中壓配電網(wǎng)帶電合環(huán)的預(yù)防措施

盧偉斌

摘要：隨著國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)的不斷增多，電網(wǎng)以及設(shè)備的穩(wěn)定性與安全性逐漸引起人們的高度重視。通過(guò)對(duì)已有設(shè)備進(jìn)行一定的技術(shù)改造，能夠使客戶(hù)正常使用，工作能夠順利進(jìn)行，并進(jìn)一步提高電網(wǎng)的安全性能，已經(jīng)成為電網(wǎng)具備能夠不間斷供電能力的一個(gè)重要內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：中壓配電網(wǎng)；帶電合環(huán)；預(yù)防措施

隨著國(guó)家建設(shè)力度的不斷增大，電網(wǎng)的穩(wěn)定性與安全性已經(jīng)成為人們非常關(guān)心的問(wèn)題。如何通過(guò)一定的技術(shù)手段提高電網(wǎng)安全系數(shù)，越來(lái)越受到用戶(hù)的重視。配電系統(tǒng)帶電合環(huán)通常情況下，在兩個(gè)不同的變電站之間，母線(xiàn)分別帶有一段配電線(xiàn)路。在不同的母線(xiàn)中，有自己的配電線(xiàn)路，通過(guò)開(kāi)關(guān)聯(lián)絡(luò)的方式進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。線(xiàn)路正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，兩個(gè)配電站之間各自的配電線(xiàn)路通過(guò)開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)得以實(shí)現(xiàn)。如果其中一個(gè)變電站出現(xiàn)停電以及母線(xiàn)發(fā)生故障，進(jìn)行檢修時(shí)，線(xiàn)路處于合上狀態(tài)。如果把變電站開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，另一個(gè)變電站就會(huì)承擔(dān)起所有的負(fù)荷，也就是雙電源環(huán)網(wǎng)供電方式。這種方式能夠使供電的連續(xù)性得到很好的保證，并進(jìn)一步提高了供電的安全性。如果兩個(gè)變電站的母線(xiàn)延伸出兩條干線(xiàn)，并在其終端實(shí)施環(huán)網(wǎng)作為備用，這種情況屬于單電源環(huán)網(wǎng)供電方式，即使能夠?qū)崿F(xiàn)線(xiàn)路互帶，然而電源屬于一個(gè)變電站，因此，這種情況不能說(shuō)是真正的雙電源環(huán)網(wǎng)供電方式。

一、配電系統(tǒng)帶電合環(huán)問(wèn)題分析

隨著現(xiàn)在電力設(shè)施建設(shè)力度的不斷加大，城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間的供電網(wǎng)絡(luò)也發(fā)生了很大的變化，在逐漸完善的情況下各種技術(shù)手段也在不斷的更新。如果合環(huán)開(kāi)關(guān)兩側(cè)變電站具有10千伏母線(xiàn)的電壓差產(chǎn)生環(huán)流。

首先，如果配電系統(tǒng)中的短路阻抗，受到兩側(cè)變電站10千伏母線(xiàn)作用值比較接近，那么就能夠通過(guò)兩側(cè)變電站10千伏母線(xiàn)的電壓差與倒閘線(xiàn)路的感抗的商得出其近似值。這種計(jì)算方法與實(shí)際值相比誤差一般低于20%。系統(tǒng)的短路阻抗因合環(huán)開(kāi)關(guān)兩側(cè)變電站10千伏母線(xiàn)作用不同，進(jìn)而產(chǎn)生環(huán)流。

其次，在實(shí)施合環(huán)操作過(guò)程中，即使倒閘開(kāi)關(guān)兩側(cè)變電站的10千伏母線(xiàn)電壓數(shù)值接近或一樣，如果系統(tǒng)的短路阻抗差異較大，也會(huì)具有很大的環(huán)流，它具有很大的隱蔽性，很難發(fā)現(xiàn)，以致具有很大的安全隱患，這也是導(dǎo)致合環(huán)失敗的主要因素。

第三，兩側(cè)變電站10千伏母線(xiàn)的電壓相等情況下，如果10千伏母線(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的短路阻抗比較接近，然而，帶負(fù)荷相差過(guò)大的合環(huán)開(kāi)關(guān)兩側(cè)10千伏線(xiàn)路，同樣會(huì)出現(xiàn)較大的環(huán)流。這就導(dǎo)致在合環(huán)時(shí)，因兩側(cè)變電站變壓器變比不一樣，一定會(huì)產(chǎn)生環(huán)流。

二、實(shí)現(xiàn)帶電合環(huán)的條件分析

實(shí)施帶電合環(huán)中，兩個(gè)變電站的相位與相序應(yīng)該一樣；兩個(gè)變電站之間的電壓應(yīng)盡量保持一致；配電系統(tǒng)綜合阻抗之間相差數(shù)據(jù)不能夠過(guò)大；應(yīng)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整合環(huán)位置兩側(cè)的負(fù)荷以及功率；合環(huán)過(guò)程中，變電站兩側(cè)之間的負(fù)荷一定不能夠大于額定負(fù)荷。

配電網(wǎng)帶電合環(huán)應(yīng)必須做到：首先，配電站之間的線(xiàn)路必須具有良好的性能。其次，一定不能使環(huán)流過(guò)大，不能引起開(kāi)關(guān)跳閘。兩端互感器計(jì)量、保護(hù)變比情況，必須裝設(shè)分別計(jì)量送、受電的有功電能和無(wú)功電能，并帶有止逆裝置。轉(zhuǎn)移負(fù)荷過(guò)程中，導(dǎo)線(xiàn)及其其他設(shè)備必須滿(mǎn)足相關(guān)要求。實(shí)施過(guò)程中，所有線(xiàn)路的負(fù)荷電流應(yīng)控制在350安培以下。運(yùn)用這種接線(xiàn)模式，線(xiàn)路在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，每一條線(xiàn)路的最大負(fù)荷不能夠高于這架空線(xiàn)所允許荷載流量的一半。當(dāng)系統(tǒng)中不管哪一條線(xiàn)路出現(xiàn)故障，就可以把聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)進(jìn)行閉合。然后，通過(guò)另一條線(xiàn)路進(jìn)行送電，從而達(dá)到相應(yīng)供電線(xiàn)路能夠?qū)嵤M(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行。

三、實(shí)現(xiàn)合環(huán)操作應(yīng)遵循的基本操作規(guī)程

1、配電網(wǎng)帶電合環(huán)操作過(guò)程中，應(yīng)必須滿(mǎn)足是在一個(gè)系統(tǒng)控制之下、具有正確的相位并且兩個(gè)變電站之間的電壓差保持在20%以?xún)?nèi)。

2、必須對(duì)上一級(jí)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)有充分的了解。如果同上一級(jí)調(diào)度管轄網(wǎng)絡(luò)之間有關(guān)聯(lián)時(shí)，應(yīng)征得上一級(jí)的批準(zhǔn)。

3、必須對(duì)合環(huán)兩點(diǎn)之間的相位差和電壓差有充分的了解，避免出現(xiàn)合環(huán)電流引起繼電保護(hù)。

4、實(shí)施合環(huán)操作作業(yè)時(shí)，必須對(duì)潮流的變化有充分考慮。如果能夠預(yù)測(cè)到潮流變化會(huì)導(dǎo)致過(guò)流動(dòng)作發(fā)生，就必須實(shí)施一定的措施。調(diào)整參與合環(huán)的兩低壓側(cè)母線(xiàn)電壓差到最低限度，停止使用的可能存在的保護(hù)。設(shè)置解列點(diǎn)，變電站值班員應(yīng)認(rèn)真分析潮流變化和保護(hù)動(dòng)作情況。

四、帶電合環(huán)操作中，運(yùn)用的預(yù)防措施分析

通過(guò)一定的措施實(shí)施合環(huán)操作，就能夠有效避免兩側(cè)變電站開(kāi)關(guān)出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象。如果變電站兩側(cè)變壓器的類(lèi)型一樣，并實(shí)施并列運(yùn)行，系統(tǒng)的短路阻抗受到變電站兩側(cè)10千伏母線(xiàn)影響較小出現(xiàn)倒閘操作時(shí)，就對(duì)變電站兩側(cè)10千伏母線(xiàn)的電壓值進(jìn)行調(diào)整，使其低于10%就可以了。如果位置沒(méi)有超過(guò)2千米，低于5%就可以了。這樣，能夠有效避免因環(huán)流形成開(kāi)關(guān)跳閘情況。變電站兩側(cè)如果出現(xiàn)不同類(lèi)型的變壓器，比如：110千伏/35千伏/10千伏變壓器與35千伏/10千伏變壓器、110千伏/35千伏/10千伏變壓器與110千伏/10千伏變壓器、35千伏/10千伏變壓器與110千伏/10千伏變壓器正在實(shí)施10千伏合環(huán)操作作業(yè)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生很大的環(huán)流，甚至?xí)斐梢螂娏鲃?dòng)作以致開(kāi)關(guān)跳閘。出現(xiàn)這種操作作業(yè)情況時(shí)，應(yīng)必須實(shí)施以下操作措施：

首先，一定要使參與合環(huán)的變電站10千伏母線(xiàn)其出現(xiàn)的相位以及相序是一樣的。其次，一定要使合環(huán)兩側(cè)的電壓保持穩(wěn)定及相同?？梢酝ㄟ^(guò)投退無(wú)功補(bǔ)償裝置和調(diào)整變壓器分接頭措施使其達(dá)到一致。第三，使變電站兩側(cè)10千伏母線(xiàn)的運(yùn)行方式發(fā)生改變，進(jìn)而改變系統(tǒng)短路阻抗的差值?；蛘邔?duì)系統(tǒng)短路阻抗較大一側(cè)的變電站10千伏母線(xiàn)電壓進(jìn)行提高，進(jìn)而降低其對(duì)系統(tǒng)的短路阻抗值。第四，對(duì)環(huán)點(diǎn)兩側(cè)的負(fù)荷和功率因數(shù)進(jìn)行正確的調(diào)整，進(jìn)而使兩側(cè)負(fù)荷和功率因數(shù)之間的數(shù)值變小。第五，實(shí)際運(yùn)用中，經(jīng)常會(huì)對(duì)短路的阻抗比較小的那一側(cè)變電站10k千伏線(xiàn)路進(jìn)行第二次合閘，一定要使帶電合環(huán)操作出現(xiàn)失誤時(shí)，不會(huì)有斷電情況發(fā)生。這一點(diǎn)非常關(guān)鍵。上面這種情況如果得不到保證，在出現(xiàn)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)，就會(huì)造成開(kāi)關(guān)重復(fù)跳、合或開(kāi)關(guān)越級(jí)跳閘等情況。第六，如果對(duì)合環(huán)電流大的線(xiàn)路實(shí)施倒閘操作作業(yè)時(shí)，應(yīng)該等相關(guān)工作人員到達(dá)操作現(xiàn)場(chǎng)后，才實(shí)施操作，這樣能夠有效縮短合環(huán)過(guò)程所需要的時(shí)間。

五、中壓配電網(wǎng)帶電合環(huán)的意義

過(guò)去，我國(guó)很多城市經(jīng)常運(yùn)用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資少、使用方便的單電源輻射型中壓配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形式。由于當(dāng)時(shí)城市電力需求量比較小，雖然這種系統(tǒng)負(fù)荷較小，但仍能滿(mǎn)足城市需求。然而，隨著城市建設(shè)速度的增大以及經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)狀型和環(huán)狀型結(jié)構(gòu)逐漸代替了輻射型中壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。雙電源和多電源結(jié)構(gòu)配電網(wǎng)操作復(fù)雜，必須進(jìn)行正確合理的調(diào)度，才能將故障區(qū)域隔離，實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)正常供電，具有控制更加靈活的優(yōu)勢(shì)。因此，雙電源和多電源供電模式在今天配電網(wǎng)中運(yùn)用非常多。同時(shí)，也導(dǎo)致停電檢修、負(fù)荷轉(zhuǎn)移以及突發(fā)事件的增多。配電網(wǎng)運(yùn)行管理中，實(shí)施不停電轉(zhuǎn)移負(fù)荷使合環(huán)操作作業(yè)，對(duì)提高用電可靠性以及用戶(hù)的滿(mǎn)意度，具有非常重要的作用。配電網(wǎng)工作管理人員在多電源配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)下，具有非常多的操作方式，如果能夠科學(xué)合理的進(jìn)行調(diào)度，就能夠有效提高系統(tǒng)供電安全性，使電網(wǎng)服務(wù)品質(zhì)得到很大提高。同時(shí)，還能夠有效節(jié)約國(guó)家對(duì)電網(wǎng)投資，使電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益得到大幅度提高。

六、結(jié)語(yǔ)

配電網(wǎng)是整個(gè)電力系統(tǒng)的重要組成部分，并且具有非常重要的作用。提高配電網(wǎng)供電可靠性與供電質(zhì)量的重要措施就是實(shí)施合環(huán)操作。如果不能正確實(shí)施合環(huán)調(diào)度，就極有可能造成嚴(yán)重的電力事故和經(jīng)濟(jì)損失，所以，在實(shí)施配電網(wǎng)帶電合環(huán)操作時(shí)，一定要采取正確的預(yù)防措施，必須按照要求進(jìn)行作業(yè)，進(jìn)而提高整個(gè)配電網(wǎng)系統(tǒng)的性能。

參考文獻(xiàn)

[1]張宇.計(jì)及合環(huán)操作的城市中壓配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[D].東北電力大學(xué)，2013.

[2]張慧，王強(qiáng)，曾永浩.一種實(shí)用的10kV配電網(wǎng)合環(huán)電流的算法[J].中國(guó)電業(yè)（技術(shù)版），2014，11：29-31.

[3]王強(qiáng)，夏成軍，周衛(wèi)，崔弘，張堯.廣州地鐵33kV中壓電網(wǎng)合環(huán)操作分析[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2009，05：111-115.