合环操作在欧冶炉10kV供电线路的应用分析

合环操作在欧冶炉 10kV供电线路的应用分析

杨红松

新疆八一钢铁集团有限责任公司炼铁分公司

摘要：本文阐述了欧冶炉10kV合环操作的方式以及对电网的影响。合环操作所应具备的必要条件。介绍了合环分组操作的流程，以保证环网转供电能安全、顺利完成，提高10KV供电可靠性。

关键词：配电网；合环操作；转供电

1、引言
    由于对变电站定期的检修、线路的故障抢修等需要，都需进行大量的转供电工作。在负荷转移时通过合环操作可以选择合适的供电路径来转移负荷。该操作保证了对用户供电的连续性。欧冶炉10kV合环操作可以实现不停电转电, 提高供电可靠性,它的优点我们积累了几点经验。

2、合环的优点
    通过10kV线路先合环再断开相应断路器，则对减小停电范围，提高供电的连续性,减少用户的停电次数和时间，合环操作成为电力系统运行操作中必不可少的环节。

3、合环操作的理论分析
    合环操作可以提高配电网的供电连续性，但合环操作必须具备必要的条件，同时合环操作具备一定的危险性。具体分析如下：

3.1、合环的方式分析

合环可以按照接线方式进行分类,对于不同的合环方式, 具有不同的网络特点,配电网合环操作分为以下两种模式，从合环操作点来分可以分为通过母联开关和通过联络开关两种合环模式；从合环点追朔的上游电源是否并列运行可以分为两种，上游电源并列运行和分列运行两种。综合上述两种情况，可以将合环模式总结为以下两种情况：

（1）合环点上游电源分列运行的馈线合环

    配网合环点1属于这种情况，母线A和母线B两条母线分列运行并且来自不同的变电站，他们之间直接通过变电站或开关站母联开关或联络开关进行合环操作
（2）上游电源并列运行的馈线合环
    配网合环点2属于这种情况，都是由同一个110KV的母线供电，在进行配网合环操作时利用变电站母联开关或联络开关进行合环操作。

    对于这两种合环操作，第一种危险性最大，其上游电源为分列运行，合环点电压差较大。第二种由于其110kV电源为并列运行，其合环点电压差会相对小一些，但是如果合环线路两侧负荷较重，也可能造成环流过大，因此也必须经过计算确保合环操作的可行性。供电局对各环网点在设计初期便进行计算和环网线路的合理分配。均已具备初步的合环条件。图1 合环模式分类
3.2 合环的影响分析
    合环是有利有弊的。合环一方面,可以减少用户的停电、理论上提高供电可靠性、有利于日常维护和设备的更换。但是,合环操作对电网存在以下的潜在风险。

（1） 合环电流.
    合环线路两侧电源一般处于分列运行状态,但它们的上级电网应该是并列运行的,配电网络进行合环时,由于合环线路两侧母线的压差(数值差、相位差)产生环流,即使合环开关两侧母线电压数值相同，但也会由于合环母线处对系统的短路阻抗不同而产生环流。
（2） 合环冲击电流.
    中压配电网进行合环时,由于负荷开关闭合前合环两侧存在电压差不为0,而当符合开关闭合时,两端的电压差突然发生突变,并列合环符合开关两侧电压突然变为大小相等,相角差为0,必然要经历一个暂态阶段。产生的暂态电流会引起合环两端线路内各个节点电压大小和角度的相应变化,连接于环上电势和角度也将产生变化.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,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。
（3）短路电流.
    合环运行会使系统综合阻抗变小,短路电流增大,而过大的短路电流会使变电站内继电保护误动;使系统中出线较多且电源出线集中的母线短路容量增大,一旦发生故障往往会触发电力系统事故。
（4）电压差问题
    正常情况下，合环开关断开，两条馈线独立运行。进行检修或切负荷等工作时，将合环开关闭合。由于开关两侧存在电压差。因此，当合环开关闭合时，环路中将产生合环电流。
       因此，在倒负荷和线路检修时,为减少停电时间,提高供电可靠性,需要采用带电合环操作;但合环操作可能引起合环电流、电压差、合环冲击电流、短路容量、继电保护配置等问题,形成电网运行的风险,情况严重时还可能扩大事故影响范围。

3.3 合环的条件
    环网合环操作在停电检修、突发事件或负荷转移时可以提高系统供电可靠性,但是通过合、解环操作引起的环流对电网的安全运行有很大的影响。因此，对于电网合环操作，必须具备相应的条件，才能安全稳定进行。
电网短时合环操作的条件:

（1）互供线路两侧主变电源应是由同一个220千伏系统供电。

（2）合环点相位应一致，否则合环会造成相间短路。如首次合环或检修后，必须经测定相位，证明合环点两侧相位一致。
（3）两侧频率应相等。
（4）电压差应尽量小。电压幅值差以及相角差过大或系统短路阻抗相差过大, 那么合环操作会导致合环的冲击电流过大, 引起保护误动, 从而造成故障。互供线路两侧10千伏母线电压差允许不大于5%；（按变压器并列条件的规定）。

（5）线路以及各设备负载能力要符合设计要求。合环后环网内各元件不致过载。
（6）各母线电压不应超过规定值。
（7）继电保护与安全自动装置应适应环网运行方式。
4、合环的管理
     合环操作牵涉到电网的并列和负荷转移，极易造成误操作事故.因此，要对合环操作进行严格控制，弄清容易出错的问题和环节，采取措施加以防范，保证合环操作的安全和用户的连续可靠供电。
    经验总结，已经将合环转供电工作中最为关键的相序、相位核对工作形成了一套工作规范，设备安装后，初次试验就要核对一二次接线是否准确对应。送电之后，施工必须在设备合环前进行核相，具备可以合环条件方可允许合环操作，并对线路的架设方式、电缆的标识都做了严格的规定，并要求设计、施工单位严格执行，确保管辖范围内所有的合环操作点均具备合环转供条件。同时，为确保10千伏互供线路合环点的两侧相位相同，保证10千伏互供线路合环操作无差错.

5、10 kV线路合环操作实施案例
    下面以欧冶炉1#线,2#线为例，两条10kV线路上级电源为同一220 kV变电站，不同35kV母线分段运行的配网线路合环操作为例。
（1）对合环操作事前进行评估，分析合环的暂态电流和稳态电流、线路的负荷情况等。判断线路是否具备合环的必要条件。
（2）选择最佳运行方式，并下发调度指令票，阐述改变运行方式的步骤。

（3）运行人员根据调度指令票填写操作票。分部进行合环操作。
（4）将操作人员按需要分为2 组或者3 组。每组2 人，其中1 人为操作监护人，另外1 人为操作人。操作前核对10kV1#线与10kV2#线相序、两端压差等是否符合条件。符合条件后，方可准备合上联络开关。各组人员熟悉操作票后分别到操作现场熟悉现场的操作环境和准备正确的操作工具，检查具备操作条件后电话通知配网调度员操作任务准备就绪。
（5）人员准备操作就绪后，就转供电操作计划按一定的顺序通知各组人员进行操作，并实时跟踪操作情况和高压线路是否成功转供电。
6、结束语
    对于具备条件的配电网环网线路，在进行核相、验算和安全校核的基础上，应积极采取合环运行操作的方法，这样不仅有利于减少用电客户的停电次数和停电时间，还有利于电网计划检修工作的开展。因此合环具有很强的现实意义。10kV 配网合环操作必将得到推广与应用。
参考文献：
[1]高颂九环网供电中存在的问题及解决办法.电力系统装备-2002 年1 期.135~138
[2]王加庆，吴迪，叶彬，等． 安徽电网2008—2015 年电磁环网的解环方案［J］． 华东电力