談10kV配網(wǎng)合環(huán)操作的條件及其對饋線保護的影響

么魯寧

（國網(wǎng)山東省電力公司冠縣供電公司，山東聊城，252500）

0 引言

10kV配網(wǎng)是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，會影響整個電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性。在對配網(wǎng)進行改造后，通常會采用開環(huán)和閉環(huán)的方式維持系統(tǒng)的運行。但是，如果合環(huán)操作的頻率太高，就會對饋線保護產生不好的影響，從而使系統(tǒng)運行的安全性受到威脅。

1 條件分析

1.1 合環(huán)條件

10kV配網(wǎng)合環(huán)操作要達到三個條件：第一，線路中每個相序要相同，大量研究結果顯示，當線纜和新投入使用的線路中有異常情況出現(xiàn)時，且已經達到合環(huán)的所有條件，則必須保證每個合環(huán)點的兩側核相都正確。核對相位有三種形式：首先，變電站，在新修的變電站中，當電力設備投入使用后，可利用TV對相序進行核對。變電站中的設備出現(xiàn)異常變動的情況比較少，所以需要反復核對設備的相位和相序。其次，斷路器，開關中站的所有線路都要經過電纜線路，斷路器 又不是處于開放狀態(tài)的，所以其不滿足一次核對相序的條件，需要在二次核對相序時，對斷路器進行處理。最后，待合環(huán)開關，一般情況下，當線路中出現(xiàn)異常變動情況時，或者有相序的變動異常時，說明設備的數(shù)目在系統(tǒng)能夠承受的范圍內。這時，相關人員需要通過構建模型，對線路潮流情況進行全面的分析，對線路兩側的負荷和電壓差進行檢查，查看其是否與相關規(guī)定相符，并檢查其與220kV電力系統(tǒng)是否存在聯(lián)系。第二，系統(tǒng)中所使用的各種電力設備，要將參數(shù)設置好，以確保所有的設備都能正常運行，并滿足系統(tǒng)的運行要求。第三，各電氣設備的功能正常，不能出現(xiàn)故障，否則會影響電網(wǎng)的正常供電。這三個條件是配網(wǎng)合環(huán)的理想條件，但在實際的電網(wǎng)運行工程中，只要能將相位差控制在5°以內，就可對線路進行合環(huán)操作。在電網(wǎng)的建設過程中，其結構越來越復雜，每種結構對電壓差和相位的要求都不同。所以，在進行合環(huán)操作前，要先計算電流值。

1.2 合環(huán)模式

合環(huán)操作主要有三種模式：第一，10kV合環(huán)操作在類型不同的220kV電網(wǎng)系統(tǒng)，且不同類型的10kV變電站中進行。第二，在相同類型的220kV電網(wǎng)系統(tǒng)，但不同的110kV變電站中執(zhí)行10kV合環(huán)操作。第三，在同種類型的110kV變電站中，執(zhí)行不同的10kV合環(huán)操作。不同合環(huán)操作模式下，相同時刻線路中存在的合環(huán)點的數(shù)量可能是1個，也可能是2個，要根據(jù)實際的情況判斷具體的數(shù)量。

1.3 操作實例

以某配電網(wǎng)中10kV甲線和10kV乙線為例，兩條10kV線路上的電源都來自于同一個220kV變電站，對不同10kV母線分段運行的配電網(wǎng)線路進行合環(huán)操作。第一步，將配網(wǎng)調度員或者監(jiān)管員作為調度的中心，做好合環(huán)操作前的評估工作，在評估過程中，重點分析線路的潮流方向、合環(huán)的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)電流等，以判斷線路是否能達到合環(huán)操作的條件。第二步，合理選擇運行方式，并在指令票中對運行方式的改變方案進行詳細的描述。第三步，運行人員以指令票為依據(jù)，詳細填寫操作票，對線路進行分部的合環(huán)操作。第四步，將每2個操作人員分成一組，1人為操作人，1人為監(jiān)護人。在操作前，對兩條線路的相序和兩端電壓差進行檢測，確保其符合合環(huán)條件，再將600開關合上。每組人員都要到現(xiàn)場去熟悉操作環(huán)境，并準備好操作所需的工具，確保符合操作條件后，通過電話的形式通知配網(wǎng)調度員已準備就緒。最后一步，調度人員按照規(guī)定的順序，通知每組人員進行合環(huán)操作，并對操作過程進行監(jiān)督，確保高壓電路能成功的轉供電。

2 影響分析

2.1 合環(huán)電流與沖擊電流

合環(huán)電流和沖擊電流是在合環(huán)的過程中產生的，合環(huán)線路兩側的電源一般情況下都是并列運行的，當對10kV配網(wǎng)進行合環(huán)操作時，線路兩端的母線之間存在壓力差，所以會產生環(huán)流，環(huán)流會抑制饋線保護的功能發(fā)揮。在進行合環(huán)操作時，要將負荷開關設置成閉合狀態(tài)。在閉合負荷開關前，會產生較大的電壓差，在開關閉合后，合環(huán)兩側間的壓差會快速的變化，而負荷開關兩端的電壓則基本相同，不存在相角差，所以會引起暫時性的停歇，沖擊性電流就是在這時產生的。沖擊電流最大的特點是具有沖擊性，會影響線路的各節(jié)點和角度，使電勢和角度等出現(xiàn)變化，從而使電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到影響。所以，當對10kV配網(wǎng)進行合作操作時，要盡可能的避免產生這兩種電流，以免影響?zhàn)伨€保護功能，使電網(wǎng)的正常運行受到影響。

2.2 潮汐電流和短路電流

在執(zhí)行合環(huán)操作時，如果系統(tǒng)中出現(xiàn)故障問題，則會導致合環(huán)線路失去平衡，并使配網(wǎng)系統(tǒng)崩潰，最終無法正常供電。比如，當上一個等級的配電網(wǎng)系統(tǒng)中，有部分線路存在短路情況時，就中斷電力供應，致使聯(lián)絡開關出現(xiàn)強大的潮汐電流。如果配網(wǎng)系統(tǒng)中的某條線路，或某個設備所承受的荷載超過其承受范圍時，就會引起跳閘，威脅電力系統(tǒng)的安全性，導致電網(wǎng)系統(tǒng)無法穩(wěn)定的運行。在合環(huán)操作過程中，會對配網(wǎng)系統(tǒng)中的電流阻力產生影響，從而產生短路電流。電路電流會對電網(wǎng)系統(tǒng)產生破壞，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性。并且，短路電流越大，其破壞力越強，在短路電流達到一定的值以后，就會對電網(wǎng)產生嚴重的影響。比如，短路電流可能會引起繼電保護出現(xiàn)誤動，使系統(tǒng)出現(xiàn)故障。如果系統(tǒng)中的母線出現(xiàn)范圍比較廣的短路，且該范圍內出線比較集中，則會阻礙饋線保護功能的發(fā)揮，威脅整個配網(wǎng)系統(tǒng)的安全性，給用戶和供電企業(yè)造成經濟損失。

2.3 合環(huán)后解環(huán)對饋線保護的影響

在對合環(huán)后的配網(wǎng)進行解環(huán)操作時，會擴大線路的距離，增加饋線上的負荷，從而出現(xiàn)超負荷保護動作。在進行合環(huán)操作后，可能引起電流負荷出現(xiàn)偏移性的流動。比如，電流負荷流到A變電站后，就說明B變電站的10kV饋線解環(huán)，將會引起B(yǎng)變電站故障。而在完成合環(huán)操作后，所有的電流負荷都會流向B變電站，這時的A變電站饋線就會解環(huán)，說明A變電站即將出現(xiàn)故障，由B變電站提供故障電流。在合環(huán)以后再解環(huán)，如果兩個變電站的饋線都發(fā)生故障，利用電流測量儀對兩個站點的電流進行測試，所測得值會低于正常運行下的電流值，說明饋線保護靈敏度不高，其保護功能無法有效的發(fā)揮出來，其靈敏度系數(shù)＞1.5。當?shù)刃щ妱莸膮?shù)已經明確時，要控制好系統(tǒng)和饋線的阻抗參數(shù)，并用這些參數(shù)對饋線保護的靈敏度和穩(wěn)定性進行校驗。根據(jù)特定范圍內的阻抗數(shù)據(jù)，可以知道故障的程度會受阻抗的影響，兩者之間的關系為負相關。也就是說，當故障比較大時，阻抗比較??；當故障比較小時，阻抗會比較大。通常情況下，當110kV主變電站的阻抗處于大小方式下時，阻抗低于0.4Ω，其對應的220kV主變電站系統(tǒng)的等效通常不會超過0.5Ω。

3 結束語

根據(jù)電力工程的具體情況可知，10kV配網(wǎng)合環(huán)操作需要具備三個條件，分別為各線路要有同樣的相序、正確設置電力設備的參數(shù)、所有設備都完好無損。在合作操作過程中，可能產生合環(huán)電流、沖擊電流、潮汐電流和短路電流等多種情況，從而對饋線保護產生影響。所以，在合環(huán)后解環(huán)也會對饋線保護產生影響，阻礙其功能的發(fā)揮，需要采取合適的措施才能避免影響電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行。

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