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关于电力系统合环运行的问题
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电网合解环操作运行分析
　　摘 要：为了确保重要用户不间断的用电，需要提升城市配电网供电的可靠性。配电网有着数量众多的变电站与线路，它的网络接线经常发生变化。管理人员难以实时了解系统的运行方式，因为配电系统自动化水平较低，同时也很难对系统的运行方式进行优化。为了适应这情况，与实际电流进行比较，找出它们差异，分析差异的原因，提出了相应配电网合环安全性分析系统改进的方向，使系统更加接近实际所需的系统。 中国论文网 /3/view-6448186.htm　　关键词：配电网；合解环；操作；运行 　　中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：（3-02 　　伴随着城市建设的不断发展，城市用电量日益增长，对停电甚至是短时间的停电都比较敏感。在这个供电模式下，突发事件、停电检修或者是负荷转移时通过合环来进行操作，可以确保配电网对用户供电的可靠性。但是在应用合环操作的时候，电网当中可能出现较大的稳态电流和冲击电流。这会影响到电网的安全稳定的运行。因此，操作前要提前预知相关问题，采取相应措施来满足不断环，合环的操作就可以将安全性与供电的可靠性有机的结合起来，这对电网的安全稳定运行具有非常重要的意义。 　　1 合环潮流理论的分析 　　在合环潮流的分析当中，根据叠加的原理，把合环后的支路潮流分为两个部分相叠加而成：第一部分是在合环之前各支路的初始潮流；另外一个部分是由合环开关两端之间的电压相量差引起的均衡潮流在网络当中的分布。不管是哪一种方法都能看出：电压的矢量差对合环潮流分布有着非常重要的影响。对均衡潮流分别对电压的幅值差与功角差来求偏导，考虑到功角差可能小于15，和电阻远可能小于电抗的条件得出：功角差在无功潮流上的作用远小于电压幅值差在无功潮流上的作用，电压幅值差对在有功潮流的作用远小于功角差在有功潮流的作用。 　　环网合环的操作主要是分为相同电压等级的合环与不相同电压等级运行的线路，根据变压器电磁回路的连接而组成的电磁合环。 　　根据具体情况得到电网合环运行的条件是：第一，相位要一致，如果首次的合环或检修后可能引起相位的变化，一定要通过检验证明合环点两侧的相位要一致。第二，若属于电磁的合环，那么环网里的变压器的接线的组别之差将为零，在特殊的情况下，经过计算检验继电的保护就不会误动和有关环路设备也不会过载，那么就通过变压器的接线之差为30来进行合环的操作。第三，合环后的环网里各元件也不要过载，各母线的电压不能超过允许值，继电保护和安全的自动装置要满足环网运行的方式，稳定条件满足规定的需求。根据两端电压大小不相等的、相位不相同的两端供电的网络，可以等同于回路电压值不为零的单一环网。 　　2 合环操作的分析系统设计 　　在辐射型的中压配电网原有的系统基础之上，利用原系统提供的配电网的实测数据以及网络参数，针对合环的操作分析系统来进行比较系统的设计与研究，来对合环操作所产生的某些影响进行合理分析与评估。 　　2.1 系统总体设计的分析 　　通常来说，合环操作分析的系统是搭建在配电网原先系统的基础上的，在合环的操作分析的系统中所要得到的所有现场实测的数据都是来源于配电网里原有的系统。所以，在合环的操作分析系统中也只是包含了软件的系统设计。合环操作分析系统中有5个功能模块，分别为负荷预测的模块、拓扑分析的模块、合环潮流计算的模块、合环操作分析的模块和图形显示的模块。它们相应功能的模块主要功能如下。 　　2.1.1 负荷预测模块 　　在开始潮流的计算的重要依据是获得负荷数据。实时负荷的数据是从系统的遥测的装置中得到的，而后是通过这个系统状态的估计和分析对应高级的应用，得出可以供计算并使用的负荷数据。而真正需要的合环操作就是计算之后延后一小段时间所才发生的，所以，若要准确的计算，就是要获得合环操作中瞬间的负荷数据。 　　2.1.2 拓扑分析模块 　　拓扑分析的模块是根据从原有系统中所得到的开关开合状态的信息与电网的一次接线等相关的数据，并依据合环操作开关的信息，从而来确定网络的拓扑关系，从而形成网络分析当中计算用的母线模型，那么就生成了计算用的拓扑数据，来供给合环潮流计算模块。 　　2.1.3 合环计算模块 　　合环的操作分析系统中最核心的部分是合环潮流的计算模块。合环潮流分析的模块是依据从拓扑分析的模块与负荷预测的模块中获得网络拓扑的数据与负荷数据，和之前所获得网络的参数与母线实测的数据，用来对合环后进行网络潮流的计算，那么就得到了合环之后潮流分布的信息。 　　关于合环电流的计算，利用分布系数法计算配电网合环操作中潮流分布的一般思路。在进行功率的分布计算的时候，第一是要选取平衡的节点，通常选到的功率变化都比较大，而且支路也较多的电源点作为平衡的节点。平衡节点确定之后，再去确定顺时或者是逆时针作为环绕的方向。 　　如图1所示的电力网中有N+1个节点，这其中A是选到的平衡节点，经过支路a的功率和各节点负荷之间的关系是： 　　式中，Sa=Pa-jQa是通过支路a的功率；Sn=Pn-jQn是节点n的负荷；Cna=Pna-jQ？茁a作为节点n的负荷在支路a当中的分布系数。在实际的潮流计算中，绝大部分的电力网都能近似地看作是均一的网。若节点地方接的是电源，那么电源就看作是负的负荷。 　　2.1.4 合环操作分析模块 　　合环的操作分析的模块作用是用来对合环潮流的计算结果进行分析。依据得到的潮流计算的结果，假设合环在操作执行后，分析与评估配电网在合环之后，合环潮流对系统所产生的作用，并且构成了分析与评估数据的图形的显示模块来调用。 　　2.1.5 图形显示模块 　　图形显示的模块是把合环操作分析与评估的结果用图形的形式表示在用户的面前，让用户有对合环操作结果相对清晰的认识，从而达到指引用户进行正确并且合理合环的操作与决策的目标。
　　2.2 系统数据的信息需求 　　系统数据的需求在合环操作分析系统中需要的数据，主要是包括以下几个方面： 　　第一，配电网原始的拓扑信息，它包括配电网的网络接线的信息以及包括各个开关的相关状态的信息，包含合环开关的信息与合环的操作时间的信息，通过人工输入方式获得数据。第二，母线实测数据，配网母线上的电压幅值及相角信息，从原有的系统中得到数据。 　　3 合解环操作的一般规则 　　合环是指在电力系统的电气操作中将变压器、线路或断路器串所组成的网络闭合的运行操作，解环是定义在电力系统的电气操作中将变压器、线路或断路器串所组成的闭合网络开断运行的操作。配电网的运行方式系统是配电管理系统中的一个相对高级的应用，它的主要任务是完成网络分析，分析包含网络的建模、结线和在这个基础之上进行的动态网络的着色。 　　为了使得停电时间的减小，缩小停电的范围，配网调度相对较频繁使用变压器的合解环操作，从而来实现在无停电或者少停电的前提下来进行运方调整以及故障或检修段线路、设备的隔离的目的。合解环操作一定要符合如下一些原则，用来控制环流与稳定频率：合环之前一定要确认合环两侧的相位要一致；合环之前要尽量将合环两侧的电压差调到最小，通常不会超过额定电压的20%；合环的时候，通常要经过同期装置的检定，合环两侧的功角差不能大于30°；不同电压等级的电磁环网若未经计算或者领导批准不能进行合环的操作；在合、解环之前，要充分的考虑合、解环后潮流的一些变动，并切来确定解列点，保证合、解环后系统各点的电压在规定范围之内。 　　4 结 语 　　伴随着经济快速的发展，电力系统不断的更新来满足继电保护提出的更高要求。因为不同的地方中压配电网所需要的网络结构、负荷结构等有着一定的差异，所以在计算的模型方面也有一些差别。为了达到我国电力系统对继电保护的要求，就需要不断的进行测试其性能和提高继电保护装置，把计算机化、网络化、智能化的继电保护技术应用到实际中来，使得电力系统能够安全、经济、可靠的运行。 　　参考文献： 　　[1] 汲亚飞，赵江河.辐射型中压配电网合环分析系统的设计与研究[J].电力系统保护与控制，2009，（11）. 　　[2] 幸荣霞，姚爱明.环网合环操作的分析[J].浙江电力，2007，（1）. 　　[3] 苑捷.配电网合环操作的研究[J].陕西电力，2007，（4）.
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配电网的合环运行
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配电网合环运行的影响因素及运行原则探究
　　摘 要：随着经济的快速发展，对提高城市配电网的供电可靠性和电能质量也提出了更高的要求，配电网双向供电和多电源供电的供电模式日益增多，合环操作也日益频繁。但在合环操作时合环瞬间将产生较大的冲击电流，稳定后电网中同样可能产生较大环流，这些现象都将直接影响到电网的安全稳定运行。文章对电网合环运行的影响因素及运行原则进行了探究，以便更好的做好配电网的相关设计工作。 中国论文网 /2/view-.htm　　关键词：配电网；合环运行；原则 　　市配电网络中线路的走向以及配电设施和用户的分布具有明显的地理特征。因地域和配电设施比较集中，城市配电网络与其他地方交叉跨越较多，为提高供电可靠性，除了建设可靠的电源点外，配电网络的常用结构多采用环型网络，或者是双端电源环网及多电源供电网络，即将原先独立的辐射式配电网改变为运行灵活的链式配电网。 　　配电系统带电合环是指某两个变电站的低压母线各带一段配电线路，而线路之间通过联络开关联络。正常时，联络开关断开，两个站的母线分别带各自的配电线路；当其中某一个站所带配电线路的出线开关需要检修或有其他突发事件时，待故障消除后应先合上联络开关，再断开该站出线开关，通过另一个站的低压母线带上两段配电线路负荷的总过程。这样操作减少了用户的停电时间，实现了不间断供电。 　　1 影响配电网合环的因素 　　1.1 合环电流产生原因 　　配电网络进行合环操作时，合环线路两侧电源一般处于分列运行状态，但它们的上级电源应该是并列的。经总结，10kV配电网合环电流产生原因如下：（1）合环开关两侧变电所10kV母线的电压差（数值差、相位差）产生环流。（2）由于合环开关两侧变电所10kV母线对系统的短路阻抗不同产生环流。 　　配电网馈线间进行合环操作时，必然要经历一个暂态过程。这是由于断路器闭合前合环两侧存在电压差ΔU≠0，而当断路器闭合时，两端的电压差突然发生变化，合环断路器两侧电压突然变为大小相等，相角差为0，也即ΔU≠0，这必然引起环内各个节点电压大小和角度的相应变化，连接于环上节点发电机的电势和角度也将产生变化。然而，由于发电机的转子是有惯性的，发电机的角度，也就是转子的角度不能发生突变，而是要经过一个摇摆过程才能达到新的稳态值，当开口电压的相角或频率不相等时，发电机和环网各线路合环后必将产生功率振荡，从而产生并列合环操作的冲击电流和电磁环网的环流。 　　1.2 影响合环的因素 　　将合环系统作适当简化，以方便对其影响因素进行分析。具体的配电网络结构有所差别，合环点位置的选取也有所不同，应结合实际运行情况，抽象出一种具有普遍适应性且便于分析的计算模型。最基本的合环模型中应具备参与合环的变电所的主变压器、低压侧母线及负荷、合环线路与联络开关，如图1所示。 　　由具体分析可看出，影响合环后联络开关上的功率和电流的因素有以下几点：（1）合环后主变压器高压侧电压差ΔU；（2）合环后主变压器低压侧母线电压UL；（3）主变压器所带负荷：S1、S2、L1、L2；（4）主变压器阻抗：ZT1、ZT2；（5）合环前主变压器低压侧母线电压UL1、UL2。 　　总结合环电流产生原因，得出影响因素为合环点两端电压差、相角差以及合环环路线路阻抗。合环电流大小近似与电压幅值差和相角差成正比，而与环路线路阻抗近似成反比。因此可以采用调节变压器分接头位置和改变变压器所带负荷大小来是合环电流合理化。 　　2 10kV配电网合环运行原则 　　通过理论模型的搭建，结合合环分析软件进行计算、分析。本次研究按照中国南方电网公司“十二五”110千伏及以下配电网规划编制技术规定中B、C、D三类供电区的标准进行建模。模型所需基础参数和边界条件如下：（1）B类供电区110kV变压器采用50MVA有载调压两卷变、C类为40MVA有载调压两卷变、D类为40MVA有载调压三卷变。（2）两座变电站平衡节点初始相位设置为0°，对于10kV线路电压正常值的范围设置在9.3～10.7kV之间。（3）10kV架空线路采用LGJ-185、电缆采用YJV22-3×300，线路分段采用三分段，线路负荷沿线路均匀分布，线路负载超过130%时，禁止合环。（4）考虑10kV线路及系统运行安全性，联络开关、出线开关的CT变比采用600/5、过流保护电流设定为900A，速断保护电流设定为2400A。（5）本次合环过程是一个从“合环-解环-再合环-再解环”的完整过程，并对、“再合环”点考虑极限情况，即两条线路出线开关作为第二次合环点的时刻。 　　通过建立10kV配电网合环模型，采用配电网合环计算系统计算，得出三种方式在单一因素影响下的理论模型计算结果，分析其结果，总结在单一影响因素下B、C、D三类地区允许合环运行的理论原则为：（1）电压差。B类地区出线开关A，A站高压侧电压差小于12.10%，B站高压侧电压差小于20.50%；出线开关B，A站高压侧电压差小于12.10%，B站高压侧电压差小于15.20%时允许合环。C类地区出线开关A，A站高压侧电压差小于6.40%，B站高压侧电压差小于23.40%；出线开关B，A站高压侧电压差小于6.40%，B站高压侧电压差小于19.60%时允许合环。D类地区出线开关A，A站高压侧电压差小于8.30%，B站高压侧电压差小于27.90%；出线开关B，A站高压侧电压差小于8.30%，B站高压侧电压差小于15.50%时允许合环。（2）相位差。B类地区A站平衡点相位小于12.54度，B站平衡点相位小于12.61度时允许合环。C类地区A站平衡点相位小于17.69度，B站平衡点相位小于17.95度时允许合环。D类地区A站平衡点相位小于19.26度，B站平衡点相位小于19.12度时允许合环。（3）线路负荷。B类地区线路A与线路B总的有功负荷小于12.65MW，无功负荷小于4.15Mvar时允许合环。C类地区线路A与线路B总的有功负荷小于8.90MW，无功负荷小于2.92Mvar时允许合环。D类地区线路A与线路B总的有功负荷小于7.45MW，无功负荷小于2.46Mvar时允许合环。 　　在实际合环操作中，应根据理论计算模型，结合地区10kV线路实际运行情况，确定符合当地电网的合环运行条件，并制定相应的原则。 　　参考文献 　　[1] 吴长兰，孙朝晖.配电网的合环运行[J].运行维护，2009（01）. 　　[2] 席云华.广州地区10kV电网合环供电理论研究[J].科技论坛，2008 （05）. 　　[3] 刘健，毕鹏翔，杨文宇，程红丽.配电网理论及应用[M].北京：中国水利水电出版社，2007.
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