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        城市10 kV配網(wǎng)不停電合環(huán)操作的研究與應(yīng)用

        2018-02-17 07:44:10魏天偉俞曉峰
        機電信息 2018年24期
        關(guān)鍵詞:合環(huán)環(huán)網(wǎng)聯(lián)絡(luò)

        魏天偉 俞曉峰

        (1.國網(wǎng)四川省電力公司宜賓供電公司,四川宜賓644000;2.廣東電網(wǎng)有限責任公司河源供電局,廣東河源517000)

        0 引言

        過去10 kV配網(wǎng)很多采用單電源饋線結(jié)構(gòu),當線路發(fā)生故障后負荷沒有辦法進行轉(zhuǎn)移,在故障處理完畢后才能恢復(fù)供電,停電范圍大,停電時間長。而目前城市電網(wǎng)經(jīng)過改造和擴建,大多采用了手拉手環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),每條配網(wǎng)線路都有兩個或兩個以上電源,在正常狀態(tài)下以開環(huán)結(jié)構(gòu)運行。當線路發(fā)生故障或需要檢修維護時,通過實現(xiàn)合環(huán)操作能大大提高配網(wǎng)供電可靠性。而采用合環(huán)不停電倒負荷,線路不需停電,減少了倒負荷的停電次數(shù),對縮短停電時間具有非常好的效果。但合環(huán)不停電倒負荷操作具有較大安全風(fēng)險,同時對配網(wǎng)設(shè)備參數(shù)具有一定要求,因此需要對這種合環(huán)操作方式進行深入研究。

        1 不停電合環(huán)操作的風(fēng)險與條件

        1.1 不停電合環(huán)操作的風(fēng)險

        10 kV配網(wǎng)不停電合環(huán)操作具有很多優(yōu)點,對提高供電可靠性、縮短用戶停電時間具有重要意義。但在實際操作中,不能盲目決定采用這種操作方式,在某些情況下,不停電合環(huán)操作不適合當前電網(wǎng)的運行狀態(tài),安全風(fēng)險較高。在配網(wǎng)正常運行狀態(tài)聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開,配網(wǎng)線路屬于開環(huán)運行。當合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)后,將形成電磁環(huán)網(wǎng)。若聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘前,其兩側(cè)線路具有一定的電壓差、相角差或頻率差,配電網(wǎng)從開環(huán)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楹檄h(huán)狀態(tài)后會經(jīng)歷一個暫態(tài)沖程,電網(wǎng)會產(chǎn)生短時的功率震蕩,不停電合環(huán)操作時會產(chǎn)生合環(huán)電流。當環(huán)流幅值過大時,將會導(dǎo)致合環(huán)操作失敗。當兩條線路之間的電壓差為零時,若線路電源側(cè)10 kV母線對大系統(tǒng)的短路阻抗不同,在合環(huán)時也會產(chǎn)生很大的環(huán)流。又比如某一合環(huán)網(wǎng)絡(luò),計算表明符合合環(huán)操作條件,進行不停電合環(huán)操作,若此時環(huán)網(wǎng)出現(xiàn)接地故障,環(huán)網(wǎng)中某開關(guān)跳閘導(dǎo)致某段線路停運,電網(wǎng)中潮流分布會發(fā)生很大變化,環(huán)網(wǎng)可能會增加很多負荷而超過設(shè)備穩(wěn)定極限,當大于保護定值時保護動作跳閘,會導(dǎo)致非故障線路停電,擴大故障范圍和經(jīng)濟損失。

        1.2 不停電合環(huán)操作的條件

        由上述分析可知,若合環(huán)時聯(lián)絡(luò)開關(guān)兩側(cè)電壓幅值差和相角差過大,或者對大系統(tǒng)短路阻抗過大,在進行合環(huán)操作時會有很大的沖擊電流,可能會引起保護裝置動作,使正常運行的線路失電。為保證帶電合環(huán)操作的安全性,控制沖擊電流的大小,不停電合環(huán)操作應(yīng)具備以下幾個條件:

        第一,合環(huán)操作時,配網(wǎng)線路中的相序、相位必須相同,合環(huán)點處聯(lián)絡(luò)開關(guān)兩側(cè)電壓差必須最小。

        第二,合環(huán)處到上級變電站的線路的綜合阻抗差值應(yīng)最小。

        第三,不停電合環(huán)操作時,合環(huán)點兩側(cè)負荷的負荷大小以及功率因數(shù)應(yīng)盡量接近,

        第四,合環(huán)時任一開關(guān)的額定負荷極限值應(yīng)大于配網(wǎng)中負荷總和,否則即使?jié)M足其他條件也不能進行帶電合環(huán)操作。

        因此,在不停電合環(huán)操作之前,必須對合環(huán)所產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)電流及沖擊電流、合環(huán)允許的相位差、電壓差進行計算。若配網(wǎng)運行狀態(tài)不滿足不停電合環(huán)操作條件,則需調(diào)整配網(wǎng)運行方式,以使得合環(huán)操作條件得到滿足。

        2 不停電合環(huán)操作實施

        考慮到提高供電可靠性,目前城市配網(wǎng)通常采用手拉手方式、N-1方式或N供一備方式等環(huán)網(wǎng)接線結(jié)構(gòu)。但考慮到系統(tǒng)短路電流的影響,配網(wǎng)在正常運行狀態(tài)下一般采取開環(huán)運行方式,聯(lián)絡(luò)開關(guān)兩側(cè)線路由不同變電站低壓母線各自提供電壓,聯(lián)絡(luò)開關(guān)處于斷開位置,如圖1所示。

        若某條線路需要停電,則先合上聯(lián)絡(luò)開關(guān),再將出線開關(guān)或分段開關(guān)斷開,由聯(lián)絡(luò)開關(guān)另一側(cè)饋線提供不需停電線路的用電負荷。

        在不停電合環(huán)操作時,按照以下順序進行:

        第一步,在進行不停電合環(huán)操作前,首先需對配網(wǎng)線路的相序進行核對。若發(fā)現(xiàn)線路相序不對,則不能開展合環(huán)操作,同時需安排檢修人員制定計劃對相序進行調(diào)整。

        第二步,調(diào)整合環(huán)點兩側(cè)線路電壓,使其電壓差、相位差、頻率差小于調(diào)度規(guī)程所規(guī)定的范圍。調(diào)整電壓主要采用調(diào)整有載調(diào)壓變壓器分接頭檔位、投退電容器兩種手段,通過運行人員的操作使得電壓達到符合合環(huán)條件的范圍。

        第三步,利用軟件進行潮流計算得出合環(huán)電流,分析合環(huán)電流是否滿足條件。若合環(huán)操作電流不滿足要求,則改變電網(wǎng)運行方式或?qū)ω摵蛇M行調(diào)整,直到網(wǎng)絡(luò)滿足合環(huán)操作要求。

        第四步,調(diào)度員下令通知運行人員進行合環(huán)操作。

        第五步,調(diào)度員記錄合環(huán)前、合環(huán)時、合環(huán)后的潮流分布數(shù)據(jù),為進一步研究以及歷史數(shù)據(jù)對比打好基礎(chǔ)。

        3 結(jié)語

        以往停電倒負荷往往需要30 min左右,且在線路倒負荷操作時將損失部分供電量。不停電合環(huán)操作避免了這部分直接經(jīng)濟損失,同時避免線路停電也將帶來良好的社會效益。當電網(wǎng)規(guī)模較小時,通過調(diào)整方式一般都比較容易達到不停電合環(huán)操作的條件。但隨著城區(qū)的擴大,10 kV配網(wǎng)規(guī)模也在擴大,配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜,在進行合環(huán)操作時會出現(xiàn)新的挑戰(zhàn),因此需對配網(wǎng)合環(huán)操作以及運行工作進行更深入的研究。

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