摘要：现阶段，配电网多采用两端供电网络，这一电网结构能够提高供电的可靠性，当进行电网检修或负荷过重、故障停电时，可进行合环操作选择合适供电路径转移负荷，不仅保障了供电的连续性，还有利于减少网损、提高电压质量。但两端供电结构的网络参数复杂、潮流变化复杂，进行合环操作时可能导致较大环流，当环流过大时，与继电保护整定不配合则将引起保护动作跳闸，不利于电网的安全稳定运行。基于此，本文以配网合环环流现象为切入点，进一步分析10kV配网合环产生环流的影响因素及有效防控举措。
关键词：10kV配网；合环操作；环流问题；影响因素；防控措施
当前，大多数配电网都转变为双电源供电模式，即两端供电网络。这一模式在配电网系统中的应用，可以实现配电网不停电倒换负荷，大大提高了供电可靠性。但进行合环操作时，因存在电压差、系统阻抗等，会产生环流，环流较大则会导致保护动作开关跳闸，不利于电网系统的安全稳定运行。针对环流的成因进行有效的防控是提高配电网安全性、稳定性的重要举措。
一、配网合环操作产生环流的现象分析
配电网合环操作时，受到电压差、系统阻抗的影响，合环位置两端的电压差或短路阻抗存在不一致，会产生环流。当环流过大，则会导致继电保护装置出现动作，出现保护动作开关跳闸，影响电网运行的安全性与稳定性。为了完成配电网合环操作，就需要保证不得有过强环流的出现，避免过强环流与继电保护整定不配合所致的保护动作跳闸。进行配电网合环操作时原则上需要遵循以下几点：合环母线电压在相位方面需确保一致性、合环点两侧电压数字需确保相同、合环位置综合阻抗与两个变电站综合阻抗需保持一定值范围内、合环位置两端功率与负荷应避免相差过大、合环两端总负荷应小于两端开关额定负荷。但由于进行理论分析时，过于偏向理想状态，实际相位差需考虑实际条件。因电网结构存在一定的差异，合环操作时部分电网允许存在相位差，电压差保持在10%内即可。进行合环操作时还会受到瞬间冲击电流、合环稳态电流的影响，因此需要针对合环操作产生环流的影响因素，有效防控环流的产生，保障电网系统的安全稳定运行。
二、10kV配网合环操作产生环流的成因
配电网双相供电是提高电网运行可靠性和电压质量的有效措施，配电网合环操作是一种经常性的操作，进行合环操作时产生的环流仅凭操作人员的经验判断无法有效解决。一旦出现过强环流，则对配网安全运行极为不利。配电网合环操作时的电流是稳态电流和暂态电流的叠加。合环电流对配电网存在的一定的不利影响，特别是过流保护存在潜在危险。进行配电网合环操作时只要两侧存在运行电压差，则必然会产生环流。环流包括稳态电流和暂态电流两个部分。稳态电流、暂态电流与电压差的大小成正比。在遇到雷击、短路或故障时，故障电流穿过联络开关，导致过流保护动作，会导致大面积停电事故。除了电压差以外，变电站不同10kV的短路阻抗如有所差异，即便两侧不存在运行电压差，母线合环也有可能导致过大环流的产生，这也是导致合环操作失败的主要因素之一，但却容易被基层维护人员所忽视。配电网合环操作时，两端10kV母线实际负荷值如果过大，则会导致联络开关上流通环流。即便合环操作时开关两端母线电压值相等、系统短路阻抗差距较小时，如两端母线携带的负荷值差异较大，也会导致过强环流的出现。
三、10kV配网合环操作产生环流的防控
1、10kV配网合环环流的防控措施
通过以上分析可知，合环点两侧电压差、两侧短路阻抗不同、两端母线携带负荷值差异可导致合环操作后出现环流，环流较大则可能引发继电器动作开关跳闸。为了保障10kV配电网合环操作的顺利进行，在进行合环时应采取有效措施避免过强环流的产生。合环时首先要保证合环线路相序、相位一致，新出线路、线路检修后都确保在合环点相序相位。其次在合环前严格检查合环点两侧电压值，通过调节变压器分接头位置、投退电容器等将其调整于合理范围值内。第三，通过改变运行方式使两侧变电站10kV母线系统短路阻抗差值减小。第四，合环两侧负荷之和需与开关额定载流规定相符合，否则即便条件满足也不能互相替代。第五，理论计算中环流较大一侧线路进行退出重合闸处理。第六，合环电流较大的线路进行合环操作时需由专业操作人员进行现场操作。第七，主变并列运行的变电站，合环操作时可采取主变分列以增加系统等值阻抗。第八，于出线断路器处串联电抗器，增加短路阻抗，限制合环操作时产生的冲击电流，投入限流电抗器后再实施合环操作有利于维持配网系统的稳定运行。
选择负荷较小或两个变电所母线负荷差额较小时进行合环操作，可避免过强环流的产生，如果母线负荷差额过大，则负荷较小的变电站可采取1台主变带全负荷，这样一来，有效减小两侧的负荷差额。值得注意的是，在进行合环操作时，因合环电流、冲击电流的存在，因电流过大会使继电保护装置出现动作跳闸。如此一来，即便任何保护工作要求均未满足，也会发生过载问题，影响电网和电气设备安全，并无法继续进行合环操作。故合环操作成功率并非唯一检验标准，必要情况下，需要对保护进行调整，退出线路重合闸保护、退出线路后加速保护等，确保合环操作时继电保护装置躲过较大环流。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆还可以提高继电保护装置定值，这样就不会再出现继电保护动作，威胁配电网系统和电气设备。
2、10kV配网合环操作时的注意事项
伴随电力网络改造的持续进行，电网系统中很多变电所均实现了“手拉手”。如相位正确，进行配电网合环操作对于确保用户供电可靠性、提高输电能力具有非常重要的意义。10kV配网合环操作产生环流的影响因素众多，针对上述影响因素进行有效防控，对于保证合环安全尤为重要。在进行10kV配网合环操作时还有一些注意事项值得相关工作人员，尤其是基层维护人员注意。10kV配网合环操作时为防止过强环流导致线路开关跳开后再次重合，因无法确定合环两侧功角的大小、合环潮流方向等因素，故应在合环操作前将10kV配网线路两侧重合闸停用。当相交差大于3℃时，合环操作导致电流增加明显，故进行合环操作前应对未定相的联络开关进行定相，保障合环线路相序的一致。10kV配网合环操作时产生电磁环网，对于配网系统安全稳定与电气设备会产生不利影响，故进行合环操作时应严格控制时间，确保在较短时间内结束合环操作，一般以＜5min为宜。10kV配网合环操作前如果两侧存在较大电压差，则会导致过强暂态合环潮流，故进行合环操作的两个变电所10kV母线合环前电压差应不宜过大，以＜0.3kV为宜。10kV配网合环操作前应对合环潮流进行理论计算，分析合环点电压差、相交差、系统等值阻抗等，对计算结果进行复核，避免合环线路过载。10kV配网合环操作需确保两个变电所上一级供电电源为同一110kV母线，如未能满足上级供电电源为同一110kV母线，则进行合环操作时会形成过强电磁环网，破坏配电系统热、动稳定，一旦出现高压线路跳闸问题，可能造成线路过电流跳闸，给电网系统稳定性带来不利影响。利用潮流计算能够证明如合环点两端母线电压幅值一定，减小母线电压相位差则合环点两端电压差、流通合环电流也会显著减小，故两端母线携带负荷差异较小时，切除配网中携带的负荷，可减少系统环流及环流对配网的冲击。因此，选择用电低谷进行合环操作，通过改变运行方式、减轻环网负荷，能够更好保障供电稳定性，实现不间断供电。
结束语
现阶段配电网对供电稳定性、电能质量的要求不断提高，电力系统内部需要引入更为科学、高效的运行方式。因多数10kV配电网均采用“开环运行、闭环设计”的供电方式，合环操作是维护电网安全稳定运行的必要操作。当出现突发事件、负荷过重、停电检查等情况时，通过合环操作、解环操作，可以实现负荷不停电转移，提高用户供电可靠性。但合环操作带来的环流会影响配电网的正常运行，可能对电气设备及整个电力网络带来不利影响。10kV配电网合环操作时产生环流与两侧电压差、系统短路阻抗及潮流等因素联系密切，故合环操作时需遵循电力系统调度规程，确保两侧电压差、两侧母线至合环点的综合阻抗在一定值的范围之内，采取环流预防措施开展配电网不停电倒负荷工作，确保电网系统的可靠性、安全性与稳定性。
参考文献
[1] 温建春,孙忠良,李刚. 典型配电网合环潮流分析及控制对策[J].山东电力技术. 2012(05).
[2] 李庆彪,贾秉健,李志博. 配电网合环潮流的分析与控制措施[J].中国电业(技术版). 2013(06).
[3] 孙昕杰. 10kV配电网合环操作及潮流分析[J].科技风. 2014(23).
[4] 王威,何宇,王波,张志雄,蔡振华,边麟龙. 一种多线路并发合环潮流计算方法[J].能源工程. 2018(01).
[5] 翟溪,王耀龙. 配电网合环操作与继电保护的配合研究[J].山东工业技术. 2017(01).
[6] 魏天伟,俞晓峰. 城市10 kV配网不停电合环操作的研究与应用[J].机电信息. 2018(24).
[7] 裴星宇,梁飞强,翁奕珊,彭显刚,王星华. 10 kV配电网在线合环辅助决策系统的设计与实现[J].广东电力. 2016(01).
[8] 阳义军. 三相电流平衡装置在不平衡电流治理中的应用[J].农村电工. 2015(02)
[1] A new approach for substation expansion planning. Sepasian, Mohammad Sadegh,Seifi, Hossein,Akbari Foroud, Asghar,Hosseini, Seyyed Hadi,Kabir, Esmaeil Mohseni. IEEE Transactions on Power Systems . 2006.
[10] 金恩淑,扈佃爱,陈亚潇,江坤,李超. 变压器分接头调整引起的不平衡电流自适应补偿算法[J].变压器. 2015(08).
论文作者:翁彩媛
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
标签：环流论文; 操作论文; 母线论文; 电压论文; 电流论文; 负荷论文; 配电网论文; 《电力设备》2019年第7期论文;