10 kV配網合環轉供電研究

張磊

(云南電網有限責任有限公司紅河供電局，云南 蒙自 661100)

10 kV配網合環轉供電研究

張磊

(云南電網有限責任有限公司紅河供電局，云南 蒙自 661100)

在理論分析的基礎上，通過大量仿真推導出環流計算公式，可直接將公式導入SCADA系統，實時判別兩條10 kV聯絡線是否具備合環條件，為調度員開展配網合環操作提供依據，可推廣至35 kV聯絡線。

配網；合環；轉供電

0 前言

目前的配網中，手拉手雙向供電方式愈來愈普遍，這在網架結構形式上減少了停電時間，提高了供電可靠性。不停電合環轉供電的研究有不少，但有復雜的建模和仿真校驗，而且不同的運行工況多要進行不同的校驗。合環操作時，合環開關兩側的電壓幅值、相角偏差可能會產生過大的合環電流，導致保護動作跳閘，造成停電面積擴大。不同的運行工況，合環后的環流不同，而且合環前后，環路中的潮流都有變化，很難用簡單的公式直接計算環流的大小，運行工況也在實時變化。

本文依據環形網絡中的潮流分布的特點，以兩個110 kV變電站10 kV手拉手線路為實際算例，在理論分析的基礎上，應用BPA仿真軟件進行多次仿真分析，尋找到在環形網絡中相關參數不變的情況下，負荷變化與環流大小的關系，并應用線性公式進行表示，將公式導入SCADA系統中可以實時計算出合環后的環流，判別合環后通過兩條聯絡線路出口斷路器電流是否會超過過流保護動作值，從而判定是否滿足合環條件。

1 理論分析

電力線路如圖1所示。

圖1 兩個110 kV變電站10 kV聯絡示意圖

從三個方面進行分析：

1)根據線路有功傳輸功率近似公式：

式中忽略了線路電阻，U1、U2為線路兩端電壓，變化不大，X為線路電抗，基本不變，顯然線路傳輸的有功功率主要與線路兩端的電壓相角差δ有關，而δ在合環前后會有變化，利用該公式不易直接確定合環后聯絡線上傳輸的有功功率。

2)根據線路無功傳輸的近似公式：

式中忽略了線路電阻、π型等效電路中的末端電納，δ一般較小，cosδ近似為1，這樣，當X較小時，很小的壓差也可能會在聯絡線上產生較大的無功電流。

3)10 kV線路合環后，在蒙自變＃1主變35 kV側空載情況下，形成電磁環網，潮流分布符合環形網絡特點，簡化后的等值電路如圖2所示。

圖2 兩個110 kV變電站10 kV合環后的簡化等值電路

流經阻抗Z12、Z31的功率分別為：

那么，流過Z23的電流：

此時環流功率為0。

2 仿真分析

仿真分析采用BPA軟件計算，110 kV線路、主變參數均按實際參數輸入到計算程序中。下面分三種情況進行分析：

1)主變變比相同，10 kV線路只計及線路電抗，調整110 kV鳳凰變與蒙自變＃1主變的10 kV側負荷，會發現負荷比例不變時，環流功率仍為0；負荷比例改變時，環流功率會隨負荷成線性變化；110 kV蒙自變＃1主變的35 kV側負荷也與環流功率成線性關系，這與前面的理論推導相一致。

2)主變變比相同，10 kV線路計及電阻、電抗和電納，主變高壓側都在6檔，計及電纜的電阻和電納后，有功、無功負荷的變化會交互影響，但仍環流功率與負荷變化仍具有近似線性關系。

這樣，考慮了所有參數，經多次仿真分析，就可得到合環后的環流功率的精確估算公式后聯絡線上環流視在功率：

計入10 kV聯絡線上的負荷電流，考慮合環穩態電流和沖擊電流 (沖擊電流約為穩態電流的2.55倍)均不致保護動作時，純環流 (不含負荷電流)不大于100 A，此時，

這樣，允許環流與合環環流功率就建立了聯系。

3)變比不同時，即使兩個110 kV變電站10 kV母線電壓近似相等，仍會有明顯的無功環流，特別在城市配網中大量使用電纜，線路阻抗值較小，合環環流會更加明顯。因此，不建議在主變變比不同情況進行合環操作，可進行主變調檔，使主變變比相同后再根據前述方法判別是否滿足合環條件。

3 結束語

本文根據環形網絡潮流分布特點，進行理論推導，找到10 kV聯絡線環流功率與10 kV母線負荷變化近似成線性的特點。合環前后的短暫時刻，雖然潮流會重新分布，但除聯絡線外的10 kV母線負荷基本不變。正是利用這一特點，通過仿真計算分析，推導出簡單實用的環流計算公式，公式中只需代入合環前的 負荷情況就能計算出合環后的環流功率。將公式導入SCADA系統，便可實時計算合環后環流情況，判別合環后是否會引起保護動作跳閘，從而有效指導調度員的合環操作。該分析方法推導出的精確估算公式經實際合環操作驗證，誤差很小，便于應用。該分析方法可推廣應用至任何10 kV聯絡線路，35 kV聯絡線路也可推廣應用。電網網架結構是相對穩定的，只要環內網架結構不變，推導出的公式就可一直使用，環內網架結構變化時，重新計算推導即可。

[1] 陳珩.電力系統穩態分析 (第三版) [M].北京：中國電力出版社，2007，91-93.

[2] 謝清銳，李揚，王升治.SCADA系統實時配網合環合環操作風險評估 [J].云南電力技術，2010，38：24-25.

[3] 李光琦.電力系統暫態分析 (第三版) [M].北京：中國電力出版社，2007.

Practical Research on Closing Loop for Power Supply Transferring on 10 kV Distribution Network

ZHANG Lei
(Honghe Power Supply Bureau，Yunnan Power Grid Co.Ltd.，Mengzi，Yunnan 661100，China)

This paper based on theoretical analysis，a simpler and more practical formula was derived through numerous simulations. The formula can be directly imported into SCADA system and a real-time identification on whether two 10 kV tie lines meet the requirements of loop closing can be made，which provides basis for dispatchers to carry out distribution loop closing operations.It can be extended to 35 kV tie lines.

distribution network；closing loop；power supply transferring

TM74

B

1006-7345(2015)06-0054-02

2015-07-21

張磊 (1981)，男，碩士，工程師，云南電網有限責任公司紅河供電局，主要從事電網調度、電網分析及穩定管理、安全生產風險體系管理工作 (e-mail)137781977＠qq.com。