断该核相异常原因为联结组别错误；
当相间电压测量值与参考表格2中某一错误接线方式数据匹配时，判断该核相异常原因为二次侧接线错误；
当相间电压测量值与参考表格3中某一错误接线方式数据匹配时，判断该核相异常原因为一次侧接线错误。
2.根据权利要求1所述的低压配电系统的核相异常定位方法，其特征在于，当所述步骤三中出现a相的相间电压测量值满足Ua-a＝UL，Ua-b＝0，Ua-c＝UL时，通过以下步骤判断异常：步骤301：检查变压器铭牌上记录的联结组别出厂情况，当铭牌显示出厂时联结组别夹角不为0°时，判断该核相异常原因为联结组别错误且错误在于夹角120°否则执行步骤302；
步骤302：进一步判断b相的相间电压测量值；
当满足Ub-a＝0，Ub-b＝UL，Ub-c＝UL时，判断该核相异常原因为二次侧接线异常，且该异常接线方式为b/a/c；
当满足Ub-a＝UL，Ub-b＝UL，Ub-c＝0时，判断该核相异常原因为二次侧接线异常，且该异常接线方式为c/a/b；
当满足Ub-a＝UL，Ub-b＝UL，Ub-c＝0时，判断该核相异常原因为一次侧接线异常，且该异常接线方式为B/C/A；
其中，UL为额定线电压，Ub-a、Ub-b、Ub-c分别为二次侧b-a相、b-b相、b-c相间电压。
3.根据权利要求1所述的低压配电系统的核相异常定位方法，其特征在于，当所述步骤三中出现a相的相间电压测量值满足Ua-a＝UL，Ua-b＝UL，Ua-c＝0时，通过以下步骤判断异常：
步骤303：检查变压器铭牌上记录的联结组别出厂情况，当铭牌显示出厂时联结组别夹角不为0°时，判断该核相异常原因为联结组别错误且错误在于夹角240°，否则执行步骤304；
步骤304：进一步判断b相的相间电压测量值；
当满足Ub-a＝UL，Ub-b＝0，Ub-c＝UL时，判断该核相异常原因为二次侧接线异常，且该异常接线方式为c/b/a；
当满足Ub-a＝0，Ub-b＝UL，Ub-c＝UL时，则执行步骤305；
步骤305：进一步判断c相的相间电压测量值；
当满足Uc-a＝UL，Uc-b＝0，Uc-c＝UL；则执行步骤306；
步骤306：调换二次侧接线方式为a/b/c，利用核相仪重新测量联络开关两端电压，当相间电压测量值满足Ua-a＝0，Ua-b＝UL，Ub-c＝UL，Ub-a＝UL，Ub-b＝0，Ub-c＝UL时，判断该核相异常原因为二次侧接线错误，且该异常接线方式为b/c/a，否则判定为核相异常原因为一次侧接线错误，且该异常接线方式为C/A/B；
其中，UL为额定线电压。
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