谈10kV配网合环操作的条件及其对馈线保护的影响

么鲁宁

（国网山东省电力公司冠县供电公司，山东聊城，252500）

0 引言

10kV配网是电力系统中的重要组成部分，会影响整个电力系统运行的稳定性和安全性。在对配网进行改造后，通常会采用开环和闭环的方式维持系统的运行。但是，如果合环操作的频率太高，就会对馈线保护产生不好的影响，从而使系统运行的安全性受到威胁。

1 条件分析

1.1 合环条件

10kV配网合环操作要达到三个条件：第一，线路中每个相序要相同，大量研究结果显示，当线缆和新投入使用的线路中有异常情况出现时，且已经达到合环的所有条件，则必须保证每个合环点的两侧核相都正确。核对相位有三种形式：首先，变电站，在新修的变电站中，当电力设备投入使用后，可利用TV对相序进行核对。变电站中的设备出现异常变动的情况比较少，所以需要反复核对设备的相位和相序。其次，断路器，开关中站的所有线路都要经过电缆线路，断路器 又不是处于开放状态的，所以其不满足一次核对相序的条件，需要在二次核对相序时，对断路器进行处理。最后，待合环开关，一般情况下，当线路中出现异常变动情况时，或者有相序的变动异常时，说明设备的数目在系统能够承受的范围内。这时，相关人员需要通过构建模型，对线路潮流情况进行全面的分析，对线路两侧的负荷和电压差进行检查，查看其是否与相关规定相符，并检查其与220kV电力系统是否存在联系。第二，系统中所使用的各种电力设备，要将参数设置好，以确保所有的设备都能正常运行，并满足系统的运行要求。第三，各电气设备的功能正常，不能出现故障，否则会影响电网的正常供电。这三个条件是配网合环的理想条件，但在实际的电网运行工程中，只要能将相位差控制在5°以内，就可对线路进行合环操作。在电网的建设过程中，其结构越来越复杂，每种结构对电压差和相位的要求都不同。所以，在进行合环操作前，要先计算电流值。

1.2 合环模式

合环操作主要有三种模式：第一，10kV合环操作在类型不同的220kV电网系统，且不同类型的10kV变电站中进行。第二，在相同类型的220kV电网系统，但不同的110kV变电站中执行10kV合环操作。第三，在同种类型的110kV变电站中，执行不同的10kV合环操作。不同合环操作模式下，相同时刻线路中存在的合环点的数量可能是1个，也可能是2个，要根据实际的情况判断具体的数量。

1.3 操作实例

以某配电网中10kV甲线和10kV乙线为例，两条10kV线路上的电源都来自于同一个220kV变电站，对不同10kV母线分段运行的配电网线路进行合环操作。第一步，将配网调度员或者监管员作为调度的中心，做好合环操作前的评估工作，在评估过程中，重点分析线路的潮流方向、合环的暂态和稳态电流等，以判断线路是否能达到合环操作的条件。第二步，合理选择运行方式，并在指令票中对运行方式的改变方案进行详细的描述。第三步，运行人员以指令票为依据，详细填写操作票，对线路进行分部的合环操作。第四步，将每2个操作人员分成一组，1人为操作人，1人为监护人。在操作前，对两条线路的相序和两端电压差进行检测，确保其符合合环条件，再将600开关合上。每组人员都要到现场去熟悉操作环境，并准备好操作所需的工具，确保符合操作条件后，通过电话的形式通知配网调度员已准备就绪。最后一步，调度人员按照规定的顺序，通知每组人员进行合环操作，并对操作过程进行监督，确保高压电路能成功的转供电。

2 影响分析

2.1 合环电流与冲击电流

合环电流和冲击电流是在合环的过程中产生的，合环线路两侧的电源一般情况下都是并列运行的，当对10kV配网进行合环操作时，线路两端的母线之间存在压力差，所以会产生环流，环流会抑制馈线保护的功能发挥。在进行合环操作时，要将负荷开关设置成闭合状态。在闭合负荷开关前，会产生较大的电压差，在开关闭合后，合环两侧间的压差会快速的变化，而负荷开关两端的电压则基本相同，不存在相角差，所以会引起暂时性的停歇，冲击性电流就是在这时产生的。冲击电流最大的特点是具有冲击性，会影响线路的各节点和角度，使电势和角度等出现变化，从而使电网系统的稳定性受到影响。所以，当对10kV配网进行合作操作时，要尽可能的避免产生这两种电流，以免影响馈线保护功能，使电网的正常运行受到影响。

2.2 潮汐电流和短路电流

在执行合环操作时，如果系统中出现故障问题，则会导致合环线路失去平衡，并使配网系统崩溃，最终无法正常供电。比如，当上一个等级的配电网系统中，有部分线路存在短路情况时，就中断电力供应，致使联络开关出现强大的潮汐电流。如果配网系统中的某条线路，或某个设备所承受的荷载超过其承受范围时，就会引起跳闸，威胁电力系统的安全性，导致电网系统无法稳定的运行。在合环操作过程中，会对配网系统中的电流阻力产生影响，从而产生短路电流。电路电流会对电网系统产生破坏，影响电网的稳定性。并且，短路电流越大，其破坏力越强，在短路电流达到一定的值以后，就会对电网产生严重的影响。比如，短路电流可能会引起继电保护出现误动，使系统出现故障。如果系统中的母线出现范围比较广的短路，且该范围内出线比较集中，则会阻碍馈线保护功能的发挥，威胁整个配网系统的安全性，给用户和供电企业造成经济损失。

2.3 合环后解环对馈线保护的影响

在对合环后的配网进行解环操作时，会扩大线路的距离，增加馈线上的负荷，从而出现超负荷保护动作。在进行合环操作后，可能引起电流负荷出现偏移性的流动。比如，电流负荷流到A变电站后，就说明B变电站的10kV馈线解环，将会引起B变电站故障。而在完成合环操作后，所有的电流负荷都会流向B变电站，这时的A变电站馈线就会解环，说明A变电站即将出现故障，由B变电站提供故障电流。在合环以后再解环，如果两个变电站的馈线都发生故障，利用电流测量仪对两个站点的电流进行测试，所测得值会低于正常运行下的电流值，说明馈线保护灵敏度不高，其保护功能无法有效的发挥出来，其灵敏度系数＞1.5。当等效电势的参数已经明确时，要控制好系统和馈线的阻抗参数，并用这些参数对馈线保护的灵敏度和稳定性进行校验。根据特定范围内的阻抗数据，可以知道故障的程度会受阻抗的影响，两者之间的关系为负相关。也就是说，当故障比较大时，阻抗比较小；当故障比较小时，阻抗会比较大。通常情况下，当110kV主变电站的阻抗处于大小方式下时，阻抗低于0.4Ω，其对应的220kV主变电站系统的等效通常不会超过0.5Ω。

3 结束语

根据电力工程的具体情况可知，10kV配网合环操作需要具备三个条件，分别为各线路要有同样的相序、正确设置电力设备的参数、所有设备都完好无损。在合作操作过程中，可能产生合环电流、冲击电流、潮汐电流和短路电流等多种情况，从而对馈线保护产生影响。所以，在合环后解环也会对馈线保护产生影响，阻碍其功能的发挥，需要采取合适的措施才能避免影响电网系统的正常运行。

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