電網(wǎng)的合解環(huán)操作注意事項(xiàng)

陳博妍

摘要：電網(wǎng)合解環(huán)操作是調(diào)度崗位的日常操作業(yè)務(wù)之一。無論是哪個(gè)電壓等級(jí)，哪種類型的解、并列操作，都會(huì)給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來一定的影響。本文就電網(wǎng)合、解環(huán)的過程及操作要求進(jìn)行了簡要分析，闡述了操作的條件、要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，分析了220kV變電站合、解環(huán)操作的典型案例。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng);合環(huán);解環(huán);解列;并列

1.電網(wǎng)合解環(huán)簡介

1.1名詞定義

電網(wǎng)合環(huán)指將線路、變壓器或斷路器串構(gòu)成的環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)為閉合運(yùn)行的操作。電網(wǎng)解環(huán)指將線路、變壓器或斷路器串構(gòu)成的環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)為開斷運(yùn)行的操作。

1.2和解環(huán)的重要意義

環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)指同一電壓等級(jí)運(yùn)行的線路直接連接而構(gòu)成的環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)今的電力網(wǎng)絡(luò)一般都是閉環(huán)結(jié)構(gòu)，開環(huán)運(yùn)行。電磁環(huán)網(wǎng)是指不同電壓等級(jí)運(yùn)行的線路，通過變壓器電磁回路的連接而構(gòu)成的環(huán)路。

雖然電磁環(huán)網(wǎng)的弊端較多，包括易造成系統(tǒng)熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定破壞，也不利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，更需要裝設(shè)高壓線路因故障停運(yùn)后連鎖切機(jī)、切負(fù)荷等安全自動(dòng)裝置。但是電磁環(huán)的必要性仍不容質(zhì)疑：一般情況下，往往在高一級(jí)電壓線路投入運(yùn)行初期，由于高一級(jí)電壓網(wǎng)絡(luò)尚未形成或網(wǎng)絡(luò)尚不堅(jiān)強(qiáng)，需要保證輸電能力或保重要負(fù)荷而又不得不電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行。

但值得注意的是，在電力系統(tǒng)中，若對(duì)相位或相序不同的電源進(jìn)行并列或合環(huán)，將產(chǎn)生很大的沖擊電流，造成發(fā)電機(jī)或電氣設(shè)備的損壞。因此操作前，不但要核對(duì)一次相序和相位正確，還要求核對(duì)二次相序和相位正確，防止發(fā)生非同期并列。

1.3和解環(huán)的操作條件

1.3.1合環(huán)操作的條件

（1）相序相位一致。合環(huán)前應(yīng)核對(duì)合環(huán)點(diǎn)兩側(cè)相序相位一致，特別是首次合環(huán)或檢修后可能引起相位變化的。

（2）電壓差不超過規(guī)定值， 220KV及以下不超過額定電壓的20%、500KV不超過額定電壓的15%;

（3）相角差符合規(guī)定值，220KV及以下不超過25%、500KV不超過20%;

（4）如屬于電磁環(huán)網(wǎng)，則環(huán)網(wǎng)內(nèi)的變壓器接線組別之差需為零;特殊情況下，經(jīng)計(jì)算校驗(yàn)繼電保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)作及有關(guān)環(huán)路設(shè)備不過載，允許變壓器接線差30°進(jìn)行合環(huán)操作;

（5）合、解環(huán)后電流、電壓不超過規(guī)定值，環(huán)網(wǎng)內(nèi)各元件不致過載;

（6）繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置應(yīng)調(diào)整至適應(yīng)環(huán)網(wǎng)運(yùn)行方式;

1.3.2合環(huán)操作的注意事項(xiàng)

調(diào)度員應(yīng)在合環(huán)操作前，應(yīng)運(yùn)用調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的潮流模擬系統(tǒng)（PAS軟件）對(duì)操作任務(wù)的正確性進(jìn)行審核和驗(yàn)證，即進(jìn)行模擬操作，以便提前發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生的異常變化，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整并做好相應(yīng)的預(yù)案及對(duì)策。

（1）合環(huán)操作時(shí)必須確保合環(huán)設(shè)備兩側(cè)的相位、相位一致;

（2）必須確保合環(huán)時(shí)、解環(huán)后的潮流不超過穩(wěn)定極限、設(shè)備不過負(fù)荷、電壓在正常范圍內(nèi)，不引起繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置誤動(dòng);

（3）環(huán)狀系統(tǒng)合環(huán)點(diǎn)設(shè)有同期裝置時(shí)，應(yīng)啟動(dòng)同期裝置進(jìn)行合環(huán);

（4）合環(huán)時(shí)電壓差應(yīng)滿足規(guī)定值：500kV一般不應(yīng)超過額定電壓10%，220kV不應(yīng)超過額定電壓20%;

（5）500kV系統(tǒng)合環(huán)一般應(yīng)檢同期合環(huán)，有困難時(shí)應(yīng)啟用合環(huán)開關(guān)的同期裝置檢查相角差，合環(huán)時(shí)相角差500kV一般不應(yīng)超過20°，220kV一般不應(yīng)超過25°;

（6）導(dǎo)致的主變中性點(diǎn)改變、相關(guān)保護(hù)變更時(shí)，應(yīng)按相關(guān)規(guī)定對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行方式、繼保定值進(jìn)行修改。

1.3.3解環(huán)操作的注意事項(xiàng)

（1）解環(huán)前，應(yīng)檢查調(diào)整解環(huán)點(diǎn)的潮流，使解環(huán)后各元件的潮流變化不超過系統(tǒng)穩(wěn)定，繼電保護(hù)、設(shè)備容量的限額，各結(jié)點(diǎn)電壓的變化不超出規(guī)定范圍。

（2）系統(tǒng)及環(huán)路內(nèi)各元件的繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置、主變中性點(diǎn)接地方式與解環(huán)運(yùn)行方式相適應(yīng)。

（3）用母聯(lián)開關(guān)解環(huán)時(shí)，須注意解環(huán)后保護(hù)電壓應(yīng)取自本母線PT。

（4）導(dǎo)致的主變中性點(diǎn)改變、相關(guān)保護(hù)變更時(shí)，應(yīng)按相關(guān)規(guī)定對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行方式、繼保定值進(jìn)行修改。

2.220kV變電站合、解環(huán)操作的典型案例

由于夏季用電高峰負(fù)荷較重，調(diào)度部門時(shí)常需要對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行方式做出調(diào)整，以下為220kV A站某次10kV環(huán)網(wǎng)合解環(huán)過程，因10kV 516線負(fù)荷加重設(shè)備面臨過載風(fēng)險(xiǎn)，故需要進(jìn)行合環(huán)轉(zhuǎn)供電。

合環(huán)前電網(wǎng)運(yùn)行方式：A站#1主變掛220kVⅠ段母線運(yùn)行，220kVⅠ母由220kV AC線供電;#2主變掛220kVⅡ段母線運(yùn)行，220kVⅡ母由220kV AB線供電;220kVⅠ、Ⅱ段母線分列運(yùn)行;10kVⅠ段母線由#1主變供電，10kVⅡA、ⅡB段母線由#2主變供電，10kVⅠ、Ⅱ段母線分列運(yùn)行。其中，重載的線路10kV516線位于10kVⅠ段母線，與接于10kVⅡ母的528線成環(huán)網(wǎng)，開環(huán)點(diǎn)在10kV528線528開關(guān)，要求部分負(fù)荷轉(zhuǎn)由10kV528線供電，電網(wǎng)接線情況如圖所示：

合、解環(huán)操作：操作前調(diào)度員檢查10kVⅠ段母線電壓10.3 kV，ⅡA段母線電壓10.4kV，符合規(guī)定偏差值范圍;查看10kV516線電流值358.2A，10kV528線電流值0A;與配電運(yùn)行人員核實(shí)10kV516線與528線相序一致，相位相同;與繼保人員確認(rèn)繼保方式和自動(dòng)裝置無需改變。值得注意的是，雖然看似是同一個(gè)220kV變電站的線路合環(huán)操作，但10kVⅠ段、ⅡA段母線分別由#1、#2主變供電，而#1、#2主變實(shí)際上分別由220kVC站和220kVB站供電，屬于不同220kV電源，需經(jīng)調(diào)度自動(dòng)化端的潮流模擬系統(tǒng)（以下簡稱PAS）進(jìn)行計(jì)算。

經(jīng)PAS計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)合上10kV528線528開關(guān)后，潮流變化明顯，尤其是220kVAB線有功值和電流值急劇上升，合環(huán)時(shí)有功值達(dá)到198.6MW，電流值為524.9A，已超過AB線規(guī)定限流值，會(huì)造成線路和設(shè)備過載。經(jīng)研究分析后發(fā)現(xiàn)，可能導(dǎo)致潮流急劇變化原因：

（1）A站經(jīng)500kVD站主變形成高低壓電磁環(huán)網(wǎng)，又恰逢A站主變帶重負(fù)荷，合環(huán)會(huì)導(dǎo)致潮流急劇變化;

（2）2、220kVAB線為純電纜線路，等值阻抗較低會(huì)承受比較大的功率，合環(huán)造成大量潮流流向#2主變高壓側(cè)，引發(fā)設(shè)備過載;3、合環(huán)時(shí)間點(diǎn)已處于516線負(fù)荷上升期，用戶負(fù)荷控制不足，導(dǎo)致合環(huán)時(shí)潮流變化加劇。

分析出原因后，當(dāng)值調(diào)度員決定采取以下解決措施：

（1）延后操作時(shí)間，等電網(wǎng)處于負(fù)荷低谷時(shí)再進(jìn)行合環(huán);

（2）操作前臨時(shí)改變運(yùn)行方式，合上A站10kVⅠ、Ⅱ段母線聯(lián)絡(luò)500開關(guān)，消除電磁環(huán)網(wǎng)的影響;

（3）盡量縮短合環(huán)時(shí)間，對(duì)站內(nèi)開關(guān)使用操作時(shí)間較短的遠(yuǎn)動(dòng)遙控操作。

實(shí)施臨時(shí)措施后，再經(jīng)過PAS計(jì)算，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)能滿足合環(huán)操作條件。調(diào)度員在當(dāng)日的負(fù)荷低谷時(shí)執(zhí)行操作，合上10kV528線528開關(guān)，合環(huán)時(shí)AB線、AC線及相關(guān)線路的潮流穩(wěn)定，電流、電壓值在正常范圍內(nèi)，設(shè)備無過載現(xiàn)象;之后操作斷開聯(lián)絡(luò)603開關(guān)解環(huán)，解環(huán)后AB線、AC線及相關(guān)線路的潮流穩(wěn)定，電流、電壓值沒有超過限值;516線電流穩(wěn)定在189A左右，解除過載風(fēng)險(xiǎn)。最后，調(diào)度員下令斷開母聯(lián)500開關(guān)，恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行方式，至此，合、解環(huán)操作結(jié)束。

結(jié)束語：

總而言之，電網(wǎng)和解環(huán)操作直接關(guān)乎著電力系統(tǒng)的是否能正常運(yùn)行及檢修，調(diào)度員應(yīng)該不斷加大這方面的研究力度，從而更好地保證整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 李堅(jiān). 電網(wǎng)運(yùn)行及調(diào)度技術(shù)問答（第二版）.北京：中國電力出版社，2013