淺析配電網合環操作

劉文超

摘 要：本文對于配電網合環的操作進行了分類，并在此基礎上指出了不同電壓等級配電網合環的典型操作。并對不同類型的合環操作的優缺點極性了分析。闡明了不同電壓等級和不同類型合環操作時需要注意的關鍵事項和前提條件。

一、引言

輸電系統主要作用是遠距離傳輸電能，為降低線路輸電損耗，因此選用高電壓等級進行傳輸，而配電系統主要作用是對一定范圍內的用戶進行配送電，因此覆蓋區域范圍不大，故選用較低電壓等級。但配電系統作為電力系統中直接面向終端用戶的最后一個環節，它的完善與否直接關系著廣大用戶的用電可靠性和用電質量，能夠直接影響社會經濟發展和人民生活水平的提升，因而在電力系統中具有十分重要的地位。

二、合環操作的分類

根據參與合環操作的線路的供電電源不同，可以劃分為多種合環方式，根據實際運行經驗和合環操作需求，本文中將10kV合環操作分為5類：

（1）同一變電站同一10kV母線出線。2條參與合環的10kV線路均由同一變電站同一10kV母線出線其電源點相同，合環沒有經過上一電壓等級。

（2）同一變電站不同10kV母線出線。2條參與合環的10kV線路由同一變電站不同10kV母線出線，合環操作將經過該變電站的高壓母線，形成電磁環網。

（3）同一220kV變電站不同110kV變電站出線。2條參與合環的10kV線路由不同110kV變電站出線，但2座110kV變電站均由同一220kV變電站的母線供電，合環操作經過220kV變電站的110kV母線，形成電磁環網。

（4）220kV變電站與110kV變電站出線。2條參與合環的10kV線路分別由220kV變電站和110kV變電站的10kV母線出線，合環操作經過220kV變電站的110kV母線（合環期間潮流經過220kV主變），形成電磁環網。

（5）不同220kV變電站下110kV變電站出線。如圖所示，2條參與合環的10kV線路分別由不同220kV變電站接帶的110kV變電站10kV母線出線，合環操作經過220kV聯絡線，形成電磁環網。

三、配電網合環優缺點分析

隨著配電網的逐步發展，中壓配電網由原單幅射結構為主，逐漸變為環網結構或多聯絡結構，較從前供電可靠性得到明顯的提升，在事故或者檢修方式下，通過配網合環操作，能夠明顯減少用戶的停電范圍和停電時間，極大的提升了用戶供電連續性和供電可靠性。多電源供電的方式，也能夠提供用戶供電路徑的多種選擇。因此，適當的釆取合環操作的方式，能夠提升供電可靠性，提升用戶供電滿意度，并且能夠更加經濟運行。盡管配電網合環操作存在較多的優點，但由于合環操作中電網存在短時的跨電壓等級電磁環網，系統運行參數有一定改變，因此存在較多不確定的安全隱患。

（1）若合環點兩側的電壓幅值相角或是系統短路阻抗相差較大，則采用合環操作方式，可能造成負荷大量通過一側線路轉移，在穩態下超過線路允許最大運行電流，而導致保護誤動從而切除線路負荷，擴大停電范圍，并對后續停電原因判斷帶來不利影響，推遲線路送電。

（2）若合環點兩側具備合環條件，可以通過合環操作方式轉移負荷，但在短時合環時，存在高壓與10kV系統形成的電磁環網，此時若高壓側電網故障跳閘，則會通過10kV線路轉移大量高壓系統負荷，遠遠超過10kV系統正常運行水平，將造成10kV設備保護動作，還存在設備燒損風險，擴大停電范圍，或造成更大面積更長時間的停電事件，影響系統安全性，影響用戶供電可靠性。

因此，配電網合環操作具有較好的應用性，能夠滿足人民生活對供電連續可靠的要求，但由于合環操作沒有系統性的分析，僅靠運行人員經驗進行合環操作，存在一定的安全風險。綜上所述，需要對配電網合環操作進行分析，明確合環操作條件，進一步推廣配電網合環操作應用。

四、配電網合環操作條件

根據配電網合環操作概念分析可得知，合環操作需要滿足一定的條件后才具備合環條件，因此分析操作應滿足如下要求。

（1）相序相位一致。合環前要明確合環點兩側的母線及線路相序一致，相位相同。主要分為變電站內、配電線路、開關站進行核相。

（2）合環潮流不越限。1.電壓差合理。合環點兩側電壓差過大將導致合環時產生較大的合環電流，將引起保護動作，因此合環前需校核電壓幅值差。2.線路負荷合理。合環點兩側總負荷不應大于線路開關的額定負荷，防止合環方式下轉移負荷大于單一線路開關的最大承載能力而引起保護跳閘。3.設備阻抗合理。參與合環的兩側母線所在變電站到合環點的阻抗之和相差要在一定范圍內，避免潮流大范圍轉移。

（3）—次設備滿足要求。1.一次設備無缺陷。參與合環的設備應確保無影響運行缺陷，能夠正常運行。2.設備滿足合環操作條件。參與合環的線路或斷路器要滿足相關技術參數，具備合環、解環能力。

（4）二次設備滿足要求。1.繼電保護正確整定。合環前需確定保護定值整定正確，能夠滿足合環方式下的保護配置要求，正常情況下不能誤動作。2.自動裝置配置合理。合環操作時原則上重合閘裝置不退出運行，保持原方式不變，但需考慮合環時故障方式下的短路電流對設備的影響。

（5）合環操作方法。1.操作設備選擇。嚴禁使用刀閘進行合、解環操作，合環與解環必須使用開關操作。2.合環操作方式。具備遙控條件的應優先安排遙控合環操作，不具備遙控條件的，現場操作應落實相應安全措施。3.合環操作時間。為減輕合環操作時的潮流，應選擇在負荷低谷時段進行合環操作;合環、解環的操作時間應控制在10分鐘以內。

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