張磊

(云南電網(wǎng)有限責(zé)任有限公司紅河供電局，云南 蒙自 661100)

10 kV配網(wǎng)合環(huán)轉(zhuǎn)供電研究

張磊

(云南電網(wǎng)有限責(zé)任有限公司紅河供電局，云南 蒙自 661100)

在理論分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)大量仿真推導(dǎo)出環(huán)流計(jì)算公式，可直接將公式導(dǎo)入SCADA系統(tǒng)，實(shí)時(shí)判別兩條10 kV聯(lián)絡(luò)線是否具備合環(huán)條件，為調(diào)度員開展配網(wǎng)合環(huán)操作提供依據(jù)，可推廣至35 kV聯(lián)絡(luò)線。

配網(wǎng)；合環(huán)；轉(zhuǎn)供電

0 前言

目前的配網(wǎng)中，手拉手雙向供電方式愈來(lái)愈普遍，這在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式上減少了停電時(shí)間，提高了供電可靠性。不停電合環(huán)轉(zhuǎn)供電的研究有不少，但有復(fù)雜的建模和仿真校驗(yàn)，而且不同的運(yùn)行工況多要進(jìn)行不同的校驗(yàn)。合環(huán)操作時(shí)，合環(huán)開關(guān)兩側(cè)的電壓幅值、相角偏差可能會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的合環(huán)電流，導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作跳閘，造成停電面積擴(kuò)大。不同的運(yùn)行工況，合環(huán)后的環(huán)流不同，而且合環(huán)前后，環(huán)路中的潮流都有變化，很難用簡(jiǎn)單的公式直接計(jì)算環(huán)流的大小，運(yùn)行工況也在實(shí)時(shí)變化。

本文依據(jù)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的潮流分布的特點(diǎn)，以兩個(gè)110 kV變電站10 kV手拉手線路為實(shí)際算例，在理論分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用BPA仿真軟件進(jìn)行多次仿真分析，尋找到在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)參數(shù)不變的情況下，負(fù)荷變化與環(huán)流大小的關(guān)系，并應(yīng)用線性公式進(jìn)行表示，將公式導(dǎo)入SCADA系統(tǒng)中可以實(shí)時(shí)計(jì)算出合環(huán)后的環(huán)流，判別合環(huán)后通過(guò)兩條聯(lián)絡(luò)線路出口斷路器電流是否會(huì)超過(guò)過(guò)流保護(hù)動(dòng)作值，從而判定是否滿足合環(huán)條件。

1 理論分析

電力線路如圖1所示。

圖1 兩個(gè)110 kV變電站10 kV聯(lián)絡(luò)示意圖

從三個(gè)方面進(jìn)行分析：

1)根據(jù)線路有功傳輸功率近似公式：

式中忽略了線路電阻，U1、U2為線路兩端電壓，變化不大，X為線路電抗，基本不變，顯然線路傳輸?shù)挠泄β手饕c線路兩端的電壓相角差δ有關(guān)，而δ在合環(huán)前后會(huì)有變化，利用該公式不易直接確定合環(huán)后聯(lián)絡(luò)線上傳輸?shù)挠泄β省?/p>

2)根據(jù)線路無(wú)功傳輸?shù)慕乒剑?/p>

式中忽略了線路電阻、π型等效電路中的末端電納，δ一般較小，cosδ近似為1，這樣，當(dāng)X較小時(shí)，很小的壓差也可能會(huì)在聯(lián)絡(luò)線上產(chǎn)生較大的無(wú)功電流。

3)10 kV線路合環(huán)后，在蒙自變＃1主變35 kV側(cè)空載情況下，形成電磁環(huán)網(wǎng)，潮流分布符合環(huán)形網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，簡(jiǎn)化后的等值電路如圖2所示。

圖2 兩個(gè)110 kV變電站10 kV合環(huán)后的簡(jiǎn)化等值電路

流經(jīng)阻抗Z12、Z31的功率分別為：

那么，流過(guò)Z23的電流：

此時(shí)環(huán)流功率為0。

2 仿真分析

仿真分析采用BPA軟件計(jì)算，110 kV線路、主變參數(shù)均按實(shí)際參數(shù)輸入到計(jì)算程序中。下面分三種情況進(jìn)行分析：

1)主變變比相同，10 kV線路只計(jì)及線路電抗，調(diào)整110 kV鳳凰變與蒙自變＃1主變的10 kV側(cè)負(fù)荷，會(huì)發(fā)現(xiàn)負(fù)荷比例不變時(shí)，環(huán)流功率仍為0；負(fù)荷比例改變時(shí)，環(huán)流功率會(huì)隨負(fù)荷成線性變化；110 kV蒙自變＃1主變的35 kV側(cè)負(fù)荷也與環(huán)流功率成線性關(guān)系，這與前面的理論推導(dǎo)相一致。

2)主變變比相同，10 kV線路計(jì)及電阻、電抗和電納，主變高壓側(cè)都在6檔，計(jì)及電纜的電阻和電納后，有功、無(wú)功負(fù)荷的變化會(huì)交互影響，但仍環(huán)流功率與負(fù)荷變化仍具有近似線性關(guān)系。

這樣，考慮了所有參數(shù)，經(jīng)多次仿真分析，就可得到合環(huán)后的環(huán)流功率的精確估算公式后聯(lián)絡(luò)線上環(huán)流視在功率：

計(jì)入10 kV聯(lián)絡(luò)線上的負(fù)荷電流，考慮合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流和沖擊電流 (沖擊電流約為穩(wěn)態(tài)電流的2.55倍)均不致保護(hù)動(dòng)作時(shí)，純環(huán)流 (不含負(fù)荷電流)不大于100 A，此時(shí)，

這樣，允許環(huán)流與合環(huán)環(huán)流功率就建立了聯(lián)系。

3)變比不同時(shí)，即使兩個(gè)110 kV變電站10 kV母線電壓近似相等，仍會(huì)有明顯的無(wú)功環(huán)流，特別在城市配網(wǎng)中大量使用電纜，線路阻抗值較小，合環(huán)環(huán)流會(huì)更加明顯。因此，不建議在主變變比不同情況進(jìn)行合環(huán)操作，可進(jìn)行主變調(diào)檔，使主變變比相同后再根據(jù)前述方法判別是否滿足合環(huán)條件。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文根據(jù)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)潮流分布特點(diǎn)，進(jìn)行理論推導(dǎo)，找到10 kV聯(lián)絡(luò)線環(huán)流功率與10 kV母線負(fù)荷變化近似成線性的特點(diǎn)。合環(huán)前后的短暫時(shí)刻，雖然潮流會(huì)重新分布，但除聯(lián)絡(luò)線外的10 kV母線負(fù)荷基本不變。正是利用這一特點(diǎn)，通過(guò)仿真計(jì)算分析，推導(dǎo)出簡(jiǎn)單實(shí)用的環(huán)流計(jì)算公式，公式中只需代入合環(huán)前的 負(fù)荷情況就能計(jì)算出合環(huán)后的環(huán)流功率。將公式導(dǎo)入SCADA系統(tǒng)，便可實(shí)時(shí)計(jì)算合環(huán)后環(huán)流情況，判別合環(huán)后是否會(huì)引起保護(hù)動(dòng)作跳閘，從而有效指導(dǎo)調(diào)度員的合環(huán)操作。該分析方法推導(dǎo)出的精確估算公式經(jīng)實(shí)際合環(huán)操作驗(yàn)證，誤差很小，便于應(yīng)用。該分析方法可推廣應(yīng)用至任何10 kV聯(lián)絡(luò)線路，35 kV聯(lián)絡(luò)線路也可推廣應(yīng)用。電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是相對(duì)穩(wěn)定的，只要環(huán)內(nèi)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不變，推導(dǎo)出的公式就可一直使用，環(huán)內(nèi)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)變化時(shí)，重新計(jì)算推導(dǎo)即可。

[1] 陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 (第三版) [M].北京：中國(guó)電力出版社，2007，91-93.

[2] 謝清銳，李揚(yáng)，王升治.SCADA系統(tǒng)實(shí)時(shí)配網(wǎng)合環(huán)合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 [J].云南電力技術(shù)，2010，38：24-25.

[3] 李光琦.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析 (第三版) [M].北京：中國(guó)電力出版社，2007.

Practical Research on Closing Loop for Power Supply Transferring on 10 kV Distribution Network

ZHANG Lei
(Honghe Power Supply Bureau，Yunnan Power Grid Co.Ltd.，Mengzi，Yunnan 661100，China)

This paper based on theoretical analysis，a simpler and more practical formula was derived through numerous simulations. The formula can be directly imported into SCADA system and a real-time identification on whether two 10 kV tie lines meet the requirements of loop closing can be made，which provides basis for dispatchers to carry out distribution loop closing operations.It can be extended to 35 kV tie lines.

distribution network；closing loop；power supply transferring

TM74

B

1006-7345(2015)06-0054-02

2015-07-21

張磊 (1981)，男，碩士，工程師，云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司紅河供電局，主要從事電網(wǎng)調(diào)度、電網(wǎng)分析及穩(wěn)定管理、安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)體系管理工作 (e-mail)137781977＠qq.com。