配网低压合环转电的应用

蒋奇

（云南电网有限责任公司昆明供电局 云南省昆明市 650200）

在现代社会，电力已经成为一种不可缺少的能源资源，电力影响着人们的学习、工作与生活，若出现停电问题，人们的生活以及社会的发展都将受到严重影响。基于此，下面就配网低压合环转电相关问题做具体分析。

1 配网低压合环转电现状

目前，我国大部分地区的低压配网采用的是开环运行的模式，这种运行模式虽有一定的可行性，但也存有很多缺陷。如当用电用户数量有所增加后，就需要在配电房新增支线负载，这样不仅导致线损增加，而且也会带来一些安全隐患，且研究发现，开环运行模式下的电能损耗整体上要严重一些。基于此，提出将开环运行模式转变为闭环运行，通过这样的转换来减轻高负荷配变的负担，在提高电力资源利用率的同时也提升用户用电质量，让用户用电需求得到满足。但在原来的运行方式下，配网低压合环运行的过程中也存在一些问题。如在合环的瞬间会有较大的冲击电流产生，冲击电流对配网内上级电源的运行状态产生影响，导致供电的稳定性下降。此外，在闭合环网中也有可能会有较大的环流产生，从而造成配网内部分线路或电气设备过载，或引起跳闸，从而给用户的正常用电带来很大影响[1]。因此有必要对配网低压合环转电的方式进行创新优化。

2 配网低压合环转电常见方式

2.1 树干型转电

树干型方式接线灵活，便于缩短线路间距离，有需要时可就近增加支线。但受线路结构、线路数量等影响导致故障定位难度大，故障发生后很难在短时间内准确固定位置并做出有效处理，从而导致故障影响不断扩大，使多个用户的用电受到影响[2]。

2.2 放射型转电

放射型接线方式的优点是便于维护，线路结构相对简单，不存在交叉线路。但也存在缺点，如线路总线长，耗材量较大以及有可能出现较大的线损等。在放射型方式下，中部分线路放弃就近搭接低压线路而直接拉接专线到配电房，从而减少对其他用户的影响。

2.3 混合型转电

混合型接线方式同样优缺点兼具。优点是对材料的消耗量较少，且易于接线，线路结构比较简单清晰。缺点是一旦发生故障尤其是主干线发生故障后，整个供电台区都会受到影响，故障影响范围较大。

3 配网低压合环转电模式仿真实验

3.1 配网低压合环转电模式仿真参数计算

在对配网低压合环转电模式进行创新时，需要计算与明确几个重要参数。分别是合环稳态电流、合环冲击电流等。进行合环稳态电流计算时，需要采集到合环干线所在变压器总负荷以及变压器参数、线路负荷等数据，并运用正确的理论与公式进行计算。通过计算与分析可知，合环运行可等效为开环运行方式与合环点两侧具有附加电压源作用的结果，合环稳态电流等于开环方式下的负荷电流与合环点两侧电压差引起的环流的叠加[3]。

在一般情况下，配电网是处于开环运行的状态。进行合环操作时会有一个冲击电流产生。但因合环操作而产生的冲击并不是始终存在，它也有一个衰减、消失的过程，即合环至稳态应当是一个振荡衰减的暂态过程[4]。

根据计算与分析可知，合环电流的瞬时值与直流分量值有关，当后者越大时，电流瞬时值也就越大。若环路抗阻与合环点两侧电压幅值不变，那么合环点两侧电压子相角差的大小就决定了合环电流瞬时值的大小。因此在进行低压合环转电方案设计时，要想保证转电的安全性、有效性，就应采取有效措施将合环点两侧电压幅值差与相角差减小，而具体的措施就是调整低压环路的运行方式。

3.2 配网低压合环转电模型

在划分模型时，以上级电源是否来自同一母线为划分依据，并结合负载情况、接线方式以及配变参数等进行仿真分析。

3.2.1 负荷首端合环模型

保持其他参数不变，对两台变压器（参数、容量相同）负载率进行调整，在调整过程中仿真出不同的状态与结果。分析仿真过程以及结果可知，当两台配变的上级电源取自同一10KV 馈线，配电变压器没有环流，没有负荷合环。当两台配电变压器带有负荷合环时，配电变压器的负载率差相对较小，所产生的合环电流也相对较小（参数相同情况下）。参数相同情况下，两台配电变压器的负载率差异变大时，合环电流也明显变大。在两台电气设备负荷相同情况下，配变容量的变化趋势与环流变化相反，即在配变容量变大情况下环流反而变小。在两台设备负载率相似而参数不同时，合环电流较小，随着负载率差异的变大，合环电流也会明显变大[5]。

经过仿真与分析可知，在两台变压器两侧没有角差存在的情况下，两台变压器的合环电流受各自所带符合影响，在携带负荷严重不平衡时，合环电流也就会相对较大。但在此种情况下，进行合环操作时产生的冲击电流不是过大，断路器、开关等可对其进行有效控制。且经实验得到，在从合环换电模型下，产生的谐波幅值相对较小，且不会有冲击波形产生。根据以上分析可知，要想获得较好的合环转电效果，就需要对联络点两侧的电压相角差进行控制，以此降低合环电流幅值。同时也可对联络点两侧的变压器进行调节，使设备状态尽量保持一致，将合环对配电网的冲击降到最小。另外对于重载低压线路，应尽可能不进行并路倒闸操作。

3.2.2 负荷末端合环模型

在仿真与分析低压线路末端以及中间段的合环转电时，需要对上级电源连接情况进行考虑分析。经过实验分析后可得到：当其中一台变压器的相角、电压幅值较大时，它实际上所携带的负荷就相对较小，但另一台变压器子所带的负荷就会相对较大。在这种情况下进行合环操作，负荷较重的线路部分将会转移到负荷较轻的线路中，两台变压器的负载完成转换，达到转负荷目[6]。

4 配网低压合环转电方案

4.1 配变低压侧负荷中间端联络方案

配变低压侧负荷中间端联络方案的优点是应用成本低，操作简单，接线容易，可靠性高。在该种合环转电方案下，若台区内有一项停电或者其中一条线路发生运行故障，就可通过操作联络开关来实现负荷转移，使另一侧线路担供故障线路的大部分负荷，从而实现供电不中断，因而具有较高的可靠性，能对用户的日常用电提供一定保障。但需注意的是，这种转电方式以引起三相不平衡，从而使配电网的正常运行受到一定影响。这是因为配电变压器自身存在运行故障，将故障线路负荷转移到正常线路后，三相不平衡程度就会有所增加，从而使电网的运行受到干扰，让用户用电的安全性、可靠性得不到保障。

4.2 同一公变房首段端联络方案

当前我国大部分地区的公变房内都配置有两台变压器，基于此可设计出以下配网低压合环转电方案：在目标线路的首端设置低压联络点，在双公变房内设置低压联络开关，两台配电变压器的上级电源取自同一馈线。在正常运行情况下，两台配电变压器独立运作并且分别负责各自的范围，即各自对分区供电。为实现配网低压合环转电目的，将低压智能投切环网柜设置在双变公房低压侧的适当位置，利用该设备充当联络点形成一个环形供电的方案。在此方案下，若其中一个配电变压器需要停电检修，就先合上相应开关再将该配电变压器的开关断开。这样在变压器检修过程中，低压侧母线依旧能够持续供电，母线不会受到短时失压的影响。

经研究与实践证明，这一低压合环转电方案有一定的科学性与可行性，可在现实生活中进行运用。但值得注意的是，这种转电方案也存有些许缺陷，如在合环时容易出现较大的冲击电流以及环流，从而引发一些意外事故。为避免意外事故的发生，在运用这一低压合环转电方案时就需要做好对各参数的计算以及设置，从而保证配网运行的安全性与稳定性。

4.3 两台配变低压干线终端合环方案

在一些电房中只配备一台配电变压器，针对这一情况，可将联络点设置在比较重要的支线处或者不同台区的供电负荷末端，以便合环转电能有效实现。在一般情况下。每个台区的配电变压器都是独立运作，变压器之间的联络点为断开状态。如果有转电需要，就可以根据具体的操作规范对负荷进行切换，让另一个电源点承担负荷，从而达到转电的目的。若配电网在运行过程中其中一个配电变压器出现运行故障无法向负荷继续供电，此时就闭合联络开关，让另一台配电变压器进行联通，促进负荷转换，让另外一台变压器担供受损变压器的大部分负荷，从而让供电持续进行。结合以上分析可知，该种配电网低压合环转电方式原理简单、线路结构也比较清楚，接线容易，有较高的应用价值。但值得注意的是，这种闭环转电方式对合环点的要求较高，在实际应用过程中要能根据实际情况合理选择合环点的位置，确保末端线路有足够的承载能力。在应用这一合环转电方案时还应对联络点两侧电压予以关注。这是因为，在这样的连接方式下，台区与台区之间的供电半径会明显不同，且差异相对较大，因而在进行合环转电操作时容易导致联络点两侧电压差放大，使环网的运行状态受到影响。

5 配网低压合环转电智能装置与技术应用

基于以上几种方案存在的技术缺陷与安全隐患，提出将一种低压智能环网自投装置运用于配电网合环转电业务，利用该装置来对线路、设备运行状态进行监测与调控，从而提升配网供电的安全性、可靠性与稳定性，确保用户用电质量。

该装置在配电网中的运行原理以及过程如下：在得到电源供应后，装置开始自动监测联络开关状态，对两侧开关运行数据进行读取，自动判断出环网系统的运行方式，并根据检测到的运行方式进入对应的工作模式。如当装置检测到系统处于正向运动状态时，就会一键转供电。

该智能装置具有自投、自复、合环以及过流保护等功能，能为系统供电提供有效保障。且智能装置具备有GPRS 无线通信扩展功能以及RS485 通讯接口，能为配电网低压合环转电的实现提供很大帮助。将该智能化装置运用于低压配电网后，配电网内各设备、线路的运行状态都能得到有效操作，若有必要，还可通过该装置对配电网内相关电气设备进行远程调控，从而使配电网的供电送电更为稳定。该装置的定时自检功能可按照设定的程序对自身的运行状态做出检查与调控，当运行状态异常时可自动发出报警信息提醒相关工作人员进一步检查与处理，确保不会出现大面积的停电事故。并且该装置还具备数据远传功能，让设备出现运行隐患后，智能装置可自动记录异常信息并远距离将各项信息传输到监测终端或控制中心，便于工作人员及时掌握情况并采取相应措施对设备进行调控，避免故障影响扩大。

在低压配电网中，通过该智能装置可遥测设备失压、过流水、越限等信息并完成远距离传送，为工作人员的运维提供便利。该设备具有很高的灵敏性以及极强的抗干扰性，能效屏蔽粉尘、烟雾、噪音等的影响而采集到真实准确的数据，实现对电气设备运行状态的真实反映。在操作配电网低压和环转电时，该智能装置可以遥测到两段的交流电压、频率以及母联电流，并借助相关程序自动计算出开关两侧相位差、电压差等，确保设备各项动作合理、有效。这一智能装置具备

自投以及自复功能，在配网运行过程中，智能装置会对各设备、线路的运行状态进行自动监测，若监测到其中一路电压出现异常，且异常时间达到设定值后，装置就会自动进行投切操作，会断开故障并促进负荷转换，让供电持续进行。

6 结语

综上所述，电能是推动社会发展进步的一项重要能源，在当前背景下，供电企业必须要加大对转电、供电技术的研究，要探索与应用新的转电技术与供电模式，有效满足用户多层次的用电需求。