配网合环电流计算流程

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10kV配电网不停电合环倒切负荷技术

作者：黄一

来源：《科学与财富》2018年第19期

摘 要：本文围绕合环倒切负荷技术的运行条件、运行工作流程、潮流分析及操作原则进行阐述，提出通过合环线路最大总负荷电流的计算结果来对线路的过流保护定值进行验算，并指出合环线路的相角差、电压差等对其的安全影响，以供参考。

关键词：不停电；减少停电；合环倒切负荷技术

一、合环运行条件

通过开、闭设备将不同的供电线路按特定规律将其连成闭合回路称为环网。环网可以使环路中的负荷实现不停电转移，通常情况下以110kV以下进行环网。在对环网进行解环合环操作中，在符合线路和变压器本身操作要求基础上，应对操作中每个环节的潮流分部进行预测，同时将操作控制在允许范围内。配电网在实现“手拉手”功能时，须满足以下合环操作条件：（1）环网在检修或是首次合环后，相位有几率发生变化，因此必须保障合环点双侧的相位一致；（2）在电磁环网环境下，环网内变压器接线组别差必须为零；（3）确保合环操作不会引起环网元件过载情况；（4）将合环两侧电压偏差调制最小，不得超过10%；各母线电压要控制在规定值之内；（5）要选择环网运行方式相匹配的继电保护、安全自动装置；（6）须将频率相差控制在0.1Hz以内。

2.合环运行工作

（1）系统简图

将系统简图画出，对电源电压、主变等参数进行整理、收集工作，以对相序相位核分析打下良好基础。另外需注意，早期相角差为30°的主变供电，需要作为特殊方式对其进行说明，采取有角差变压器的线路须进行停电倒电。

（2）合环点选择

为提高处理事故的效率，须在每条线路主干上安装分段开关，第一台开关安装在在各变电站出口10kV线路无负荷位置。按区域设置，确保合环点开关安装在交通方便位置，在山区时，分段开关应尽量安装在路边。此外，位置要根据负荷的实际情况均衡配置，将重要、一般负荷分开。

配电网合环电流计算及调控对策

摘要：在现代电力行业中，配电网的作用与日俱增，与此同时，配电网合环电流的调控工作也越来越重要。想要制定出配电网合环电流的调控对策，就必须要计算出配电网合环电流。基于此，本文探讨了配电网合环电流计算及调控对策。首先简单介绍了配电网合环的信息，通过示意图的方式详细剖析了配电网合环的组成部分，随后介绍了计算合环稳定电流的方法。再之后，本文基于之前的研究提出了配电网合环电流的调控对策，希望可以对配电网的发展提供借鉴。

关键词：配电网；合环电流；计算；调控对策

1 引言

随着现代科技的发展与进步，电力行业也在飞速发展着。与此同时，配电网也在不断发展着，随着配电网的不断进步，配电网的结构设置逐渐变得更加合理，多电源互联互通的比率也有所提升。发展至今，配电网合环的发展已经到了一个瓶颈阶段，在这一阶段想要取得突破性进展，就必须要从提高供电网的稳定性入手。在现实生活中，很多工作人员往往会通过不停电负荷专供方式来进行操作。配电网合环模式的工作原理主要是为两个变电站的低压母线配上一条配电线路，同时使用联络开关来连接不同的配电线路，最终达到互联目的。如果配电网正常运行，联络开关就会处于断开状态，如果配电网处于非正常运行状态，也就是说有的变电站带出线路的开关需要进行检查或检修时，首先要将联络开关关闭，随后将出线开关断开，进而使用另一个低压母线和两端的配电线路来对配电网进行持续供电[1]。如图1-1所示，这就是配电网合环示意图。

图1-1 配电网合环示意图

如果操作人员要进行带电合环操作，联络开关两侧的电压差在开关打开前是大于零的，而当联络开关关闭后，联络开关两侧的电压差就是零了。当合环操作结束后，联络开关两侧的电压差在瞬间发生巨大的变化，这时就会产生环流，当环流太大时，供电系统的正常使用就会受到负面影响。当工作人员进行配电网合环操作时，配电网合环的开关处就会出现冲击电流以及稳态电流。这时想要确保配电网处于稳定、安全的运行状态，就必须要掌握确切的合环电流。对于一个相对成熟且功能完善的配电自动化系统而言，其中的终端设备会把系统开关的情况、继电保护以及馈线负荷等信息实时传递到主站，这些信息可以为后续的数据计算提供依据，是后续计算的基础[2]。

配电网合环电流的分析与计算

摘要：在配电网调度运行当中，合环操作已成为配网运行操作中一项重要的工作内容。为了减少合环过程中合环电流对系统产生的危害，针对金山配网的实际特点，分析了合环电流产生的原因以及合环条件。利用戴维南定理建立计算模型并进行公式推导，将计算结果与实测结果相对比，间接验证了产生合环电流的原因。

关键词：配电网；合环电流；戴维南定理；短路阻抗；计算模型

0 引言

配电网中的馈线（电压等级为10kV）一般采取辐射状分布原则，其供电方式最基本的特点是环网设计、开环运行。这样设计的目的在于，当电网设备检修、负荷转移和故障处理时，可以通过合环操作减少用户停电时间。随着近几年金山地区电网的加速改造，一方面馈线的运行方式越来越灵活，通过合理安排方式，大大提高用户的供电可靠性。而另一方面由于频繁的合环操作引起的合环电流将对配电网运行造成很大的影响。合环电流过大，轻者造成设备过载，重者断路器跳闸合环失败，严重影响系统的安全性和稳定性。

1 合环电流的分析及计算

1.1 合环电流产生的原因

上海电网的网架主要特点是500kV环网运行220kV分区运行。金山地区电网主要涉及南桥、泗泾以及亭卫分区。当配电网进行合环操作时，合环线路的两侧电源一般处于分列运行状态，由于上一级电源或者更上一级的电源处于环网运行，因此合环操作时产生了合环电流。其主要有以下两个原因（以10kV配电线路合环说明）：

（1）合环线路电压的不相等，由电压差（幅值差、相角差）产生合环电流，文献[1]中指出，如果两侧变电站10kV母线对应系统阻抗比较接近，这一合环电流可以用两侧变电站10kV母线的电压数值差除以合环线路的阻抗计算出近似值，用这种近似方法计算一般与实际值的误差在20%以内。

（2）合环后系统潮流发生变化是产生合环电流另外一个重要原因。合环线路所对应的系统阻抗相差比较大的情况下，在合环操作时，合环开关两侧变电站的10kV母线电压数值即使相同也会产生很大的合环电流。其根本原因在于由于系统阻抗的不平衡，一旦合环后导致系统潮流发生较大的变化。

电网合环电流快速计算方法研究

发表时间：2019-06-28T17:13:19.070Z 来源：《当代电力文化》2019年第04期 作者： 党玮 孙宁 毕宏图 周昊兵

[导读] 结合地区电网结构和设备情况，同时考虑调度控制系统高级应用，提出了配电网合环操作的简化模型，可实现配网合环稳态电流的快速精确计算，具有一定的理论意义和使用价值。

国网天津滨海供电公司 天津 300450

摘要：为提高供电可靠性，尽可能地减少因方式调整造成的短时停电现象，通常采用合环操作的方式进行负荷转移。开展合环操作需要对

合环稳态电流进行计算。该文结合地区电网结构和设备情况，同时考虑调度控制系统高级应用，提出了配电网合环操作的简化模型，可实

现配网合环稳态电流的快速精确计算，具有一定的理论意义和使用价值。

关键词：配电网；合环操作；稳态电流

1配电网合环稳态电流分析

10kV配电网进行合环操作需要考虑合环操作时的暂态冲击电流及操作后的稳态电流能否满足稳定要求，即保护是否会动作，馈线电流是否超过最小元件限值。

暂态冲击电流峰值一般出现在半个周波之后，且衰减很快。滨海地区10kV线路保护采用两段式电流保护，其中Ⅰ段保护配0.2秒延时。暂态冲击电流不会引起电流Ⅰ段保护动作。因此，滨海地区合环操作的关键点就在于合环操的稳态电流能否满足线路限值和电流Ⅱ段

保护的要求。

稳态电流可通过对地区电网建模进行潮流计算求得。天津500kV电网合环运行，220kV电网分区供电，分区内合环运行。220kV枢纽站

110kV侧母线通常合环运行。因此，从10kV馈线合环点向上追溯，总能在高电压等级找到一个并列运行点。如将其作为平衡节点，向下建模并取合环时刻电网断面数据进行计算，即可得出10kV配电网合环操作后的潮流分布。

这种方法虽然较为精确，但在实际中，仍存在以下问题。一是10kV电网联络点较多，逐一建立模型较为繁琐；二是地调对上级电网运行方式参数掌握实时程度不高，计算结果容易出现偏差；三是并列点追溯至500kV电网或220kV两个电气距离相对较远的220kV站时，电网