陈桂强

摘要：文章针对某10kV配网合环转电环流试验，建立模型并进行数据分析，研究电磁合环对电网运行的相关影响，提出了一些减小合环电流的措施，并且重点对10kV配网的电磁合环方法进行介绍。文章以等值的计算模型建立为基础，依据试验的结果分析与BPA潮流计算来探究配网的合环操作时对电网的安全运行所产生的影响。

关键词：10kV配网；电磁合环；计算模型

中图分类号：TM71 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）23-0113-02

目前区域电网合环操作不同的分区之间常用“先断后合”的方法，在操作过程中减少供电的连续性，可随时实现短期停电。合并环开关电源模式的电流使用时会对系统运行产生一定的影响，目前，由于技术分析的方法还不是很多，对电进行合环的具体操作的调度人员只能根据以前的经验，没有可供参考的系统运作的操控原理，调度员不好把握而存在一定风险。由于受到系统运行的模式和网络参数影响，极易出现因过多过载继电器故障导致的设备运行不正常，出现电流超标引起短路现象，从而引发事故风险影响到整个电网的安全性。

1 环流原因分析

合环操作，使配电网的供电可靠性能得以提升，但在环电流的过电流保护电力系统中，仍存有潜在的危险，具体分析如下：

（1）进行合环操作会对两侧的环变电站母线（10kV）电压差带来影响而形成环流，环流由稳定状态下的电流和瞬时电流两部分组成，电流的大小和电压差成正比例关系，其中包括相位角和振幅在内；此外，一旦系统发生故障，如闪电或因短路产生的跳闸，这时的联络开关很可能会有大量电流通过，将不可避免地进入到保护动作，造成较大面积的停电。

（2）变电站（10kV）母线系统的短路阻抗也会对环流产生较大的影响，就算在母线电压值相等的条件下同样可能产生较大环流。这一细节往往被工作人员疏忽，从而造成合环操作的失败。

2 环流试验简况

以深圳罗湖地区的110kV洪湖站母线（10kVⅡA）F17和110kV宝安站母线（10kVⅢ）F27来做合环实验，进行不同片区与同一片区分别做两次试验。

合环操作以220kV的罗湖站、220kV的中兴站和110kV的洪湖站以及110kV的宝安站的运行方式为例，罗湖站：（110kV1M、2M）的母线以母联开关来操控并列运行，中兴站：（110kV1M、2M、5M、6M）的母线以母联与分段开关来操控并列运行，宝安站：（110kV1M、2M）的母线为分列运行，在试验中分别采取两种方式来进行，一种为直接测量，另一种为馈线位于变电站（910kV）母线的电压与相角及馈线初始的负荷来进行推算，该变电站（10kV）的母线电压、相角则由调度员潮流计算之后提供。

试验1为罗湖的配网合环：罗湖线靠罗湖站来供电，进行中兴站侧开关的热备用；而洪湖站（F17）与宝安站（F27）都由罗湖站供电。

试验2为中兴-罗湖电网合环：中兴线靠迎中兴站来供电，进行罗湖站侧开关的热备用；将洪湖站（F17）转为中兴站来供电，宝安站仍保持罗湖站来供电。

3 合环网络等值及仿真计算

3.1 合环网络等值

将1V相角假设为δ12，R0+jX0，为去掉两合环支路阻抗以外的合环端口上的等值阻抗，假设总阻抗为R+jX、P1+jQ1、P2+jQ2分别来自10kV母线端位于2条合环馈电线上的输送功率最大。其中Vp1、Vp2分别看作合环开关两端上的电压，I10、I20分别看做2条馈线上的初始电流，经电路原理进行如下计算：

其中：

合环两侧电压差异引起的环流：

馈线1初始电流为：

馈线2初始电流为：

合环后流经馈线1的电流：；合环后流经馈线2的电流：。

3.2 合环前后变化潮流的对比

从下表中合环的前后潮流的试验结果发现：（1）两条馈线电流的幅值的和高于进行合环前的电流，（2）一回馈线功率的因数仅仅提高了1左右，而另一回的因数值却降低了0.5左右；（3）馈线有功、无功潮流方向正好相反。

4 减小合环电流措施的具体分析

4.1 合环转供电前潮流计算

充分利用地调EMS在线潮流计算软件，对变电站的各段母线上的电压相角进行计算，经地调转给配调，可将变电站上各段母线的电压相角的差计算出来，或用配网自身潮流计算软件，便可把计算结果作为初始条件下的配电网潮流来进行计算。

4.2 选择在负荷较轻时进行合环转供电

向负荷传输功率能引起母线之间的相位差，通过潮流的计算结果可表明，在保证合环点两端的母线幅值不产生变化的前提下，相位差减小使合环点的电压差与合环电流有明显的降低现象。因此，两10kV母线上的负荷差别甚微。如果10kV母线的负荷越小，环流则越小，对系统产生的冲击影响也将会越小。为确保供电的连续性和可靠性，在进行合环操时一定要在用电的低谷期进行。

4.3 调节变压器变的比值

在系统运行比较稳定，运行方式与负荷被确定的情况下，在各节点上的相角变化基本可看作零。由此可见，合环点两侧的电压幅值的控制同样为控制合环点电压差的一种手段。对变压器分接头位置实施条换，也就是重新调整，使合环点两侧的电压差降至最低，从而达到合环电流的减小目的。

4.4 限流电抗器的投入

电网内使用的电抗器据布置的需求分为：垂直、水平和品字形三种装配。遇到电力系统发生短路或者电流出现增大时，为抑制短路的电流，往往会出现断路器以电抗器串联方式来起到短路时阻抗增大的效果，同时，因为电抗器的电压降的幅度太大，对母线的电压会产生维护作用。对配电网的合环操作会有较大冲击电流产生，限流电抗器的投入对维持系统运行的稳定性有很好的作用。

5 结语

（1）以满足技术条件作为基础，10kV线路可以进行合环操作。合环条件、线路的负荷和载流量密切相关，其中也包括母线电压与相角等，应根据具体情况加以分析后计算。

（2）合环开关均在双方可预见的电压、相角差以及馈线初始的负载条件下，用等值的网孔计算方法来计算合环潮流，其中的精度可满足工程要求。变电站的相角可由调度员潮流提供，合环开关的两侧电压值和相角差由开关现场测量或从馈线的变电站母线上的电压值和相角差的推算中得到。

（3）合环潮流因受到电压和相角的影响很大，需将电压、相角以及潮流计算的精度尽可能地提高，还应准确地反应环路阻抗参数以及馈线负荷具体的分布情况，并在开关的两侧测量条件不成熟以及电压与相角测量的误差太大的情况下，需要调度员进行潮流计算得出母线相角的参数，若计算其他不同的片网时一定要提高外网的等值精

准度。

（4）合环操作中，受环流的影响，馈线有功、无功负荷会重新进行分配，馈线电流幅值之和很有可能高于初始的电流，一回馈线的功率会使因数提高在0.9之上，而另一回的馈线功率也会使因数下降到0.5左右。

参考文献

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