么魯寧

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司冠縣供電公司，山東聊城，252500）

0 引言

10kV配網(wǎng)是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，會(huì)影響整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。在對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行改造后，通常會(huì)采用開環(huán)和閉環(huán)的方式維持系統(tǒng)的運(yùn)行。但是，如果合環(huán)操作的頻率太高，就會(huì)對(duì)饋線保護(hù)產(chǎn)生不好的影響，從而使系統(tǒng)運(yùn)行的安全性受到威脅。

1 條件分析

1.1 合環(huán)條件

10kV配網(wǎng)合環(huán)操作要達(dá)到三個(gè)條件：第一，線路中每個(gè)相序要相同，大量研究結(jié)果顯示，當(dāng)線纜和新投入使用的線路中有異常情況出現(xiàn)時(shí)，且已經(jīng)達(dá)到合環(huán)的所有條件，則必須保證每個(gè)合環(huán)點(diǎn)的兩側(cè)核相都正確。核對(duì)相位有三種形式：首先，變電站，在新修的變電站中，當(dāng)電力設(shè)備投入使用后，可利用TV對(duì)相序進(jìn)行核對(duì)。變電站中的設(shè)備出現(xiàn)異常變動(dòng)的情況比較少，所以需要反復(fù)核對(duì)設(shè)備的相位和相序。其次，斷路器，開關(guān)中站的所有線路都要經(jīng)過電纜線路，斷路器 又不是處于開放狀態(tài)的，所以其不滿足一次核對(duì)相序的條件，需要在二次核對(duì)相序時(shí)，對(duì)斷路器進(jìn)行處理。最后，待合環(huán)開關(guān)，一般情況下，當(dāng)線路中出現(xiàn)異常變動(dòng)情況時(shí)，或者有相序的變動(dòng)異常時(shí)，說明設(shè)備的數(shù)目在系統(tǒng)能夠承受的范圍內(nèi)。這時(shí)，相關(guān)人員需要通過構(gòu)建模型，對(duì)線路潮流情況進(jìn)行全面的分析，對(duì)線路兩側(cè)的負(fù)荷和電壓差進(jìn)行檢查，查看其是否與相關(guān)規(guī)定相符，并檢查其與220kV電力系統(tǒng)是否存在聯(lián)系。第二，系統(tǒng)中所使用的各種電力設(shè)備，要將參數(shù)設(shè)置好，以確保所有的設(shè)備都能正常運(yùn)行，并滿足系統(tǒng)的運(yùn)行要求。第三，各電氣設(shè)備的功能正常，不能出現(xiàn)故障，否則會(huì)影響電網(wǎng)的正常供電。這三個(gè)條件是配網(wǎng)合環(huán)的理想條件，但在實(shí)際的電網(wǎng)運(yùn)行工程中，只要能將相位差控制在5°以內(nèi)，就可對(duì)線路進(jìn)行合環(huán)操作。在電網(wǎng)的建設(shè)過程中，其結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，每種結(jié)構(gòu)對(duì)電壓差和相位的要求都不同。所以，在進(jìn)行合環(huán)操作前，要先計(jì)算電流值。

1.2 合環(huán)模式

合環(huán)操作主要有三種模式：第一，10kV合環(huán)操作在類型不同的220kV電網(wǎng)系統(tǒng)，且不同類型的10kV變電站中進(jìn)行。第二，在相同類型的220kV電網(wǎng)系統(tǒng)，但不同的110kV變電站中執(zhí)行10kV合環(huán)操作。第三，在同種類型的110kV變電站中，執(zhí)行不同的10kV合環(huán)操作。不同合環(huán)操作模式下，相同時(shí)刻線路中存在的合環(huán)點(diǎn)的數(shù)量可能是1個(gè)，也可能是2個(gè)，要根據(jù)實(shí)際的情況判斷具體的數(shù)量。

1.3 操作實(shí)例

以某配電網(wǎng)中10kV甲線和10kV乙線為例，兩條10kV線路上的電源都來自于同一個(gè)220kV變電站，對(duì)不同10kV母線分段運(yùn)行的配電網(wǎng)線路進(jìn)行合環(huán)操作。第一步，將配網(wǎng)調(diào)度員或者監(jiān)管員作為調(diào)度的中心，做好合環(huán)操作前的評(píng)估工作，在評(píng)估過程中，重點(diǎn)分析線路的潮流方向、合環(huán)的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)電流等，以判斷線路是否能達(dá)到合環(huán)操作的條件。第二步，合理選擇運(yùn)行方式，并在指令票中對(duì)運(yùn)行方式的改變方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。第三步，運(yùn)行人員以指令票為依據(jù)，詳細(xì)填寫操作票，對(duì)線路進(jìn)行分部的合環(huán)操作。第四步，將每2個(gè)操作人員分成一組，1人為操作人，1人為監(jiān)護(hù)人。在操作前，對(duì)兩條線路的相序和兩端電壓差進(jìn)行檢測(cè)，確保其符合合環(huán)條件，再將600開關(guān)合上。每組人員都要到現(xiàn)場(chǎng)去熟悉操作環(huán)境，并準(zhǔn)備好操作所需的工具，確保符合操作條件后，通過電話的形式通知配網(wǎng)調(diào)度員已準(zhǔn)備就緒。最后一步，調(diào)度人員按照規(guī)定的順序，通知每組人員進(jìn)行合環(huán)操作，并對(duì)操作過程進(jìn)行監(jiān)督，確保高壓電路能成功的轉(zhuǎn)供電。

2 影響分析

2.1 合環(huán)電流與沖擊電流

合環(huán)電流和沖擊電流是在合環(huán)的過程中產(chǎn)生的，合環(huán)線路兩側(cè)的電源一般情況下都是并列運(yùn)行的，當(dāng)對(duì)10kV配網(wǎng)進(jìn)行合環(huán)操作時(shí)，線路兩端的母線之間存在壓力差，所以會(huì)產(chǎn)生環(huán)流，環(huán)流會(huì)抑制饋線保護(hù)的功能發(fā)揮。在進(jìn)行合環(huán)操作時(shí)，要將負(fù)荷開關(guān)設(shè)置成閉合狀態(tài)。在閉合負(fù)荷開關(guān)前，會(huì)產(chǎn)生較大的電壓差，在開關(guān)閉合后，合環(huán)兩側(cè)間的壓差會(huì)快速的變化，而負(fù)荷開關(guān)兩端的電壓則基本相同，不存在相角差，所以會(huì)引起暫時(shí)性的停歇，沖擊性電流就是在這時(shí)產(chǎn)生的。沖擊電流最大的特點(diǎn)是具有沖擊性，會(huì)影響線路的各節(jié)點(diǎn)和角度，使電勢(shì)和角度等出現(xiàn)變化，從而使電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到影響。所以，當(dāng)對(duì)10kV配網(wǎng)進(jìn)行合作操作時(shí)，要盡可能的避免產(chǎn)生這兩種電流，以免影響?zhàn)伨€保護(hù)功能，使電網(wǎng)的正常運(yùn)行受到影響。

2.2 潮汐電流和短路電流

在執(zhí)行合環(huán)操作時(shí)，如果系統(tǒng)中出現(xiàn)故障問題，則會(huì)導(dǎo)致合環(huán)線路失去平衡，并使配網(wǎng)系統(tǒng)崩潰，最終無法正常供電。比如，當(dāng)上一個(gè)等級(jí)的配電網(wǎng)系統(tǒng)中，有部分線路存在短路情況時(shí)，就中斷電力供應(yīng)，致使聯(lián)絡(luò)開關(guān)出現(xiàn)強(qiáng)大的潮汐電流。如果配網(wǎng)系統(tǒng)中的某條線路，或某個(gè)設(shè)備所承受的荷載超過其承受范圍時(shí)，就會(huì)引起跳閘，威脅電力系統(tǒng)的安全性，導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)無法穩(wěn)定的運(yùn)行。在合環(huán)操作過程中，會(huì)對(duì)配網(wǎng)系統(tǒng)中的電流阻力產(chǎn)生影響，從而產(chǎn)生短路電流。電路電流會(huì)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生破壞，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性。并且，短路電流越大，其破壞力越強(qiáng)，在短路電流達(dá)到一定的值以后，就會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。比如，短路電流可能會(huì)引起繼電保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)，使系統(tǒng)出現(xiàn)故障。如果系統(tǒng)中的母線出現(xiàn)范圍比較廣的短路，且該范圍內(nèi)出線比較集中，則會(huì)阻礙饋線保護(hù)功能的發(fā)揮，威脅整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)的安全性，給用戶和供電企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失。

2.3 合環(huán)后解環(huán)對(duì)饋線保護(hù)的影響

在對(duì)合環(huán)后的配網(wǎng)進(jìn)行解環(huán)操作時(shí)，會(huì)擴(kuò)大線路的距離，增加饋線上的負(fù)荷，從而出現(xiàn)超負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作。在進(jìn)行合環(huán)操作后，可能引起電流負(fù)荷出現(xiàn)偏移性的流動(dòng)。比如，電流負(fù)荷流到A變電站后，就說明B變電站的10kV饋線解環(huán)，將會(huì)引起B(yǎng)變電站故障。而在完成合環(huán)操作后，所有的電流負(fù)荷都會(huì)流向B變電站，這時(shí)的A變電站饋線就會(huì)解環(huán)，說明A變電站即將出現(xiàn)故障，由B變電站提供故障電流。在合環(huán)以后再解環(huán)，如果兩個(gè)變電站的饋線都發(fā)生故障，利用電流測(cè)量?jī)x對(duì)兩個(gè)站點(diǎn)的電流進(jìn)行測(cè)試，所測(cè)得值會(huì)低于正常運(yùn)行下的電流值，說明饋線保護(hù)靈敏度不高，其保護(hù)功能無法有效的發(fā)揮出來，其靈敏度系數(shù)＞1.5。當(dāng)?shù)刃щ妱?shì)的參數(shù)已經(jīng)明確時(shí)，要控制好系統(tǒng)和饋線的阻抗參數(shù)，并用這些參數(shù)對(duì)饋線保護(hù)的靈敏度和穩(wěn)定性進(jìn)行校驗(yàn)。根據(jù)特定范圍內(nèi)的阻抗數(shù)據(jù)，可以知道故障的程度會(huì)受阻抗的影響，兩者之間的關(guān)系為負(fù)相關(guān)。也就是說，當(dāng)故障比較大時(shí)，阻抗比較?。划?dāng)故障比較小時(shí)，阻抗會(huì)比較大。通常情況下，當(dāng)110kV主變電站的阻抗處于大小方式下時(shí)，阻抗低于0.4Ω，其對(duì)應(yīng)的220kV主變電站系統(tǒng)的等效通常不會(huì)超過0.5Ω。

3 結(jié)束語

根據(jù)電力工程的具體情況可知，10kV配網(wǎng)合環(huán)操作需要具備三個(gè)條件，分別為各線路要有同樣的相序、正確設(shè)置電力設(shè)備的參數(shù)、所有設(shè)備都完好無損。在合作操作過程中，可能產(chǎn)生合環(huán)電流、沖擊電流、潮汐電流和短路電流等多種情況，從而對(duì)饋線保護(hù)產(chǎn)生影響。所以，在合環(huán)后解環(huán)也會(huì)對(duì)饋線保護(hù)產(chǎn)生影響，阻礙其功能的發(fā)揮，需要采取合適的措施才能避免影響電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

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