10kV配電網(wǎng)不停電合環(huán)倒切負荷技術分析

陳黛琪　張忠耒胡　楊帆

摘 要：10kV配電網(wǎng)運行過程中，采用不停電合環(huán)倒切負荷技術，可實現(xiàn)配電線路運行方式的動態(tài)化控制，并維護配電線路運行的穩(wěn)定性。基于此，文章僅就10kV配電網(wǎng)不停電合環(huán)倒切負荷技術進行分析與闡述，探討其在110kV配電網(wǎng)建設中的應用方法，以期確保10kV配電網(wǎng)可適應大規(guī)模電力系統(tǒng)建設與應用的需要。

關鍵詞：10kV配電網(wǎng)；不停電轉移負荷；合環(huán)倒切負荷

中圖分類號：TM732 文獻標志碼：A 文章編號：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)輻射線路的有效運行，通常會采取開環(huán)運行的方式，但在線路維護或故障處理階段，則需要進行倒負荷操作，以適應線路運行方式。為方便這種情況下的倒負荷操作，可采用聯(lián)絡與分段負荷開關，以確保配電線路可靈活調整其運行方式，維護電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

1 合環(huán)運行條件

10kV配電線路運行過程中，合環(huán)倒切負荷技術的應用，可通過開關，以某種規(guī)律或節(jié)奏實現(xiàn)各個供電線路的相互連接，形成閉合回路，在不中斷電源供應的情況下，實現(xiàn)電壓負荷的轉移。通常來說，閉合回路的線路存在相同的電壓的等級，但若包含變壓器，則閉合回路的線路等級各有不同。若采用合環(huán)與解環(huán)技術，應當切實保障潮流分布、技術操作與系統(tǒng)控制可滿足元件負荷的額定標準，滿足以下要求：

（1）合環(huán)操作中，需切實保障合環(huán)點位的相位統(tǒng)一，對合環(huán)操作前后相位點的具體位置進行測定，保障系統(tǒng)檢修或者首次合環(huán)操作之后不會發(fā)生纖維點變化的情況；（2）電磁換網(wǎng)內，只有環(huán)網(wǎng)變壓器接線組別差不存在的情況下，才可進行合環(huán)操作；（3）對系統(tǒng)元件進行預測，避免合環(huán)操作中，出現(xiàn)元件過載地方情況；（4）系統(tǒng)運行過程中，應當在一定范圍內控制好母線電壓，限制母線電壓差，避免電壓差超過9%；（5）確保安全自動裝置與繼電保護裝置在環(huán)網(wǎng)運行中得以兼容；（6）確保10kV配電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性達到標準；（7）控制電網(wǎng)運行的頻率差，避免環(huán)網(wǎng)運行頻率超過0.1Hz。

2 合環(huán)運行方式

2.1 系統(tǒng)簡圖的繪制

出于便于核對線路相序及相位的考量，應整理系統(tǒng)線路、電源電壓及主變壓器等，并對系統(tǒng)簡要圖紙進行繪制。繪制圖紙時，如果所采用的主變供電模式為相角存在30°差距的模式，應當加以標注，在不停電合環(huán)倒切負荷操作時，對存在相角差距的主變供電模式采用停電倒切負荷的方式。

2.2 合環(huán)點位的選取

對10kV配電網(wǎng)的主干線進行分段開關的安裝，將第一個開關安裝于無負荷的變電站出口線路上，該開關可采用與變電站開關相類似的功能開關，以保障合環(huán)導電系統(tǒng)的正常運行，并實現(xiàn)對于事故問題的高效處理。合環(huán)點位的選取，應當充分考量交通因素，可選擇在交通條件較好的公路附近等，并從負荷分配的均勻性方面考量分段開關的選取，有效區(qū)分不同重要程度的負荷類型。

為保證合環(huán)處理安全，應控制合環(huán)電流，避免其電流超過電流保護范圍。在不同的上級電源環(huán)境下，應對合環(huán)點位模式加以合理選擇。變電站合環(huán)操作時，應當提前進行中性點接地刀閘的合閘處理，完成合環(huán)操作之后，再進行分閘。但在處理中，需要承擔較大的安全風險。

相同變電站的合環(huán)操作，通常在單主變帶全母線的運行過程中，以并聯(lián)方式連接合環(huán)點位及母線，若斷開母線連接，線路負荷上升，會對線路及開關帶來較大壓力，因而需提前對線路及開關進行計算。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，若同段線路進行合環(huán)操作，則可采用等電位操作方法進行，可產(chǎn)生高穩(wěn)定效果。在合環(huán)點位的合環(huán)與解環(huán)操作中，應當制定相應技術操作方案[1]。

2.3 相角差與電壓差

合環(huán)操作容易確定有功、無功、電壓及電流的具體幅值，但需經(jīng)過復雜計算確定相角差，電源級別向同則主變接線相同，負荷差與相角差相近，調整電壓差以滿足合環(huán)要求，進行合環(huán)操作。合環(huán)倒切負荷技術的應用過程中，為了避免產(chǎn)生較大的電流沖擊，影響系統(tǒng)運行，應有效應對相角差問題，進行核相處理。保障合環(huán)操作的安全性，并降低技術應用難度。進行合環(huán)點核相時，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)技術與并聯(lián)處理，則會形成較大電流，導致設備損壞，因此需提前對相位及相序進行檢查，并通過核相，避免線序接錯的現(xiàn)象。

3 潮流分析

3.1 合環(huán)點位的電壓計算

合環(huán)點位所在的線路，會形成不同的阻抗與電壓差，經(jīng)過合環(huán)處理，并重新配置潮流及負荷。完成合環(huán)處理之后，合環(huán)點位的電壓差不復存在，則會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)點位的發(fā)端與終端的潮流變化較大，則是一種負面現(xiàn)象，導致電壓降較高，此時的電壓降為：

？駐umax=■

其中，q為兩條線路整體的無功；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)技術的應用，會在合環(huán)點位產(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在3～6個周期內消失。合環(huán)沖擊電流可拆分為非周期分量與周期分量，經(jīng)過合環(huán)操作，0.02s之后，實現(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?；谝陨瞎?，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。在過流保護中，可實現(xiàn)對穩(wěn)態(tài)電流的最大化加以有效應對，并采用速斷保護裝置，應對最大沖擊電流。在此基礎上，可進行合環(huán)技術應用。

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，并導致過流保護動作被觸發(fā)。線路負荷在相互連接的情況下，應當不超過一半的額定負荷，若存在額定電流低于兩側線路電流，則禁止采用合環(huán)技術。

3.3 調整相位差及電壓差

合環(huán)技術應用中，應當避免相位差與電壓差的產(chǎn)生，以避免系統(tǒng)設施損壞、合環(huán)電流增高及保護運行現(xiàn)象的產(chǎn)生。若產(chǎn)生相位差與電壓差，可通過對無功補償容量及變壓器分接頭的調整與改變加以實現(xiàn)，調整網(wǎng)絡系統(tǒng)與線路負荷，以控制環(huán)流分布，以確保合環(huán)技術可有效運行。系統(tǒng)穩(wěn)定運行的環(huán)境下，參數(shù)固定，可直接調整變壓器分接頭，實現(xiàn)合環(huán)點位兩側電壓差的降低，進而實現(xiàn)合環(huán)技術應用電流的降低。

3.4 合環(huán)操作的注意事項

實際操作之前，應當對合環(huán)電流加以確認，確保其滿足安全操作的技術標準之后，才能進行合環(huán)與解環(huán)操作。首先，需保證環(huán)網(wǎng)相位相同，才可進行合環(huán)操作；其次，若不同站線路首次進行合環(huán)操作，需首先進行潮流計算，確定其兩側電壓相角差不超過30°；其三，若進行相同變電站出線的合環(huán)操作，在其母線不同的情況下，可直接進行合環(huán)與解環(huán)操作；其四，若進行不同變電站出線的合環(huán)操作，應合攏主變壓器中性點接地開關，調整母線電壓，進而進行技術操作；最后，若對多個變電站進行合環(huán)與解環(huán)操作，應當對自動裝置及繼電保護裝置的額定狀態(tài)及運行狀態(tài)加以考量[2]。

4 結束語

10kV配電網(wǎng)采用不停電合環(huán)倒切負荷技術時，應合理創(chuàng)建合環(huán)技術運行條件，采用合理的合環(huán)運行，并對合環(huán)點位電壓進行計算，確定合環(huán)電流與沖擊電流，并調整相位差及電壓差，以確保合環(huán)操作的科學性與合理性。

參考文獻：

[1]趙飛.簡析10kV配電網(wǎng)中合環(huán)倒電技術的運用[J].山東工業(yè)技術，2016（21）：199.

[2]黃彪.10kV配電網(wǎng)中合環(huán)倒電技術的運用分析[J].中國高新技術企業(yè)，2013（15）：138-139.

[3]李旭前，石連生，呂澤陽，等.10kV配電網(wǎng)合環(huán)倒負荷研究[J]. 云南電力技術，2014，42（2）：41-44.