智能变电站核相器的设计与应用

智能变电站核相器的设计与应用

作者：魏捷

来源：《电子技术与软件工程》2016年第04期

摘要随着我国智能电网的不断发展，新型智能变电站的投运越来越多。在这种背景下如何更安全、有效的完成智能变电站的核相工作。智能变电站核相器的设计起到了很大的关键作用。本文介绍了智能变电站核相器的设计思路和应用方法。

【关键词】智能变电站二次核相核相器

1 相关术语

1.1 相关术语

智能变电站：智能变电站是采用先进、可靠、集成和环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能，同时，具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。

智能终端：或称合并单元，是对一次互感器传输过来的电气量（电信号）进行合并和同步处理，并将处理后数字信号（光信号）按照特定格式转发给间隔级设备使用的装置。

电压并列屏：电压并列屏（电压并列装置）当一段母线的母线PT故障或检修时该段母线的电压信号将失去，所以使用电压并列装置将另一段母线的母线PT信号提供给该段电压小母线，以确保该段母线有电压信号。

核相：指在电力系统中用仪表或其他手段核对两电源或环路相位、相序是否相同。

2 论文内容

2.1 背景技术

在新建、改进、扩建变电站或线路后，通过压变（电压互感器）二次核相来判断一次设备电压相序是否正确。相比较直接测量一次电压更安全、更灵活、也更便于操作。

压变二次核相的步骤包括：

2.1.1 同电源核相

所谓同电源核相指两组电压互感器接在同一个电源点上。测量电压互感器二次侧同名端与同名端电压、同名端与与非同名端电压之间的差值。其目的在于检测两组电压互感器二次侧接线是否正确。在110kV及以上系统中电压互感器通常为Y型接线。此时，同名端与同名端之间的电压差值为0V。同名端与非同名端之间的电压差值为100V。则说明同电源核相正确。也就是电压互感器二次接线正确。

2.1.2 异电源核相

所谓异电源核相指两组电压互感器接在两个不同的电源点上。测量电压互感器二次侧同名端与同名端电压、同名端与与非同名端电压之间的差值。在异电源核相前应得到通电源核相正确的结果，否则没有进行异电源核相的意义。异电源核相的目的在于通过测量两组电压互感器的二次电压来判断一次电压的相位。若此时同名端与同名端之间的电压差值为0V。同名端与非同名端之间的电压差值为100V。则说明异电源核相正确。此时我们可判断一次两个电源点之间的相位正确，可以并列运行。

2.2 项目研究内容和实施方案

（1）设计二次回路，将电压表、指示灯等测量设备连接起来，使用转换开关的档位切换，通过继电器的控制来实现两组压变二次核相时所有的测量功能；

（2）设计远距离测试线盘，用来连接和传送压变二次电信号。

其技术方案是：将两组电压通过测试线盘接入智能变电站核相器。第一组电压UA1、

UB1、UC1、UN1。第二组电压UA2、UB2、UC2、UN2。通过所设计二次回路分别接入继电器输入端，然后通过转换开关控制继电器工作电压，来控制继电器输出端，使之输出我们需要的不同电压至电压表。通过电压表来直接观察测量结果。

智能变电站核相器的有益效果是：

（1）使用方便，现场作业时能够实现单人操作。单人可同时进行测量及记录工作。

（2）工作地点集中，操作时可在测量接线接好后在核相仪前进行操作和数据记录，不用分散在两端的压变端子箱处。

（3）工作负责人可对本项工作全过程进行有效安全监督。降低了安全风险。

2.3 关于对核相器测量结果的分析

对于110kV及以上系统中，由于一次为直接接地，所以电压互感器多采用Y型接线。所以二次电压为：

UA=57.7V，UB=57.7V，UC=57.7V，UAB=100V，UBC=100V，UCA=100V

对于10kV配电系统，由于一次为非有效接地或不接地，所以电压互感器多采用V型接线。现实中对市内一级或二级开闭所进行核相过程中经常会遇到这种接线情况。V型接线由于二次侧B相接地。

所以二次电压为：UA=100V，UB=0V，UC=100V，UAB=100V，UBC=100V，

UCA=100V

在同电源核相正确，进行异电源中，若相位不正确可能会出现以下情况。

以I段正相序电压为标准作为参考，来核对II段电压。

假设I段电压接线为ABC，II段接线为BCA，若电压互感器为Y型接线，测量结果有根据两种测量结果很显然Y型接法的测量结果更容易分析。

Y型接法分析：

U2A与U1B测量结果为0V，以I段电压为标准II段第一相电压就是B相电压。

U2B与U1C测量结果为0V，以I段电压为标准II段第二相电压就是C相电压。

U2C与U1A测量结果为0V，以I段电压为标准II段第三相电压就是A相电压。

可得测量结果：II段接线为BCA

V型接法分析：

从数据来看，不容易直接分析出II段电压与I段电压的关系。经过总结分析，我们总结出了一套针对V型接法测量数据的分析方法。下面将方法介绍如下：

由于在V型接线中二次侧B相接地，故UA0=UAB=100V，且两个电压大小相量一致为同一个电压。UC0=UCB=100V，且两个电压大小相量一致为同一个电压。

由此我们可以将上图测量数据写成：

经观察我们发现电压U2AB与U1CB的测量结果为200V。又由于U2AB=100V，

U1CB=100V，所以U2AB与U1CB是两个大小相等，方向相反的相量。

所以U2AB可以写成U1BC于U1CB相差200V。

故相对与I段电压为标准，II段电压第一相位B相，第二相为C相，那么第三相肯定是A 相。II段接线为BCA。如图1所示。

3 结论

智能变电站核相器的研制目的就是解决这些工作人员众多、工作效率低、且人员分散的不利因素。可以通过较少的人员来集中高效的完成此项工作。提高工作效率，降低安全风险。

作者简介

唐元明（1982-），男，安徽省蚌埠市人。毕业于上海电力学院（专科）-电力系统及自动化专业，现工作于国网安徽省电力公司蚌埠供电公司，从事电能计量、营销工作。

魏捷（1973-），男，安徽省蚌埠市人。毕业于上海电力学院（专科）-电力系统及自动化专业，现工作于国网安徽省电力公司蚌埠供电公司，从事电能计量、营销工作。

作者单位

国网安徽省电力公司蚌埠供电公司安徽省蚌埠市 233000