配電網(wǎng)合解環(huán)操作的方案設(shè)計探討

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1合解環(huán)過程中存在的問題

電網(wǎng)在合解環(huán)過程中存在以下3個突出問題：（1）長時間電磁環(huán)網(wǎng)影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。（2）由于運行方式改變造成繼電保護失配，設(shè)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(yīng)急處置水平。目前合解環(huán)過程需要通過電網(wǎng)調(diào)度和現(xiàn)場值班人員接發(fā)令操作，造成電磁環(huán)網(wǎng)運行時間較長。例如圖1中102開關(guān)處合環(huán)后，若電源A線發(fā)生永久性故障，對側(cè)保護跳開105開關(guān)，但故障并沒有被隔離，因橋接線典型設(shè)計不配置保護，101，102，103開關(guān)無法跳開，故將越級跳電源B線的出線104開關(guān)，最終會導(dǎo)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(guān)增設(shè)過流保護。線路合環(huán)后，當(dāng)線路故障時，跳開對側(cè)開關(guān)和橋開關(guān)（或橋開關(guān)過流保護選跳線路開關(guān)），對故障進行隔離；當(dāng)線路超穩(wěn)定限額時，跳開橋開關(guān)（或橋開關(guān)過流保護選跳線路開關(guān)），完成解環(huán)。不足之處是需要增加投資、新增設(shè)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(huán)網(wǎng)問題，成效并不顯著。另一種思路是合環(huán)后自動解環(huán)，一旦102開關(guān)處合環(huán)后經(jīng)短暫延時即自動跳開101開關(guān)或103橋開關(guān)，快速完成解環(huán)，從而解決越級跳問題，同時也縮短電磁環(huán)網(wǎng)持續(xù)時間。采用文獻[4]介紹的合環(huán)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(shù)成熟，有備用的軟/硬件，通過功能拓展，可在人工合環(huán)后實現(xiàn)自動解環(huán)，以解決合解環(huán)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(cè)保護跳開105開關(guān)，故障被105開關(guān)和102開關(guān)隔離。若為瞬時性故障，則105開關(guān)重合成功即可恢復(fù)正常運行；若為永久性故障，105開關(guān)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(cè)母線失壓、備用線路有壓、101開關(guān)無電流3個判據(jù)同時成立，即可動作于補跳101開關(guān)，合上102開關(guān)，實現(xiàn)備用電源（電源B線）的自動投入，恢復(fù)對受電側(cè)變電站的供電，提高了供電可靠性。合解環(huán)操作與備自投的相同之處是：都僅涉及101，102，103這3個開關(guān)的操作以及開關(guān)位置、電壓、電流量等。而不同之處是：合解環(huán)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(huán)功能是完全可行的。

4方案可行性分析

4.1技術(shù)層面

目前主流的備自投裝置普遍采用微機實現(xiàn)。通過采樣，可得到線路電壓和電流、母線電壓和電流、開關(guān)位置等輸入量；通過編程與定值整定，可設(shè)置相應(yīng)期望的動作邏輯，完成預(yù)定功能。多年運行經(jīng)驗表明，備自投性能穩(wěn)定、誤動率低，軟/硬件備用充裕。拓展備自投功能以實現(xiàn)上文所述的合解環(huán)操作，對于備自投廠家來說，硬件系統(tǒng)基本無需改動，軟件系統(tǒng)也只需通過編程來實現(xiàn)以下邏輯功能：在操作人員合上102開關(guān)后，檢測101，102，103開關(guān)均在合位，各開關(guān)動作前后電流發(fā)生變化（驗證合環(huán)成功，潮流確已轉(zhuǎn)移），經(jīng)過短暫延時以后，自動跳開101開關(guān)或103開關(guān)完成解環(huán)（電網(wǎng)調(diào)度根據(jù)運行方式預(yù)置解環(huán)點為101開關(guān)或103開關(guān)）。

4.2管理層面

近年來，用戶對連續(xù)供電的要求越來越高。為保證持續(xù)可靠供電，電網(wǎng)調(diào)度需要通過合解環(huán)操作來轉(zhuǎn)移負荷。合解環(huán)雖存在諸多問題，但很少出現(xiàn)因合解環(huán)操作而引發(fā)的電網(wǎng)安全事故，因此合解環(huán)問題受到的重視程度稍嫌不足。隨著電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，智能化水平越來越高，合解環(huán)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(shè)堅強、智能電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)，還是為貫徹“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的安全方針，或是為踐行風(fēng)險管控前移的管理理念，都應(yīng)積極應(yīng)對。

5設(shè)計方案

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

6結(jié)語

本文提出的利用備自投來實現(xiàn)合解環(huán)操作的設(shè)想，不管是在技術(shù)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(yè)局