配電網合解環操作的方案設計探討

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1合解環過程中存在的問題

電網在合解環過程中存在以下3個突出問題：（1）長時間電磁環網影響電網安全穩定運行。（2）由于運行方式改變造成繼電保護失配，設備故障時使事故范圍擴大。（3）操作時間長，影響事故處理能力和應急處置水平。目前合解環過程需要通過電網調度和現場值班人員接發令操作，造成電磁環網運行時間較長。例如圖1中102開關處合環后，若電源A線發生永久性故障，對側保護跳開105開關，但故障并沒有被隔離，因橋接線典型設計不配置保護，101，102，103開關無法跳開，故將越級跳電源B線的出線104開關，最終會導致變電站全站失電，擴大了事故范圍。

2解決上述問題的方法

探討思路之一是橋開關增設過流保護。線路合環后，當線路故障時，跳開對側開關和橋開關（或橋開關過流保護選跳線路開關），對故障進行隔離；當線路超穩定限額時，跳開橋開關（或橋開關過流保護選跳線路開關），完成解環。不足之處是需要增加投資、新增設備，每套過流保護的投資需5~8萬。同時也無法解決長時間電磁環網問題，成效并不顯著。另一種思路是合環后自動解環，一旦102開關處合環后經短暫延時即自動跳開101開關或103橋開關，快速完成解環，從而解決越級跳問題，同時也縮短電磁環網持續時間。采用文獻[4]介紹的合環解列保護是一種選擇，但每套需投資6~9萬。備自投裝置技術成熟，有備用的軟/硬件，通過功能拓展，可在人工合環后實現自動解環，以解決合解環問題。改造時只需在備自投的軟件上更新程序代碼、在硬件上新增功能壓板，投資少，性價比高。

3備自投工作原理

若電源A線故障，對側保護跳開105開關，故障被105開關和102開關隔離。若為瞬時性故障，則105開關重合成功即可恢復正常運行；若為永久性故障，105開關重合后加速跳開。備自投在躲過重合閘時間后啟動，并檢測電源A線受電側母線失壓、備用線路有壓、101開關無電流3個判據同時成立，即可動作于補跳101開關，合上102開關，實現備用電源（電源B線）的自動投入，恢復對受電側變電站的供電，提高了供電可靠性。合解環操作與備自投的相同之處是：都僅涉及101，102，103這3個開關的操作以及開關位置、電壓、電流量等。而不同之處是：合解環操作“先合后拉”，備自投“先拉后合”。兩者僅在軟件動作邏輯上有細微差別，硬件方面則完全一致，可見利用備自投拓展合解環功能是完全可行的。

4方案可行性分析

4.1技術層面

目前主流的備自投裝置普遍采用微機實現。通過采樣，可得到線路電壓和電流、母線電壓和電流、開關位置等輸入量；通過編程與定值整定，可設置相應期望的動作邏輯，完成預定功能。多年運行經驗表明，備自投性能穩定、誤動率低，軟/硬件備用充裕。拓展備自投功能以實現上文所述的合解環操作，對于備自投廠家來說，硬件系統基本無需改動，軟件系統也只需通過編程來實現以下邏輯功能：在操作人員合上102開關后，檢測101，102，103開關均在合位，各開關動作前后電流發生變化（驗證合環成功，潮流確已轉移），經過短暫延時以后，自動跳開101開關或103開關完成解環（電網調度根據運行方式預置解環點為101開關或103開關）。

4.2管理層面

近年來，用戶對連續供電的要求越來越高。為保證持續可靠供電，電網調度需要通過合解環操作來轉移負荷。合解環雖存在諸多問題，但很少出現因合解環操作而引發的電網安全事故，因此合解環問題受到的重視程度稍嫌不足。隨著電網的發展，電網結構越來越復雜，智能化水平越來越高，合解環問題將日益突出且無可避免。從管理角度考慮，不論是為建設堅強、智能電網的發展目標，還是為貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”的安全方針，或是為踐行風險管控前移的管理理念，都應積極應對。

5設計方案

利用備自投合解環操作的方案設計如下：（1）由調度指令啟用自動解環功能。（2）采集101，102，103開關位置信息，并驗證其均處于合位。（3）為防止在合環不到位的情況下直接解環導致負荷丟失的情況出現，可采用各開關的電流信號作為閉鎖條件，只有在101，102，103開關已處合位且電流突變量大于整定值后，才能經過短暫延時后跳開電網調度預置的解環開關，完成解環。合解環過程的動作邏輯流程如圖2所示。

6結語

本文提出的利用備自投來實現合解環操作的設想，不管是在技術層面還是在管理層面，都不失為一種值得考慮的方案。

作者：陳云彪 黃金鶴 單位：臺州電業局