输变电工程投运现场核相试验方法
输变电工程投运现场核相试验方法
输变电工程扩建、改造或主设备大修后，竣工投运现场常常要进行核相试验，即所谓的定相。实际核相是通过测量（直接或间接）待并系统（变压器和电压互感器也可以看作电源）同名相电压差值和非同名相电压差值的方法来进行的。两个待并系统相序、相位一致的判据则因输变电工程的现场特点，如变电站的主结线形式、变压器的接线组别、电压互感器二次结线方式以及具体的核相试验方法而有所区别。现结合实际工作介绍几种典型核相试验方法，相信会有借鉴作用。
1 输变电工程必须进行核相试验的情况
（1） 变电站扩建后新安装或大修后投运的变压器（或电压互感器、站用变）；
（2） 易地安装、变动过内外接线或接线组别的变压器；
（3） 新架设的高压电源线路接入变电站；
（4） 接线更动或走向发生变化的高压电源线路（或电缆）。
2 核相试验的方法和步骤
2．1 核相试验的方法
核相试验分直接核相和间接核相两种。
直接核相又因核相所用的测量器具不同分为如下几种：
（1） 电压表（万用表）直接核相。适用于低压侧为380/220V中性点直接接地的变压器核相，或电压互感器二次核相；
（2） 高压静电电压表直接核相。适用于一切高压变压器的核相；
（3） 高压电阻定相杆直接核相，适用于一切高压变压器的核相。目前广泛使用的FRD型电阻定相杆，其额定电压为3~110kV；
（4） 临时单相电压互感器直接核相。大多用于10kV及从下的变压器核相。
2．2 核相试验的步骤
间接核相适用于一切高压系统。核相时通过母线上的电压互感器进行。间接核相分两大步骤，即自核相和互核相。并用同期装置复查。
（1） 自核相的步骤
所谓自核相就是用于间接核相的两组电压互感器TV＜sup＞1＜/sup＞、TV＜sup＞2＜/sup＞的高压侧都接在同一个电源上，然后测量TV＜sup＞1＜/sup＞、TV＜sup＞2＜/sup＞二次侧同名端子、同名端子和非同名端子的电压差值，如果测量结果符合“特定”的关系，则证明TV＜sup＞1＜/sup＞、TV＜sup＞2＜/sup＞的接线一致且正确。
（2） 互核相的步骤
在确认用来互核相的TV＜sup＞1＜/sup＞、TV＜sup＞2＜/sup＞的接线一致且正确后，将TV＜sup＞1＜/sup＞、TV＜sup＞2＜/sup＞分别接入两上待并的电源系统，然后再对TV＜sup＞1＜/sup＞、TV＜sup＞2＜/sup＞二次侧测量同名端子、同名端子和非同名端子的电压差值，如果测量结果仍符合“特定”的关系，则证明两个待并的电源系统符合合环（或并列）的条件
。
3 投运现场几种常见的典型核相试验
3．1 具备双母线、两组独立TV的核相试验
如果新架设的高压电源线路接入变电站，该站在接入线路侧具备双母线、两个独立TV（见图1），则可通过下述方法进行核相试验：
图1 双母线、两组独立TV接线图
第一步，进行自核相试验。合上QF＜sup＞1＜/sup＞、QF＜sup＞3＜/sup＞，切开QF＜sup＞2＜/sup＞，TV＜sup＞1＜/sup＞、TV＜sup＞2＜/sup＞接入同一电源系统，在TV＜sup＞1＜/sup＞、TV＜sup＞2＜/sup＞的二次侧测量同名端子、同名端子和非同名端子的电压差值，如果TV＜sup＞1＜/sup＞、TV＜sup＞2＜/sup＞的接线方式一致且正确，其相别测量关系应符合表1的关系。
见表
表1 相位测量关系表（Ⅰ） 单位：V
第二步，进行互核相试验。切开QF＜sup＞3＜/sup＞，合上QF＜sup＞1＜/sup＞、QF＜sup＞2＜/sup＞，TV＜sup＞1＜/sup＞、TV＜sup＞2＜/sup＞分别接入电源1、电源2送电的母线，再次测量TV＜sup＞1＜/sup＞、TV＜sup＞2＜/sup＞的二次侧同名端子、同名端子和非同名端子的电压差值，其相别测量关系仍符合表1的关系，则证明两个待并电源系统符合合环（并列）的条件。变电站扩建后，具备双母线、双TV时，新安装的变压器同样采用这种方法核相。
3．2 只有一段母线、一组TV的核相试验
某些变电站因设计、场地、资金等原因，各侧电压母线只有一段母线、一组TV（图2），这时对新安装或大修后的变压器进行核相试验的方法如下。
图2 一段母线、一组TV接线图
第一步，1号主变运行时（2号主变两侧开关切开），测量TV＜sup＞1＜/sup＞、TV＜sup＞2＜/sup＞的二次侧同名端子、同名端子和非同名端子的电压差值，如果变压器为Y/△－11接线，TV＜sup＞1＜/sup＞、TV＜sup＞2＜/sup＞二次接线一致，其测量结果应满足表2的关系。这一步相当于自核相试验，目的是为下一步证明1号主变与2号主变接线组别相序相位是否一致（同名端电压差30V，是由于Y/△－11接线组别30°移相角引起的）。
见表
表2 相位测量关系表（Ⅱ） 单位：V
第二步，2号主变运行时（1号主变两则开关切开），再测量TV＜sup＞1＜/sup＞、TV＜sup＞2＜/sup＞的二侧侧同名端子、同名端子和非同名端子的电压差值，如果2号主变与1号主变接线组别相序相位确属一致，其测量结果仍应满足表2的关系，则证明2号主变与1号主变符合合环（并例）的条件。
应特别注意的是，第一步、第二步的TV＜sup＞1＜/sup＞始终接入同一电源系统。否则即使符合表2的关系仍将不能作为可以并列的判据。很明显，该种方法影
响了用户的连续供电。
在变电站中，电压互感器二次侧一般采用中性点接地。在发电厂中，电压互感器二次侧一般采用b相接地。当采用中性点接地与采用b相接地的电压互感器（即Y/Y＜sup＞0＜/sup＞/△或Y＜sup＞0＜/sup＞/Y＜sup＞0＜/sup＞/△与V－V型接线）自核相时，测量TV＜sup＞1＜/sup＞、TV＜sup＞2＜/sup＞二次侧同名端子、同名端子和非同名端子的电压差值，应满足表3的关系。
见表
表3 相位测量关系表（Ⅲ） 单位：V
3．3 利用线路本身摇测绝缘电阻进行核实相位
当线路走向发生变化（如迁移杆塔、解口T接、多处换相作业），在线路作业完毕后，可利用架空线路本身进行直接定相。方法是线路的两个终端（变电站），各令一同名相接地，另两相不接地，两侧均对接地相和非接地相摇测对地绝缘电阻，以确认接入变电站母线的相序相位是否保持一致。采用这一核相方法直观，但要求两侧变电站密切配合。最终仍需通过3.1的核相试验才能证明两个待并电源系统的并列条件。现场投运核相试验证明：利用架空线路本身直接定相的方法是有效可靠的，可避免投运当天因核相不一致而陷入被动的局面。当然，采用此法同样要设计出测量相位关系表（接地相对地绝缘电阻接近0；非接地相对地绝缘电阻应符合规程规定的投运条件，并应使用2500V的摇表）。
3．4 利用单相电压互感器直接核相方法
这是一种传统的、用绝缘棒和电压互感器定相的方法，适用于10kV及以下的高压系统。当定相侧只有一组TV，运行设备又不允许停电，要对两台变压器核相对，只能利用单相TV直接定相的方法。随着测试应用技术的进步，针对现场核相用的相序测试仪、相位测定仪在生产一线已广为使用，又因这种传统的用绝缘棒和电压互感器官相的方法发生铁磁谐振的可能性较高，因此已很少采用。
4 核相试验的基本要求及注意事项
4．1 核相试验的基本要求
（1） 对于定相变压器接入的电源，相电压、线电压三相应平衡，变压器二次输出电压三相也应平衡，否则将影响正确判断。
（2） 对定相用的TV要首先进行自核相，并检查有关同期回路同期表，以保证接线正确。对新安装的同期回路、同期表则同样要进行自核相。
（3） 用于互核相用的TV，其二次接线方式应尽可能一致（b相接地或都是中性点接地），否则，即使变压器接线组别相同，也会因定相用的TV二次接线方式不一致，同名端子之间因参考点电位不同而出现电压差。
（4） 用单相TV在一次回路定相时，为避免组别万一不同可能出现的电压差烧坏TV，定
相用的TV额定电压不得小于电源电压的两倍。
（5） 定相变压器电压分接头应一致，以免二次电压差别引起误判断。
4．2 核相试验的注意事项
（1） 母线处于大接地系统中，主变压器的中性点必须接地。
（2） 变压器定相最好选在降压侧进行，在中性点不接地的系统中应注意防止并联电磁谐振。
（3） 三绕组变压器应分两次进行，可先定高、低压侧、再定中、低压侧。
（4） 利用线路本身摇测绝缘定相，要在天气良好的条件下进行。
（5） 对于同期点的核相操作，应使用同期装置进行。
5 结 语
当相序，相位不同的两电源系统或接线组别不同的变压器（或TV）合环（并列）时，将会造成短路事故，此类事故的性质是相当严重的。投运设备现场核相的目的，就是从安全技术措施上预防此类恶性事故的发生。核相试验虽然简单，但要求在整个试验过程中，认真细致，不出差错。正确的方法和步骤、结合现场的设备特点进行准确的判断，是确保输变电工程竣工后，安全顺利投运的重要条件。 （欧阳青）