陳黛琪　張忠耒胡　楊帆

摘 要：10kV配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，采用不停電合環(huán)倒切負(fù)荷技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)配電線路運(yùn)行方式的動(dòng)態(tài)化控制，并維護(hù)配電線路運(yùn)行的穩(wěn)定性?；诖耍恼聝H就10kV配電網(wǎng)不停電合環(huán)倒切負(fù)荷技術(shù)進(jìn)行分析與闡述，探討其在110kV配電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用方法，以期確保10kV配電網(wǎng)可適應(yīng)大規(guī)模電力系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用的需要。

關(guān)鍵詞：10kV配電網(wǎng)；不停電轉(zhuǎn)移負(fù)荷；合環(huán)倒切負(fù)荷

中圖分類(lèi)號(hào)：TM732 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）35-0150-02

Abstract： During the operation of 10kV distribution network， the uninterrupted loop switching technology is adopted to realize the dynamic control of the operation mode of distribution lines and maintain the stability of the operation of distribution lines. Based on this， this paper analyzes and expounds the 10kV distribution network uninterrupting， loop switching and load sharing technology， and discusses its application in the construction of 110kV distribution network， in order to ensure that 10kV distribution network can meet the needs of large-scale power system construction and application.

Keywords： 10kV distribution network； uninterrupted load transfer； loop switching load

前言

為確保配電網(wǎng)輻射線路的有效運(yùn)行，通常會(huì)采取開(kāi)環(huán)運(yùn)行的方式，但在線路維護(hù)或故障處理階段，則需要進(jìn)行倒負(fù)荷操作，以適應(yīng)線路運(yùn)行方式。為方便這種情況下的倒負(fù)荷操作，可采用聯(lián)絡(luò)與分段負(fù)荷開(kāi)關(guān)，以確保配電線路可靈活調(diào)整其運(yùn)行方式，維護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 合環(huán)運(yùn)行條件

10kV配電線路運(yùn)行過(guò)程中，合環(huán)倒切負(fù)荷技術(shù)的應(yīng)用，可通過(guò)開(kāi)關(guān)，以某種規(guī)律或節(jié)奏實(shí)現(xiàn)各個(gè)供電線路的相互連接，形成閉合回路，在不中斷電源供應(yīng)的情況下，實(shí)現(xiàn)電壓負(fù)荷的轉(zhuǎn)移。通常來(lái)說(shuō)，閉合回路的線路存在相同的電壓的等級(jí)，但若包含變壓器，則閉合回路的線路等級(jí)各有不同。若采用合環(huán)與解環(huán)技術(shù)，應(yīng)當(dāng)切實(shí)保障潮流分布、技術(shù)操作與系統(tǒng)控制可滿足元件負(fù)荷的額定標(biāo)準(zhǔn)，滿足以下要求：

（1）合環(huán)操作中，需切實(shí)保障合環(huán)點(diǎn)位的相位統(tǒng)一，對(duì)合環(huán)操作前后相位點(diǎn)的具體位置進(jìn)行測(cè)定，保障系統(tǒng)檢修或者首次合環(huán)操作之后不會(huì)發(fā)生纖維點(diǎn)變化的情況；（2）電磁換網(wǎng)內(nèi)，只有環(huán)網(wǎng)變壓器接線組別差不存在的情況下，才可進(jìn)行合環(huán)操作；（3）對(duì)系統(tǒng)元件進(jìn)行預(yù)測(cè)，避免合環(huán)操作中，出現(xiàn)元件過(guò)載地方情況；（4）系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)在一定范圍內(nèi)控制好母線電壓，限制母線電壓差，避免電壓差超過(guò)9%；（5）確保安全自動(dòng)裝置與繼電保護(hù)裝置在環(huán)網(wǎng)運(yùn)行中得以兼容；（6）確保10kV配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)；（7）控制電網(wǎng)運(yùn)行的頻率差，避免環(huán)網(wǎng)運(yùn)行頻率超過(guò)0.1Hz。

2 合環(huán)運(yùn)行方式

2.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)圖的繪制

出于便于核對(duì)線路相序及相位的考量，應(yīng)整理系統(tǒng)線路、電源電壓及主變壓器等，并對(duì)系統(tǒng)簡(jiǎn)要圖紙進(jìn)行繪制。繪制圖紙時(shí)，如果所采用的主變供電模式為相角存在30°差距的模式，應(yīng)當(dāng)加以標(biāo)注，在不停電合環(huán)倒切負(fù)荷操作時(shí)，對(duì)存在相角差距的主變供電模式采用停電倒切負(fù)荷的方式。

2.2 合環(huán)點(diǎn)位的選取

對(duì)10kV配電網(wǎng)的主干線進(jìn)行分段開(kāi)關(guān)的安裝，將第一個(gè)開(kāi)關(guān)安裝于無(wú)負(fù)荷的變電站出口線路上，該開(kāi)關(guān)可采用與變電站開(kāi)關(guān)相類(lèi)似的功能開(kāi)關(guān)，以保障合環(huán)導(dǎo)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)對(duì)于事故問(wèn)題的高效處理。合環(huán)點(diǎn)位的選取，應(yīng)當(dāng)充分考量交通因素，可選擇在交通條件較好的公路附近等，并從負(fù)荷分配的均勻性方面考量分段開(kāi)關(guān)的選取，有效區(qū)分不同重要程度的負(fù)荷類(lèi)型。

為保證合環(huán)處理安全，應(yīng)控制合環(huán)電流，避免其電流超過(guò)電流保護(hù)范圍。在不同的上級(jí)電源環(huán)境下，應(yīng)對(duì)合環(huán)點(diǎn)位模式加以合理選擇。變電站合環(huán)操作時(shí)，應(yīng)當(dāng)提前進(jìn)行中性點(diǎn)接地刀閘的合閘處理，完成合環(huán)操作之后，再進(jìn)行分閘。但在處理中，需要承擔(dān)較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

相同變電站的合環(huán)操作，通常在單主變帶全母線的運(yùn)行過(guò)程中，以并聯(lián)方式連接合環(huán)點(diǎn)位及母線，若斷開(kāi)母線連接，線路負(fù)荷上升，會(huì)對(duì)線路及開(kāi)關(guān)帶來(lái)較大壓力，因而需提前對(duì)線路及開(kāi)關(guān)進(jìn)行計(jì)算。10kV配電線路的母線中，不同的合環(huán)線路，需要采用不同的合環(huán)方式，若同段線路進(jìn)行合環(huán)操作，則可采用等電位操作方法進(jìn)行，可產(chǎn)生高穩(wěn)定效果。在合環(huán)點(diǎn)位的合環(huán)與解環(huán)操作中，應(yīng)當(dāng)制定相應(yīng)技術(shù)操作方案[1]。

2.3 相角差與電壓差

合環(huán)操作容易確定有功、無(wú)功、電壓及電流的具體幅值，但需經(jīng)過(guò)復(fù)雜計(jì)算確定相角差，電源級(jí)別向同則主變接線相同，負(fù)荷差與相角差相近，調(diào)整電壓差以滿足合環(huán)要求，進(jìn)行合環(huán)操作。合環(huán)倒切負(fù)荷技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，為了避免產(chǎn)生較大的電流沖擊，影響系統(tǒng)運(yùn)行，應(yīng)有效應(yīng)對(duì)相角差問(wèn)題，進(jìn)行核相處理。保障合環(huán)操作的安全性，并降低技術(shù)應(yīng)用難度。進(jìn)行合環(huán)點(diǎn)核相時(shí)，可采用高壓核相儀。不同的相位及相序交流電源下，若采用合環(huán)技術(shù)與并聯(lián)處理，則會(huì)形成較大電流，導(dǎo)致設(shè)備損壞，因此需提前對(duì)相位及相序進(jìn)行檢查，并通過(guò)核相，避免線序接錯(cuò)的現(xiàn)象。

3 潮流分析

3.1 合環(huán)點(diǎn)位的電壓計(jì)算

合環(huán)點(diǎn)位所在的線路，會(huì)形成不同的阻抗與電壓差，經(jīng)過(guò)合環(huán)處理，并重新配置潮流及負(fù)荷。完成合環(huán)處理之后，合環(huán)點(diǎn)位的電壓差不復(fù)存在，則會(huì)形成高壓向低壓的合環(huán)電流，直到高低壓電流平衡。在合環(huán)操作之后，若合環(huán)與解環(huán)點(diǎn)位的發(fā)端與終端的潮流變化較大，則是一種負(fù)面現(xiàn)象，導(dǎo)致電壓降較高，此時(shí)的電壓降為：

？駐umax=■

其中，q為兩條線路整體的無(wú)功；p為兩條線路整體的有功；r為兩條線路整體電阻；u為額定電壓；x為總電抗。

3.2 合環(huán)電流與沖擊電流

合環(huán)技術(shù)的應(yīng)用，會(huì)在合環(huán)點(diǎn)位產(chǎn)生一定的沖擊電流與沖擊電壓，而沖擊電流與沖擊電壓會(huì)在3～6個(gè)周期內(nèi)消失。合環(huán)沖擊電流可拆分為非周期分量與周期分量，經(jīng)過(guò)合環(huán)操作，0.02s之后，實(shí)現(xiàn)瞬值的最大化，形成最大沖擊電流值：

I=ki

Im=■×103

其中，I為沖擊電流的最大值；k為沖擊系數(shù)，在計(jì)算中，k的取值范圍為[1.7，1.85]；Im為合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流；zm在合環(huán)中，作為整體阻抗有名值。基于以上公式，可以明確的是合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流越大，則電壓幅值差越大，合環(huán)網(wǎng)總阻抗越小。在過(guò)流保護(hù)中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)穩(wěn)態(tài)電流的最大化加以有效應(yīng)對(duì)，并采用速斷保護(hù)裝置，應(yīng)對(duì)最大沖擊電流。在此基礎(chǔ)上，可進(jìn)行合環(huán)技術(shù)應(yīng)用。

要保證額定電流始終高于合環(huán)電流，避免帶電合環(huán)產(chǎn)生環(huán)流，并導(dǎo)致過(guò)流保護(hù)動(dòng)作被觸發(fā)。線路負(fù)荷在相互連接的情況下，應(yīng)當(dāng)不超過(guò)一半的額定負(fù)荷，若存在額定電流低于兩側(cè)線路電流，則禁止采用合環(huán)技術(shù)。

3.3 調(diào)整相位差及電壓差

合環(huán)技術(shù)應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)避免相位差與電壓差的產(chǎn)生，以避免系統(tǒng)設(shè)施損壞、合環(huán)電流增高及保護(hù)運(yùn)行現(xiàn)象的產(chǎn)生。若產(chǎn)生相位差與電壓差，可通過(guò)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償容量及變壓器分接頭的調(diào)整與改變加以實(shí)現(xiàn)，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與線路負(fù)荷，以控制環(huán)流分布，以確保合環(huán)技術(shù)可有效運(yùn)行。系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的環(huán)境下，參數(shù)固定，可直接調(diào)整變壓器分接頭，實(shí)現(xiàn)合環(huán)點(diǎn)位兩側(cè)電壓差的降低，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)合環(huán)技術(shù)應(yīng)用電流的降低。

3.4 合環(huán)操作的注意事項(xiàng)

實(shí)際操作之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)合環(huán)電流加以確認(rèn)，確保其滿足安全操作的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之后，才能進(jìn)行合環(huán)與解環(huán)操作。首先，需保證環(huán)網(wǎng)相位相同，才可進(jìn)行合環(huán)操作；其次，若不同站線路首次進(jìn)行合環(huán)操作，需首先進(jìn)行潮流計(jì)算，確定其兩側(cè)電壓相角差不超過(guò)30°；其三，若進(jìn)行相同變電站出線的合環(huán)操作，在其母線不同的情況下，可直接進(jìn)行合環(huán)與解環(huán)操作；其四，若進(jìn)行不同變電站出線的合環(huán)操作，應(yīng)合攏主變壓器中性點(diǎn)接地開(kāi)關(guān)，調(diào)整母線電壓，進(jìn)而進(jìn)行技術(shù)操作；最后，若對(duì)多個(gè)變電站進(jìn)行合環(huán)與解環(huán)操作，應(yīng)當(dāng)對(duì)自動(dòng)裝置及繼電保護(hù)裝置的額定狀態(tài)及運(yùn)行狀態(tài)加以考量[2]。

4 結(jié)束語(yǔ)

10kV配電網(wǎng)采用不停電合環(huán)倒切負(fù)荷技術(shù)時(shí)，應(yīng)合理創(chuàng)建合環(huán)技術(shù)運(yùn)行條件，采用合理的合環(huán)運(yùn)行，并對(duì)合環(huán)點(diǎn)位電壓進(jìn)行計(jì)算，確定合環(huán)電流與沖擊電流，并調(diào)整相位差及電壓差，以確保合環(huán)操作的科學(xué)性與合理性。

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