配電網(wǎng)合環(huán)運行的影響因素及運行原則探究

魏宏芬

摘 要：社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展進步，人們各方面生活條件的提高，使其對于城市配電網(wǎng)供電的安全性和穩(wěn)定性的要求也在不斷的提升。現(xiàn)今，我國廣泛的使用雙向供電和多源供電的模式，工作期間也有較多的合環(huán)操作。不過，進行合環(huán)操作時，可能會出現(xiàn)比較大的沖擊電流，后續(xù)還可能會出現(xiàn)較大的環(huán)流，這些因素對于電網(wǎng)的運行有著十分不利的影響。作者針對電網(wǎng)合環(huán)運行的各種影響因素展開了深入的分析論述。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)合環(huán)運行；影響因素；運行原則

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.166

在各個市配電網(wǎng)絡中，電路的走向、配電設備的具體位置以及用戶的分布所具有的地理特征都十分明顯。由于電網(wǎng)地域以及配電設備都比較集中，而且城市配電網(wǎng)絡與其它網(wǎng)絡間存在較多的交叉跨越，因此要想有效的提升供電的穩(wěn)定性，則不僅需要建立穩(wěn)定的電源點，還需要將配電網(wǎng)絡的常用結(jié)構(gòu)設置成環(huán)型，也可以使用雙端電源環(huán)網(wǎng)或者是多電源供電網(wǎng)絡，使用這些供電模式的主要目的都是將原本獨立的輻射式配電網(wǎng)變成運行更為靈活的鏈式配電網(wǎng)。配電系統(tǒng)帶電合環(huán)具體是指需要在兩個變電站的低壓母線上配有一段配電線路，且線路之間需要使用聯(lián)絡開關(guān)。若整個系統(tǒng)都處于正常工作狀態(tài)，則聯(lián)絡開關(guān)會處于各自的配電線路上。一旦出現(xiàn)緊急情況，則可以合上聯(lián)絡開關(guān)再進行相應的處理。

1 對于配電網(wǎng)合環(huán)有影響的因素

1.1 合環(huán)電流的主要成因

在對配電網(wǎng)絡開展合環(huán)操作時，一般合環(huán)線路兩邊的電源都是處于分列運行的狀態(tài)，不過這些電源的上級電源需要是并列的。在深入的研究后可以發(fā)現(xiàn)，10kV配電網(wǎng)出現(xiàn)合環(huán)電流的根源有下述幾個方面：首先，合環(huán)開關(guān)兩邊變電所母線之間存在著較大的電壓差，這些電壓差、相位差都會出現(xiàn)環(huán)流。其次，合環(huán)開關(guān)兩邊變電所母線會對系統(tǒng)產(chǎn)生一個短路阻抗，這便會產(chǎn)生各種類型的環(huán)流。在對配電網(wǎng)的饋線開展合環(huán)操作時，需要經(jīng)過一個暫態(tài)期間，在這一時期，斷路器閉合前合環(huán)兩邊會有一個ΔU ·≠ 0的電壓差，但是當斷路器處于閉合狀態(tài)時，兩端的電壓差便會突然變化，合環(huán)斷路器兩邊的電壓也會變成大小相等，相差角也不存在，也就是ΔU ·≠ 0的狀態(tài)，而這會使得環(huán)內(nèi)各個節(jié)點的電壓、角度等都產(chǎn)生變化，環(huán)上各個節(jié)點發(fā)動機的電勢以及角度也會改變。可是，發(fā)電機的轉(zhuǎn)子是存在一定的慣性的，但是發(fā)電機的角度即轉(zhuǎn)子的角度是無法突然發(fā)生變化的，需要在一個搖擺變化之后才可以處于新的穩(wěn)態(tài)值，如果開口電壓的相角以及頻率不一致，則發(fā)電機以及環(huán)網(wǎng)內(nèi)的各個線路在合環(huán)后就會出現(xiàn)功率震蕩，最終便會出現(xiàn)并列合環(huán)操作的沖擊電流以及電磁環(huán)網(wǎng)的環(huán)流。

1.2 對于合環(huán)有作用的各種因素

可以對合環(huán)系統(tǒng)進行相應的簡化，這樣可以更加簡單的分析各種影響因素。各個配電網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)是有較大的不同的，因此必須要結(jié)合實際情況來確定合環(huán)點的具體位置。還需要結(jié)合整個電網(wǎng)合環(huán)的運行狀態(tài)，從中抽象出適應性較強可以快速完成分析的計算模式?，F(xiàn)今普遍使用的合環(huán)模型中所具有的主要設備有主變壓器、低壓側(cè)母線、合環(huán)線路以及各個聯(lián)絡開關(guān)等，對于合環(huán)后聯(lián)絡開關(guān)有主要影響的就是功率以及電流，其影響主要體現(xiàn)在：（1）合環(huán)后主變壓器高壓側(cè)電壓差ΔU ·；（2）合環(huán)后主變壓器低壓側(cè)母線電壓UL ；（3）主變壓器所帶負荷：S1、S2、L1、L2 ；（4）主變壓器阻抗：ZT1、ZT2 ；（5）合環(huán)前主變壓器低壓側(cè)母線電壓UL1、UL2。

深入分析合環(huán)電流產(chǎn)生的成因，可以知道其主要影響因素為合環(huán)點兩側(cè)的電壓差、相角差和合環(huán)環(huán)路上存在的線路阻抗。通常條件下，合環(huán)電流的大小與電壓幅值以及相角差是成正比的，但是合環(huán)路線路阻抗則是成反比的，所以使用調(diào)節(jié)變壓器分接頭位置并改變變壓器負荷大小的工作方式能夠使合環(huán)電流更為合理。

2 10kV 配電網(wǎng)合環(huán)運行期間需遵循原則

借助理論模型構(gòu)建工作，并結(jié)合合環(huán)的具體狀態(tài)來開展計算和分析工作。在本次作者的研究中，將中國南方電網(wǎng)公司的“十二五”項目所使用的110千伏及以下配電網(wǎng)作為研究對象，并且依據(jù)技術(shù)規(guī)定中的B、C、D三類標準來開展建模工作。模型構(gòu)建中所需要的各項基本參數(shù)以及邊界條件為：首先，在B類供電區(qū)應當使用110kV變壓器，50MVA 有載調(diào)壓兩卷變、C 類為40MVA 有載調(diào)壓兩卷變、D 類為40MVA 有載調(diào)壓三卷變。其次，對于兩座變電站，必須保證期平衡節(jié)點的初始位置始終都是0度，并且要保證10kV線路電壓的值在9.3～10.7kV 的范圍內(nèi)。再次，對于10kV架空線路，應當使用LGJ-185、電纜采用YJV22-3×300，需要對線路進行三分段處理，并且要保證線路上的負荷都是均勻分布的，如果線路的負載大于130%，則一定不能開展合環(huán)操作。最后，為了更好地保證10kV線路和系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性， 600/5、過流保護電流設定為900A，速斷保護電流設定為2400A。除此之外，由于這次的合環(huán)工作是從 “合環(huán)- 解環(huán)-再合環(huán)- 再解環(huán)”的整個流程，而且需要考慮到再合環(huán)的極限情況，也就是需要將兩條線路的出現(xiàn)開關(guān)作為第二次合環(huán)的具體時間。在設立好10kV 配電網(wǎng)合環(huán)模型后，便需要使用配電網(wǎng)合環(huán)計算系統(tǒng)來確定出三種工作方式下的理論模型計算結(jié)果，在對得到的結(jié)果進行深入的分析，最終確定各個單一因素對于地區(qū)合環(huán)運行的具體影響。主要影響因素包括：（1）電壓差。電壓差主要是對地區(qū)出線開關(guān)產(chǎn)生影響，如果B站高壓側(cè)的電壓差不超過20.5%，則可以開展合環(huán)操作。（2）相位差。必須對相位差進行合理的控制，這樣才能夠確保合環(huán)系統(tǒng)的高效運行。（3）線路的負荷。要結(jié)合居民區(qū)的實際要求以及線路的最大可承受負荷來確定具體的線路負荷，在做到充分利用線路的同時又不應當使線路的運行負荷過大。

3 結(jié)語

本文深入的分析論述了配電網(wǎng)合環(huán)運行過程中的各種影響因素，并指出了導致配電網(wǎng)合環(huán)運行過程中各種問題的主要原因，針對這些原因制定了相應的解決方案，其主要目的是提高我國電網(wǎng)輸送的質(zhì)量和效率，更好的滿足人們不斷提高的需求，促進我國電網(wǎng)事業(yè)的長遠穩(wěn)定發(fā)展。

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