10kV配电网不停电合环倒切负荷技术分析

陈黛琪　张忠耒胡　杨帆

摘 要：10kV配电网运行过程中，采用不停电合环倒切负荷技术，可实现配电线路运行方式的动态化控制，并维护配电线路运行的稳定性。基于此，文章仅就10kV配电网不停电合环倒切负荷技术进行分析与阐述，探讨其在110kV配电网建设中的应用方法，以期确保10kV配电网可适应大规模电力系统建设与应用的需要。

关键词：10kV配电网；不停电转移负荷；合环倒切负荷

中图分类号：TM732 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）35-0150-02

Abstract： During the operation of 10kV distribution network， the uninterrupted loop switching technology is adopted to realize the dynamic control of the operation mode of distribution lines and maintain the stability of the operation of distribution lines. Based on this， this paper analyzes and expounds the 10kV distribution network uninterrupting， loop switching and load sharing technology， and discusses its application in the construction of 110kV distribution network， in order to ensure that 10kV distribution network can meet the needs of large-scale power system construction and application.

Keywords： 10kV distribution network； uninterrupted load transfer； loop switching load

前言

为确保配电网辐射线路的有效运行，通常会采取开环运行的方式，但在线路维护或故障处理阶段，则需要进行倒负荷操作，以适应线路运行方式。为方便这种情况下的倒负荷操作，可采用联络与分段负荷开关，以确保配电线路可灵活调整其运行方式，维护电力系统的稳定运行。

1 合环运行条件

10kV配电线路运行过程中，合环倒切负荷技术的应用，可通过开关，以某种规律或节奏实现各个供电线路的相互连接，形成闭合回路，在不中断电源供应的情况下，实现电压负荷的转移。通常来说，闭合回路的线路存在相同的电压的等级，但若包含变压器，则闭合回路的线路等级各有不同。若采用合环与解环技术，应当切实保障潮流分布、技术操作与系统控制可满足元件负荷的额定标准，满足以下要求：

（1）合环操作中，需切实保障合环点位的相位统一，对合环操作前后相位点的具体位置进行测定，保障系统检修或者首次合环操作之后不会发生纤维点变化的情况；（2）电磁换网内，只有环网变压器接线组别差不存在的情况下，才可进行合环操作；（3）对系统元件进行预测，避免合环操作中，出现元件过载地方情况；（4）系统运行过程中，应当在一定范围内控制好母线电压，限制母线电压差，避免电压差超过9%；（5）确保安全自动装置与继电保护装置在环网运行中得以兼容；（6）确保10kV配电网运行的稳定性达到标准；（7）控制电网运行的频率差，避免环网运行频率超过0.1Hz。

2 合环运行方式

2.1 系统简图的绘制

出于便于核对线路相序及相位的考量，应整理系统线路、电源电压及主变压器等，并对系统简要图纸进行繪制。绘制图纸时，如果所采用的主变供电模式为相角存在30°差距的模式，应当加以标注，在不停电合环倒切负荷操作时，对存在相角差距的主变供电模式采用停电倒切负荷的方式。

2.2 合环点位的选取

对10kV配电网的主干线进行分段开关的安装，将第一个开关安装于无负荷的变电站出口线路上，该开关可采用与变电站开关相类似的功能开关，以保障合环导电系统的正常运行，并实现对于事故问题的高效处理。合环点位的选取，应当充分考量交通因素，可选择在交通条件较好的公路附近等，并从负荷分配的均匀性方面考量分段开关的选取，有效区分不同重要程度的负荷类型。

为保证合环处理安全，应控制合环电流，避免其电流超过电流保护范围。在不同的上级电源环境下，应对合环点位模式加以合理选择。变电站合环操作时，应当提前进行中性点接地刀闸的合闸处理，完成合环操作之后，再进行分闸。但在处理中，需要承担较大的安全风险。

相同变电站的合环操作，通常在单主变带全母线的运行过程中，以并联方式连接合环点位及母线，若断开母线连接，线路负荷上升，会对线路及开关带来较大压力，因而需提前对线路及开关进行计算。10kV配电线路的母线中，不同的合环线路，需要采用不同的合环方式，若同段线路进行合环操作，则可采用等电位操作方法进行，可产生高稳定效果。在合环点位的合环与解环操作中，应当制定相应技术操作方案[1]。

2.3 相角差与电压差

合环操作容易确定有功、无功、电压及电流的具体幅值，但需经过复杂计算确定相角差，电源级别向同则主变接线相同，负荷差与相角差相近，调整电压差以满足合环要求，进行合环操作。合环倒切负荷技术的应用过程中，为了避免产生较大的电流冲击，影响系统运行，应有效应对相角差问题，进行核相处理。保障合环操作的安全性，并降低技术应用难度。进行合环点核相时，可采用高压核相仪。不同的相位及相序交流电源下，若采用合环技术与并联处理，则会形成较大电流，导致设备损坏，因此需提前对相位及相序进行检查，并通过核相，避免线序接错的现象。

3 潮流分析

3.1 合环点位的电压计算

合环点位所在的线路，会形成不同的阻抗与电压差，经过合环处理，并重新配置潮流及负荷。完成合环处理之后，合环点位的电压差不复存在，则会形成高压向低压的合环电流，直到高低压电流平衡。在合环操作之后，若合环与解环点位的发端与终端的潮流变化较大，则是一种负面现象，导致电压降较高，此时的电压降为：

？驻umax=■

其中，q为两条线路整体的无功；p为两条线路整体的有功；r为两条线路整体电阻；u为额定电压；x为总电抗。

3.2 合环电流与冲击电流

合环技术的应用，会在合环点位产生一定的冲击电流与冲击电压，而冲击电流与冲击电压会在3～6个周期内消失。合环冲击电流可拆分为非周期分量与周期分量，经过合环操作，0.02s之后，实现瞬值的最大化，形成最大冲击电流值：

I=ki

Im=■×103

其中，I为冲击电流的最大值；k为冲击系数，在计算中，k的取值范围为[1.7，1.85]；Im为合环稳态电流；zm在合环中，作为整体阻抗有名值。基于以上公式，可以明确的是合环稳态电流越大，则电压幅值差越大，合环网总阻抗越小。在过流保护中，可实现对稳态电流的最大化加以有效应对，并采用速断保护装置，应对最大冲击电流。在此基础上，可进行合环技术应用。

要保证额定电流始终高于合环电流，避免带电合环产生环流，并导致过流保护动作被触发。线路负荷在相互连接的情况下，应当不超过一半的额定负荷，若存在额定电流低于两侧线路电流，则禁止采用合环技术。

3.3 调整相位差及电压差

合环技术应用中，应当避免相位差与电压差的产生，以避免系统设施损坏、合环电流增高及保护运行现象的产生。若产生相位差与电压差，可通过对无功补偿容量及变压器分接头的调整与改变加以实现，调整网络系统与线路负荷，以控制环流分布，以确保合环技术可有效运行。系统稳定运行的环境下，参数固定，可直接调整变压器分接头，实现合环点位两侧电压差的降低，进而实现合环技术应用电流的降低。

3.4 合环操作的注意事项

实际操作之前，应当对合环电流加以确认，确保其满足安全操作的技术标准之后，才能进行合环与解环操作。首先，需保证環网相位相同，才可进行合环操作；其次，若不同站线路首次进行合环操作，需首先进行潮流计算，确定其两侧电压相角差不超过30°；其三，若进行相同变电站出线的合环操作，在其母线不同的情况下，可直接进行合环与解环操作；其四，若进行不同变电站出线的合环操作，应合拢主变压器中性点接地开关，调整母线电压，进而进行技术操作；最后，若对多个变电站进行合环与解环操作，应当对自动装置及继电保护装置的额定状态及运行状态加以考量[2]。

4 结束语

10kV配电网采用不停电合环倒切负荷技术时，应合理创建合环技术运行条件，采用合理的合环运行，并对合环点位电压进行计算，确定合环电流与冲击电流，并调整相位差及电压差，以确保合环操作的科学性与合理性。

参考文献：

[1]赵飞.简析10kV配电网中合环倒电技术的运用[J].山东工业技术，2016（21）：199.

[2]黄彪.10kV配电网中合环倒电技术的运用分析[J].中国高新技术企业，2013（15）：138-139.

[3]李旭前，石连生，吕泽阳，等.10kV配电网合环倒负荷研究[J]. 云南电力技术，2014，42（2）：41-44.