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摘要：介绍了一起因设计失误导致主变相序布置与原有系统相序布置不同的工程应用分析和补救办法。通过分析主变压器组别与电力系统ABC三相之间的相序关系，为电力工程设计和调试人员在相序关系的理解上提供帮助。
关键词：相序关系；主变相序布置；相序错误
0 引言
电力系统一次相序的正误，直接影响系统是否能正常安全运行。变压器的绕组连接后，由一组字母和数字来组成该变压器的连接组别，用以表示中压绕组和低压绕组相对于高压绕组的相位位移关系。
对于海外项目，因为当地规范和制造习惯与国内不同，存在相序设计不一致，影响系统安全运行的情况。海外某个总承包项目中，由于外方招标文件的错误以及设计单位的现场勘查不到位，致使主变压器发运到现场后发现相序布置与旧主变压器的相序布置不一致，给主变能否并列运行、继电保护接线等方面带来影响。
1 项目背景和问题分析
该变电站原有138kV/69kV/13.8kV主变压器1台，13.8kV/480V站用变压器1台，本期新增扩建主变压器1台和站用变压器1台。138kV侧采用3/2串状接线方式，69kV侧采用单母线分段接线方式，13.8kV侧直接连接站用变，然后在480V侧采用单母线分段接线方式。1号旧主变和2号新主变均采用连接组别YNa0d1，1号旧站用变和2号旧站用变均采用连接组别Dyn11。
2号新主变的套管布置顺序为国内的方式，即面对主变高压侧，从左到右依次为H1,H2,H3（A,B,C），而旧主变的套管布置顺序则相反，这直接影响主变各侧与系统各相的连接方式，如果两台主变压器低压侧输出的相位不一致，将导致新旧两台主变并列运行时出现短路故障事故。另外，因为138kV侧为3/2串状接线方式，如果通过改变引下线的位置来改变相序布置顺序，则会影响到该间隔另一侧已有出线的相序布置顺序。同时，在69kV区域，该主变间隔与另一出线共用引下线连接到母线，如果通过改变引下线的位置来改变相序布置顺序，也会影响到另一出线的相序布置顺序，将直接影响到用户端电动机等设备的正常使用。
2 解决方案分析
2.1 解决方案分析和比对
根据现场已到货设备和原有设备情况，与业主方讨论形成相关解决方案。
方案一、各侧按主变套管标识严格一一对应接入系统，即新旧主变的高压侧H1、H 2、H3顺序连接到系统的A、B、C。优点：不需要考虑新主变的中压和低压侧输出的相序分布情况对系统的影响。缺点：需要考虑新主变三侧导线连接到系统母线时的空间布置方式所造成的影响。如之前所述，将在138kV和69kV侧存在影响其他出线相序布置的问题。
方案二、不按主变套管标识，只按实际空间布置对应连接，即旧主变的高压侧H1、H 2、H3顺序连接到系统的A、B、C，但是新主变的高压侧H1、H 2、H3顺序连接到系统的C、B、A。优点：不需要考虑新主变三侧导线连接到系统母线时的空间布置方式所造成的影响。缺点：需要考虑新主变的中压和低压侧输出的相序分布情况对系统的影响，存在并列运行时发生短路故障的风险。
2.2 关于变压器的组别
本项目中，主变压器的设计联接组别为YNa0d1，通常情况下，各侧抽头H/X/Y1、H/X/Y2、H/X/Y3对应系统ABC顺序连接。中压侧与高压侧之间为自耦关系，在高压侧反相连接的情况下，中压侧受系统影响同步调整，与高压侧始终保持一致相位关系。低压侧与高压侧之间为Yd1关系，在高压侧反相连接的情况下，高、低压侧之间相位关系发生变化，由Yd1变为Yd11的关系，会导致两台主变13.8kV低压侧的“同名相”之间存在相角差和电压差，存在短路风险。具体相序关系如下图所示。
2.3 最终实施方案及补救措施
综合考虑已到货设备情况、现场设备布局条件、以及主接线系统结构后，最终确定采用方案二，在13.8kV到480V的站用变的连接方式上做补救措施。1号站用变（与旧主变连接）采用正常连接方式，即按套管标识与系统相序一一对应连接；对2号站用变（与新主变连接）也采用反相序连接方式，即套管标识的H1、H 2、H3顺序连接到系统的C、B、A。这样导致2号站用变的实际连接组别从Dyn11变成了Dyn1，但是与主变压器的连接组别配合后，在480V位置纠正了上述分析中发现的“同名相”之间存在相角差和电压差的问题，避免了可能发生短路的风险。
3 结论
通过对该海外项目发生的主变相序问题及补救解决方案的分析，说明了变压器相序与组别之间的关系，以及组别对系统的影响，为类似工程项目提供了实例参考和借鉴，同时我们也总结如下。
1）当两台相序布置不同或接线组别不同的变压器并列（合环）时，由于低压侧的“同名相”之间可能存在相角差和电压差，将会造成短路事故。
2）因标准规范和设备生产制造习惯等不同，在承建海外电力工程项目时，应当特别注意工程所在地有关相序和变压器组别方面的相关技术要求。
3）主变压器是变电
站的核心设备之一，体积和投资占比都非常大，一旦将错误带到施工现场去解决，特别是海外项目，在技术和成本上将存在非常大的困难和风险，应当在设计和设备生产之前务必将所有技术参数仔细核实完毕。
参考文献：
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[2]潘清甫，电力系统相序说[J].华中电力，2010（5）.
[3]谢毓城，电力变压器手册[M].北京：机械工业出版社，2014.
[4]侯卓生，电力系统基础[M]，北京：中国电力出版社，2011.
论文作者:张世林
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/18
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