不同220KV电源供电区域的10KV线路合环转电研究及应用

【摘要】随着电网发展的加快,用户对供电可靠性要求也越来越高。我国10kV配电网一般采用“闭环设计,开环运行”的供电方式,即电网正常运行时,线路采用单电源供电,也就是开环运行；当线路出现故障或需要检修时,则采用双电源供电以保障不停电转供电,也就是闭环运行,这时需要工作人员对配电网进行合环操作。随着220-500kV电网的逐步完善,涉及10kV带电合环操作也迅速增多。由于在进行不同220kV变电站的10kV带电合环操作时,合环前两端母线的电压幅值差和相位差往往较大,很可能在合环操作后产生较大的合环电流,导致10kV馈线保护装置的动作,而过大的冲击电流也可能会损害电力设备,并影响用户的电能质量。为提高供电的可靠性与安全性,减少合环失败的概率,有必要对不同220kV变电站的10kV带电合环转电问题进行研究分析。为了解决合环问题,首先针对合环稳态以及暂态过程,分别进行理论分析。建立了求解合环稳态潮流的等值模型,并将多节点支路等效地化简为单节点支路,大大减少了计算量。根据叠加法的思想,推导出了合环稳态电流的计算公式,分析了各个参数对其的影响。此外,还深入了解了合环的暂态过程,分别建立了求解冲击电流以及过电压的电路模型,量化了暂态过程,分析了冲击电流和过电压对馈线造成的影响。结合合环理论,对地区电网的实际情况进行了分析,通过数据计算与统计,探究出了该电网在各种典型方式(夏大方式和冬小方式)下影响合环潮流大小的各种参数的分布规律。最后通过仿真实验,分析了合环母线电压相角差、幅值差等因素对合环成功率的影响。基于上述分析给出了初步的合环规则。在对不同220kV电源供电区域的10kV线路合环转电问题的理论研究基础上,设计了一款针对合环电流的计算软件。该软件采用比较常见的“两阶段法”作为软件的核心计算算法,即先计算是合环之前各支路的初始潮流,再计算由合环开关两端电压相量差引起的环流。通过对某电网所有可合环点开关两侧的数据采集,以及对合环开关两侧的网络单线图(由SCADA系统收集所得)、BPA的历史数据及10KV馈线常用线型单位长度参数等的收集,完成了该软件的开发与应用。通过对合环问题的深入研究,使得工作人员在合环操作时有了理论指导,摆脱了之前单纯地靠经验进行合环操作的窘境,提高了电能质量,增强了电网的可靠性。
【作者】孙健；
【导师】彭显刚；
【作者基本信息】广东工业大学，电气工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】合环操作；稳态电流；冲击电流；过电压；

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