配電網(wǎng)合解環(huán)操作的方案設(shè)計(jì)探討

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1合解環(huán)過(guò)程中存在的問(wèn)題

電網(wǎng)在合解環(huán)過(guò)程中存在以下3個(gè)突出問(wèn)題：（1）長(zhǎng)時(shí)間電磁環(huán)網(wǎng)影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。（2）由于運(yùn)行方式改變?cè)斐衫^電保護(hù)失配，設(shè)備故障時(shí)使事故范圍擴(kuò)大。（3）操作時(shí)間長(zhǎng)，影響事故處理能力和應(yīng)急處置水平。目前合解環(huán)過(guò)程需要通過(guò)電網(wǎng)調(diào)度和現(xiàn)場(chǎng)值班人員接發(fā)令操作，造成電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)。例如圖1中102開(kāi)關(guān)處合環(huán)后，若電源A線發(fā)生永久性故障，對(duì)側(cè)保護(hù)跳開(kāi)105開(kāi)關(guān)，但故障并沒(méi)有被隔離，因橋接線典型設(shè)計(jì)不配置保護(hù)，101，102，103開(kāi)關(guān)無(wú)法跳開(kāi)，故將越級(jí)跳電源B線的出線104開(kāi)關(guān)，最終會(huì)導(dǎo)致變電站全站失電，擴(kuò)大了事故范圍。

2解決上述問(wèn)題的方法

探討思路之一是橋開(kāi)關(guān)增設(shè)過(guò)流保護(hù)。線路合環(huán)后，當(dāng)線路故障時(shí)，跳開(kāi)對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)和橋開(kāi)關(guān)（或橋開(kāi)關(guān)過(guò)流保護(hù)選跳線路開(kāi)關(guān)），對(duì)故障進(jìn)行隔離；當(dāng)線路超穩(wěn)定限額時(shí)，跳開(kāi)橋開(kāi)關(guān)（或橋開(kāi)關(guān)過(guò)流保護(hù)選跳線路開(kāi)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(guò)流保護(hù)的投資需5~8萬(wàn)。同時(shí)也無(wú)法解決長(zhǎng)時(shí)間電磁環(huán)網(wǎng)問(wèn)題，成效并不顯著。另一種思路是合環(huán)后自動(dòng)解環(huán)，一旦102開(kāi)關(guān)處合環(huán)后經(jīng)短暫延時(shí)即自動(dòng)跳開(kāi)101開(kāi)關(guān)或103橋開(kāi)關(guān)，快速完成解環(huán)，從而解決越級(jí)跳問(wèn)題，同時(shí)也縮短電磁環(huán)網(wǎng)持續(xù)時(shí)間。采用文獻(xiàn)[4]介紹的合環(huán)解列保護(hù)是一種選擇，但每套需投資6~9萬(wàn)。備自投裝置技術(shù)成熟，有備用的軟/硬件，通過(guò)功能拓展，可在人工合環(huán)后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)解環(huán)，以解決合解環(huán)問(wèn)題。改造時(shí)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(jià)比高。

3備自投工作原理

若電源A線故障，對(duì)側(cè)保護(hù)跳開(kāi)105開(kāi)關(guān)，故障被105開(kāi)關(guān)和102開(kāi)關(guān)隔離。若為瞬時(shí)性故障，則105開(kāi)關(guān)重合成功即可恢復(fù)正常運(yùn)行；若為永久性故障，105開(kāi)關(guān)重合后加速跳開(kāi)。備自投在躲過(guò)重合閘時(shí)間后啟動(dòng)，并檢測(cè)電源A線受電側(cè)母線失壓、備用線路有壓、101開(kāi)關(guān)無(wú)電流3個(gè)判據(jù)同時(shí)成立，即可動(dòng)作于補(bǔ)跳101開(kāi)關(guān)，合上102開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)備用電源（電源B線）的自動(dòng)投入，恢復(fù)對(duì)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(gè)開(kāi)關(guān)的操作以及開(kāi)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(dòng)作邏輯上有細(xì)微差別，硬件方面則完全一致，可見(jiàn)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(jī)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)采樣，可得到線路電壓和電流、母線電壓和電流、開(kāi)關(guān)位置等輸入量；通過(guò)編程與定值整定，可設(shè)置相應(yīng)期望的動(dòng)作邏輯，完成預(yù)定功能。多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，備自投性能穩(wěn)定、誤動(dòng)率低，軟/硬件備用充裕。拓展備自投功能以實(shí)現(xiàn)上文所述的合解環(huán)操作，對(duì)于備自投廠家來(lái)說(shuō)，硬件系統(tǒng)基本無(wú)需改動(dòng)，軟件系統(tǒng)也只需通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)以下邏輯功能：在操作人員合上102開(kāi)關(guān)后，檢測(cè)101，102，103開(kāi)關(guān)均在合位，各開(kāi)關(guān)動(dòng)作前后電流發(fā)生變化（驗(yàn)證合環(huán)成功，潮流確已轉(zhuǎn)移），經(jīng)過(guò)短暫延時(shí)以后，自動(dòng)跳開(kāi)101開(kāi)關(guān)或103開(kāi)關(guān)完成解環(huán)（電網(wǎng)調(diào)度根據(jù)運(yùn)行方式預(yù)置解環(huán)點(diǎn)為101開(kāi)關(guān)或103開(kāi)關(guān)）。

4.2管理層面

近年來(lái)，用戶對(duì)連續(xù)供電的要求越來(lái)越高。為保證持續(xù)可靠供電，電網(wǎng)調(diào)度需要通過(guò)合解環(huán)操作來(lái)轉(zhuǎn)移負(fù)荷。合解環(huán)雖存在諸多問(wèn)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(wèn)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(lái)越復(fù)雜，智能化水平越來(lái)越高，合解環(huán)問(wèn)題將日益突出且無(wú)可避免。從管理角度考慮，不論是為建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)、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(xiǎn)管控前移的管理理念，都應(yīng)積極應(yīng)對(duì)。

5設(shè)計(jì)方案

利用備自投合解環(huán)操作的方案設(shè)計(jì)如下：（1）由調(diào)度指令啟用自動(dòng)解環(huán)功能。（2）采集101，102，103開(kāi)關(guān)位置信息，并驗(yàn)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(fù)荷丟失的情況出現(xiàn)，可采用各開(kāi)關(guān)的電流信號(hào)作為閉鎖條件，只有在101，102，103開(kāi)關(guān)已處合位且電流突變量大于整定值后，才能經(jīng)過(guò)短暫延時(shí)后跳開(kāi)電網(wǎng)調(diào)度預(yù)置的解環(huán)開(kāi)關(guān)，完成解環(huán)。合解環(huán)過(guò)程的動(dòng)作邏輯流程如圖2所示。

6結(jié)語(yǔ)

本文提出的利用備自投來(lái)實(shí)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(tái)州電業(yè)局