黃一

摘 要：本文圍繞合環(huán)倒切負荷技術的運行條件、運行工作流程、潮流分析及操作原則進行闡述，提出通過合環(huán)線路最大總負荷電流的計算結果來對線路的過流保護定值進行驗算，并指出合環(huán)線路的相角差、電壓差等對其的安全影響，以供參考。

關鍵詞：不停電；減少停電；合環(huán)倒切負荷技術

一、合環(huán)運行條件

通過開、閉設備將不同的供電線路按特定規(guī)律將其連成閉合回路稱為環(huán)網。環(huán)網可以使環(huán)路中的負荷實現(xiàn)不停電轉移，通常情況下以110kV以下進行環(huán)網。在對環(huán)網進行解環(huán)合環(huán)操作中，在符合線路和變壓器本身操作要求基礎上，應對操作中每個環(huán)節(jié)的潮流分部進行預測，同時將操作控制在允許范圍內。配電網在實現(xiàn)“手拉手”功能時，須滿足以下合環(huán)操作條件：（1）環(huán)網在檢修或是首次合環(huán)后，相位有幾率發(fā)生變化，因此必須保障合環(huán)點雙側的相位一致；（2）在電磁環(huán)網環(huán)境下，環(huán)網內變壓器接線組別差必須為零；（3）確保合環(huán)操作不會引起環(huán)網元件過載情況；（4）將合環(huán)兩側電壓偏差調制最小，不得超過10%；各母線電壓要控制在規(guī)定值之內；（5）要選擇環(huán)網運行方式相匹配的繼電保護、安全自動裝置；（6）須將頻率相差控制在0.1Hz以內。

2.合環(huán)運行工作

（1）系統(tǒng)簡圖

將系統(tǒng)簡圖畫出，對電源電壓、主變等參數進行整理、收集工作，以對相序相位核分析打下良好基礎。另外需注意，早期相角差為30°的主變供電，需要作為特殊方式對其進行說明，采取有角差變壓器的線路須進行停電倒電。

（2）合環(huán)點選擇

為提高處理事故的效率，須在每條線路主干上安裝分段開關，第一臺開關安裝在在各變電站出口10kV線路無負荷位置。按區(qū)域設置，確保合環(huán)點開關安裝在交通方便位置，在山區(qū)時，分段開關應盡量安裝在路邊。此外，位置要根據負荷的實際情況均衡配置，將重要、一般負荷分開。

在選擇合環(huán)點模式中，從上級電源可分為以下：

①在包含中性點接地閘刀的變電站中，進行合環(huán)、解環(huán)操作之前，必須將閘刀合上，操作完畢再將其拉開。

②在單主變帶全母線運行環(huán)境下，母聯(lián)與合環(huán)點開關是并聯(lián)的，當母聯(lián)斷開，則通過合環(huán)點將另一端母線的負荷進行轉供，合環(huán)點、線路因負荷驟增，其線路和開關將不能滿足負荷要求。在雙主變并列或分列運行環(huán)境下，合環(huán)點合閘將通過兩條母線的不平衡負荷，因此需要事件計算是否滿足線路、開關要求，倘若主變開關斷開，將會造成更大的事故。

③根據10kV母線中的合環(huán)線路環(huán)境考慮，分為不同段、同段的母線線路合環(huán)，在同段母線線路合環(huán)，合環(huán)操作應采用“等電位”，以確保其可靠性。對不用合環(huán)點進行合、解環(huán)要分別進行不同的安全預控措施。

（3）合環(huán)點核相

在合環(huán)操作前，需要通過潮流計算結果對其可能性進行審核，利用計算的合環(huán)電流來有效降低調度員的失誤幾率和工作任務量，以確保合環(huán)操作具有實際依據，同時對操作進行指導工作。

在合環(huán)倒切負荷中，電壓相角差是十分嚴重的問題，其很大的沖擊電流會造成系統(tǒng)的嚴重損壞。10kV配電網的非規(guī)范性建設，是無法開展合環(huán)倒切負荷的瓶頸，而目前通過高壓核相儀，對配電網進行一次核相，有效簡化了工作難度。

（1）將高壓核相儀用于10kV線路的合環(huán)點核相，目前應用十分廣泛。同相電壓差應該接近為零，不同兩相電壓差應接近10.5kV，雙側相對電壓接近6.06kV，如結果又誤差，工作人員須確保反復進行核相，知道數值與以上數值吻合。

（2）為有效避免交流電源因相位不同產生巨大電流，對電器設備造成損傷，須進行相位、相序核對工作，尤其針對于新運行或經過改裝的變壓球，必須并列運行。此外，與并列相關的二次回經過改動、檢修后，也需進行相位核對，確保一次相序相位和二次相序相位都正確，以避免發(fā)生非同期并列。

3.合環(huán)操作潮流分析

（1）計算合環(huán)點電壓

在合環(huán)后，因為其存在的電壓差和線路阻抗不同，所以潮流、負荷都會進行重新分配。結束合環(huán)后，環(huán)電的電壓差會消失，電流會從高壓部分轉向低壓部分，一直到電流呈平衡狀態(tài)。若在合環(huán)后，出現(xiàn)合、解環(huán)始末點周邊有較大潮流變化，就會導致很高的電壓降。

（式1）

在式1中，兩線路總無功用q表示，p表示兩線路總有功，兩線路的總電阻為r，線路的額定電壓為u，兩線路總電抗為x。

（2）計算平穩(wěn)狀態(tài)合環(huán)電流、沖擊電流

在合環(huán)階段中，合環(huán)點的電壓差以及沖擊電流，其時間通常僅保持在3～6周波，合環(huán)沖擊電流由非周期分量、周期分量二者組成，在合環(huán)操作發(fā)生后，0.02秒內會產生最大瞬時值，最大沖擊電流計算公式如式2：

（式2）

在式2中，最大沖擊電流為IM，電流沖擊系數為Km、實際取1.7～1.85，合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流為Im，合環(huán)網內總阻為Zm。從式2可得出，環(huán)網總阻抗與合環(huán)的穩(wěn)態(tài)電流成反比，與電壓幅值差成正比，只有當速斷保護裝置和過流保護足以應對最大沖擊電流和穩(wěn)態(tài)電流的前提下，合環(huán)操作才可以進行實施。

（3）合環(huán)電流要低于額定電流

過流保護動作不可以通過帶電合環(huán)的換流進行處罰，須規(guī)定互相連接的線路負荷，必須要低于額定負荷的1/2，在兩端的線路電流都超過額定值的情況下，合環(huán)操作不可以進行。

（4）調整相位差和電壓差

合環(huán)點存在相位差以及電壓差，是造成合環(huán)電流增高，電路設施損壞的主要原因。針對這種情況 ，可通過無功補償容量的改變、變壓器分接頭的調整、將網絡參數進行改變以及復合調整的方法將換流分部進行有效控制，使其滿足合環(huán)操作要求。

4.合環(huán)操作原則

合環(huán)操作，須要先分析合環(huán)電流是否復合安全操作，隨后進行合解環(huán)操作，其操作原則如下。

（1）雙回路或環(huán)裝網絡相位必須相同，才能進行合環(huán)操作。

（2）對初次進行合環(huán)、并且為兩個站的線路，須先對其進行潮流計算，確保滿足合環(huán)條件，額定電壓須低于30°、電壓差低于10%。

（3）對不同變電站的合環(huán)操作，須將帶有的中性點接地閘刀合上，將10kV母線電壓調整至接近，再進行合環(huán)、解環(huán)操作。

（4）兩個變電站進行合環(huán)、解環(huán)操作前，須確保各元件潮流變化低于系統(tǒng)穩(wěn)定、設備、繼電保護限額，同時考慮原件使用狀態(tài)。電壓變動須在規(guī)定范圍內進行，必要時實現(xiàn)調整潮流，將合環(huán)、解環(huán)波動減少。

（5）必須使用開關進行合環(huán)、解環(huán)操作。

（6）因配網變化快，因此每次合環(huán)操作前須進行核相作業(yè)，須將斷開的聯(lián)絡開關轉為冷備用。

5.效益分析計算

結語

合環(huán)操作可有效減少用電用戶因停電次數、停電時間造成的損失，可在不停電或減少停電的情況下進行作業(yè)，不但有利于電網企業(yè)方便與檢修和維護，更可有效實現(xiàn)供電企業(yè)經濟效益以及塑造良好的社會形象。環(huán)網線路，在通過核相、安全校核的基礎上，只要供電企業(yè)充分掌握其不同的運行方式相關要求和限制條件，就可將合環(huán)倒切負荷技術應用，以提高供電可靠性。

參考文獻：

[1]趙飛. 簡析10kV配電網中合環(huán)倒切負荷技術的運用[J]. 山東工業(yè)技術， 2016（21）：199-199.