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浅谈配电网合环操作

科技论坛 ・l59・ 浅谈配电网合环操作 施兵华 (安徽淮南矿业集团谢桥煤矿,安徽颍上236221) 摘要:在配电网进行线路检修或倒负荷时,为使双回路负荷不问断运行,通常会进行合环操作,操作时合环电流的大小直接影响到 合环操作的成功与否。首先对合环操作的潜在危险以及合环模式的分类做了简单的介绍,之后对影响合环电流大小的因素做了分析,最 后运用并联分流原理,通过建立辅助并联回路分流来减小流经双回路负荷的环流,保证双回路负荷连续可靠运行的双回路合环、解环操 作的环流转移合环操作法,对双回路负荷的调度管理工作具有一定的实际借鉴意义。 关键词:配电网;合环;合环电流;环流转移;双回路负荷 为保证煤矿井下负荷(带局扇)、主抽风机等重要负荷的连续、 可靠用电,工广变电所通常采用两路来自不同变压器的线路给这些 负荷供电,一般称此类负荷为双回路负荷。配电网最大的特点即闭 环结构,开环运行的供电方式。在正常情况下,为保证配电网的辐射 状运行结构,联络开关一般开断运行。电网调度通常采用停电调度 和合环调度两种调度方式进行双回路负荷的倒电调度管理。合环调 度方式能够保证双回路负荷倒电过程中的连续供电,而停电调度方 式必然造成负荷的短时停电,无论从安全角度出发,还是考虑矿井 自身经济效益,都要求电网调度采用合环调度方式进行双回路负荷 倒电调度管理。 1合环操作的潜在危险 线路检修或倒负荷时,要保证双回路负荷不停电而连续运行, 可通过合环操作来实现,这样虽然提高了配电网的可靠性和灵活 性,同时也会对整个配电网的稳定运行造成了潜在的危险。 首先,配电网通过联络开关进行合环时,如果合环点电压差不 是很大,正常情况下,通过环路的电流也不是很大,但是当系统出现 故障时,比如遭到雷击或短路时,出现不平衡的运行状况,特别是其 中一个回路由于事故跳闸,退出运行时,联络开关可能有较大的潮 流通过,可能造成保护动作,从而造成大面积停电事故,造成无法弥 补的社会及经济损失。 其次,配电网通过联络开关进行合环时,如果合环点电压差较 大,那么合环操作将会导致环路产生很大的稳态电流和暂态冲击电 流,暂态冲击电流可能引起电流速断保护动作,稳态电流可能引起 过流保护动作,均会使开关跳闸,从而造成大面积停电事故。 2合环模式的分类 从合环点追溯的上游电源(追溯到110kV)运行方式考虑,配电 网合环操作可分为以下两种模式:上游电源并列运行和分列运行。 以谢桥矿1 10KV变电所电网为例进行说明(1 IOKV母线分列运 行,110KV I段母线带1#、2#主变和110KVI1母线带3#主变1: 2.1上游1 10KV母线分列运行的6KV馈线合环 6KV合环点1属于这种情况,110KV I段母线和110KVII母线 分列运行,且分别来自220KV张集变不同的变压器。 2.2上游1 10KV母线并列运行的6KV馈线合环 6KV合环点2属于这种情况,1IOKV I段母线和1IOKVII母线 并列运行,来自220KV张集变同一台变压器。 合环点电压差的大小直接影响到合环电流的大小,对于这两种 合环操作,第一种危险性最大,其上游电源为分列运行,合环点电压 差较大。第二种由于其110kV电源为并列运行,其合环点电压差会 相对小一些。 3影响合环电流的因素 根据理论公式的形式,即电流:电压/阻抗,可以看出,电流的 合环电流大小取决于合环点电压差的大小和环路线路阻抗的大小, 即与合环点电压差成正比,与环路线路阻抗成反比。 环路线路阻抗大小包括母线阻抗和变压器阻抗,二者一般均恒 定不变,在此不做讨论。 合环点电压差具体由电压幅值差和电压相角差引起,电压幅值 差和电压相角差主要由以下三方面的因素引起。 3.1合环点两侧变压器变比及联结组别的差异 线路合环操作即变压器的并列运行,两个变压器变比和联结组 别在铭牌上标注虽然是一样的,但是在实际制造过程中,不可能做 到完全一致,只能尽可能的接近,只要其误差在允许的范围内,两变 压器就可以进行合环操作,这个误差的大小直接影响到合环点的电 压差的大小。 3.2合环点两侧各自所带负荷大小差异 合环点两侧所带负荷极不均衡,将出现带负荷大的一侧由于线 损大而造成电压较系统标称电压偏低,带负荷小的一侧由于线损小 电压可能略微高于系统标称电压。所以,如果合环点两侧各自所带 负荷大小差异太大,必然会使合环点出现较大的电压差。 3.3变压器高压侧电压差异 假定两个变压器实际的变比和联结组别完全一致的情况下,如 果变压器高压侧电压如果差异太大,同样会导致两个变压器低压侧 电压不一致,即合环点电压差过大。 4环流转移合环操作法 传统意义上,配电网进行合环操作时通常都是靠调度员的经验 或大致估算,如果是保守计算可能就会造成本可以安全合环倒电而 不采用,从而降低供电可靠性并且增加操作人员负担。如果是估算 值过小,实际值超过过流或速断保护值时就会造成大面积停电事 故。为解决这一两难的情况,根据合环操作的模式优劣比较。本文提 出了环流转移合环操作法。 环流转移的基本原理:并联分流原理。当两个不同系统间只有1 个回路即目标回路合环时,其环流为I;当这两个不同系统问的第2 个回路即辅助回路合环时,根据并联分流原理,目标回路的环流将 按一定比例分流到辅助回路中,使目标回路的环流大大降低,辅助 回路起到了转移和限制流经日标回路环流的作用。 因上级线路进线开关设备额定容量大,其继电保护整定也能承 受较大的电流,所以将上级线路作为辅助回路,以谢桥矿110KV变 电所井下合环调度操作为例,环流转移合环操作法的基本操作顺序 为:(1)建立辅助回路,即进行110KV变电所6KV I、Ⅲ段的合环操 作。(2)实现目标回路的合环调度,即进行井下双回路的合环、解环 操作。(3)解除辅助回路,即进行110KV变电所6KVI、Ⅲ段的解环 操作。 5配电网合环操作的时机 从合环操作的潜在危险及影响合环电流大小的因素考虑,合环 操作的时机应要选择适当,一般在雷雨天气,配电网电压波动,系统 极不稳定,以及配电网负荷较大时应该尽量避免进行合环操作。 结束语 双回路负荷在倒负荷或线路检修时,通过环流转移合环操作 法,不仅可以减少停电时间,提高供电可靠性及连续性,同时也避免 了环流过大,造成保护误动引起大面积停电事故。对双回路负荷的 调度管理工作具有一定的实际借鉴意义,对提升配电网调度精细化 管理及优质操作水平有一定的借鉴意义。

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