羅會慶 張努努 李揚帆

（四川省德陽供電公司，四川 德陽 618000）

手拉手10kV配網(wǎng)合環(huán)操作的效驗計算

羅會慶 張努努 李揚帆

（四川省德陽供電公司，四川 德陽 618000）

在城市配網(wǎng)手拉手的基礎(chǔ)上，提出一種簡單實用的計算方法，用于判斷線路間是否能夠合環(huán)，具有可操作性。同時，以綿陽供電公司的10kV普環(huán)三線和10kV雙橋線進行實例分析計算，來驗證該方法的可行性。

城市配網(wǎng)；手拉手結(jié)構(gòu)；合環(huán)操作；供電可靠性

1 研究背景

當今社會，伴隨著科技的高速發(fā)展、人類文化生活水平的持續(xù)提升，電力企業(yè)作為經(jīng)濟建設(shè)的支持、服務者，起著至關(guān)重要且不可替代的核心作用。并且，由于部分行業(yè)、產(chǎn)品對電力質(zhì)量的可靠性要求逐漸提高，對于各類停電甚至是短時停電，無論是否為供電企業(yè)自身原因，都相當敏感。造成停電的原因渠道很多，在10kV及以下配電網(wǎng)中，計劃檢修、新增用戶接入電網(wǎng)、臨時缺陷處理、故障處理等，皆有可能因造成電網(wǎng)新增用戶的接入配網(wǎng)缺陷處理、事故處理以及上級電網(wǎng)檢修需要等而造成配網(wǎng)停電。而電網(wǎng)如果停電，將不可避免地對部分企業(yè)正常生產(chǎn)造成影響，對群眾正常生活帶來諸多不便，也會造成電力企業(yè)自身售電量減少。大量的停電造成社會各方面影響的同時，對電力企業(yè)堅強電網(wǎng)的社會形象也造成了負面影響。

為全面貫徹國家電網(wǎng)公司“一強三優(yōu)”現(xiàn)代公司理念，為客戶提供“優(yōu)質(zhì)、方便、規(guī)范、真誠”電力服務，減少停電時間、頻率以及停電影響的面積戶數(shù)，提高供電可靠性，增加售電最大利潤化。對于建設(shè)堅強電網(wǎng)，一是要著力于不斷優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，而是要不斷提升電網(wǎng)運行操作應用技術(shù)［1］。

目前，部分城市配網(wǎng)基本實現(xiàn)了手拉手結(jié)構(gòu)，能夠在不同的線路分支之間靈活切換，實現(xiàn)互供互送，同時給合環(huán)操作提供了有利的網(wǎng)絡基礎(chǔ)。而線路間在什么情況下可以進行合環(huán)操作，怎樣計算判斷?；诖耍疚奶岢隽艘环N計算判斷方法作為合環(huán)操作的依據(jù)，該方法簡單實用，不需要進行復雜的潮流計算。

2 合環(huán)操作的相關(guān)規(guī)定

城市配網(wǎng)手拉手結(jié)構(gòu)為線路間的互供互送，線路間的合環(huán)操作提供有利的網(wǎng)絡條件，使城市配網(wǎng)的供電可靠性得到了提高，合環(huán)操作的實現(xiàn)進一步提高了供電可靠性，能夠真正實現(xiàn)不停電。下面給出合環(huán)操作的相關(guān)規(guī)定。依據(jù)相關(guān)標準，總結(jié)了并列和合環(huán)運行的技術(shù)條件，并列（合環(huán)）需要考慮和計算的問題。

根據(jù)《四川電網(wǎng)調(diào)度管理規(guī)定》并列運行的技術(shù)條件如下：①并列電源的相序、相位必須相等；②頻率相差在0.3HZ內(nèi)，如果發(fā)電機直接并列供電，頻率相差在0.1HZ內(nèi)；③電網(wǎng)與電網(wǎng)合，合環(huán)點電壓偏差在5%以內(nèi)，如果發(fā)電機直接并列于電網(wǎng)供電，合環(huán)點電壓偏差要求在1%內(nèi)，如果并列點是通過長聯(lián)絡線與電網(wǎng)并列，并列點兩側(cè)電壓偏差要求在10%內(nèi)。

合環(huán)運行的技術(shù)條件如下：合環(huán)操作必須保證相位相同，合環(huán)前的兩電源應確保系統(tǒng)屬于同期運行，且合環(huán)后必須保證各環(huán)節(jié)潮流值的變化幅度不超過設(shè)備容量、系統(tǒng)穩(wěn)定及繼電保護等幾個方面的限額。合環(huán)瞬間的電壓偏差，一般允許在30%以內(nèi)，負荷相角差不超過30?，操作前有條件的情況應盡量啟用合環(huán)開關(guān)的同期裝置，檢查負荷相角差及電壓差。

本文考慮的是線路間的合環(huán)操作，因此計算時只需考慮合環(huán)運行的技術(shù)條件。

3 合環(huán)操作的實用計算

3.1 合環(huán)點電壓的計算

合環(huán)時的電壓差一般允許在30%以內(nèi)。考慮控制主變檔位和110kV母線電壓，采用如下計算公式：

式（1）中，Δσ%為兩條合環(huán)線路的電壓差；UK1為兩條合環(huán)線路主變1檔位在對應的計算電壓；UK2為兩條合環(huán)線路主變2檔位在對應的計算電壓。

3.2 合環(huán)點相角差的計算

負荷相角差一般不超過30°，有條件時應采用同期裝置進行操作。一般考慮主變聯(lián)結(jié)組別相同的情況下，忽略制造工藝造成的誤差，考慮到負荷功率因數(shù)的差異，計算公式：

式（2）中，Δδ為合環(huán)點的相角差；φ1為兩條合環(huán)線路合環(huán)前補償后的最大功率因數(shù)；φ2為兩條合環(huán)線路合環(huán)前補償后的最小功率因數(shù)。

3.3 合環(huán)后穩(wěn)態(tài)潮流的計算與分析

3.3.1 解環(huán)操作前對解環(huán)點的有（無）功、潮流進行檢查。合、解環(huán)會導致負荷有無功及潮流的重新分配，而最惡劣的情況就是解環(huán)點在線路的始末端，導致負荷全部轉(zhuǎn)移，因此需要通過計算確保解環(huán)后系統(tǒng)各部分電壓在規(guī)定范圍內(nèi)。因此，這里只分析解環(huán)點造成潮流變化最大的情況，此時最大可能電壓降（我國規(guī)定10kV及以下電壓供電的負荷正常情況下電壓偏差在±7%內(nèi)）：

式（3）中，P為兩條合環(huán)線路的總有功功率；Q為兩條合環(huán)線路的總無功功率；R為兩條合環(huán)線路的總電阻；X為兩條合環(huán)線路的總電抗；UN為線路額定電壓。

3.3.2 最大合環(huán)沖擊電流值與開關(guān)速斷保護。合環(huán)瞬間，系統(tǒng)將因合環(huán)點的電壓偏差值而產(chǎn)生瞬間合環(huán)沖擊電流。按照《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》文本中的科學定義，該合環(huán)沖擊電流只存在于暫態(tài)過程，時間不大于2～5個周波，即非周期分量大部分在不到0.1s的時間內(nèi)將衰減至零。合環(huán)沖擊電流由周期分量（穩(wěn)態(tài)電流）和非周期分量（直流分量）構(gòu)成，其最大瞬時值將在合環(huán)發(fā)生經(jīng)過半個周期后（約0.01s）出現(xiàn)，計算最大沖擊電流值公式為：

式（4）中：IM為最大沖擊電流；Km為沖擊系數(shù)，實際取值范圍為1.8～1.9；Im為合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流；Zm為合環(huán)線路環(huán)路阻抗有名值，如圖1所示。

圖1 線路環(huán)路阻抗示意圖

由此，只要速斷保護能夠躲過最大合環(huán)沖擊電流的影響，過流保護能夠躲過合環(huán)后的穩(wěn)態(tài)電流的影響，即可滿足條件。具體來看，合環(huán)時合環(huán)點必然存在電壓差，該電壓偏差在合環(huán)后，隨著暫態(tài)過程的結(jié)束而逐步衰減。合環(huán)電流由初始電壓較高的一端流向電壓較低的一端，直到平衡點。因此，合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流與合環(huán)點前后電壓幅值差近似呈正比，合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流與環(huán)網(wǎng)總阻抗近似呈反比。

3.3.3 合環(huán)時保護的靈敏度校驗。合環(huán)時保護靈敏度的校驗可由公式：計算得到，只要K＞1.3，就滿足靈敏度要求；式中I(2)dmin為最小方式下的短路電流，I為開關(guān)過流保護一次折算電流。

3.3.4 對設(shè)備容量限額的影響。合、解環(huán)會導致負荷有無功及潮流的重新分配，而最惡劣的情況就是解環(huán)點在線路的始末端，導致負荷全部轉(zhuǎn)移，在這種情況下，判斷負荷容量是否超過了變電站主變和開關(guān)以及相應線路的開關(guān)設(shè)備等的容量限額。

4 結(jié)論

本文依照合環(huán)運行的相關(guān)數(shù)據(jù)要求，提出理論計算和判斷可否合環(huán)的方法，以此來判斷環(huán)網(wǎng)線路間是否進行合、解環(huán)操作，該計算方法相對潮流計算較為簡單、實用。同時，通過不同的計算條件公式來論證方法的有效性，提供理論判斷依據(jù)供地方城市配網(wǎng)進行合環(huán)操作計算評價參考。

［1］葉清華，唐國慶，王磊，等.配電網(wǎng)合環(huán)操作環(huán)流分析系統(tǒng)的開發(fā)和應用［J］.電力系統(tǒng)自動化，2002（22）：66-69.

Check Calculation of Closed Loop Operation of Distribution Network 10kV Hand-in-hand

Luo Huiqing Zhang Nunu Li Yangfan
（Deyang Sichuan Power Supply Company，Deyang Sichuan 618000）

A simple and practical calculation method was put forward on the basis of hand-in-hand structure of the city distributing network,which can be used to judge whether the circuit can be closed or not,it has maneuverability. At the same time,10kV Puhuansan Line and 10kV Shuangqiao line of Mianyang Power Supply Company was used to verify the feasibility of this approach.

distributing network；hand-in-hand structure；closed loop operation；supply reliability

TM73

A

1003-5168(2016)09-0137-02

2016-08-20

羅會慶（1979-），男，大專，助理工程師，研究方向:配網(wǎng)運行及維護。