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摘 要：随着地区配电网不断发展、完善，供电可靠性要求不断提高，采用不停电的合环操作方式转移负荷成为配电环网运行操作的必然趋势。本文在了解配电网合环概念及重要性的基础上，深入剖析影响配电网合环运行的主要因素。为10kV配电网合环操作提供了指导依据，消除了实际操作的盲目性，具有重要指导意义和实际意义。
关键词：10kV配电网；合环运行；相位差；理论模型
0引言
随着对供电可靠性和电能质量的要求越来越高，在城市配电网运行中，为了提高供电可靠性，保证供电连续性，手拉手式双向供电的供电模式日益普遍，负荷通过倒闸操作进行转移供电的情况也更为频繁。不停电转移负荷使合环操作成为配电网运行管理中提高供电可靠性的常用操作手段，该方法可以大大地减少用户的停电次数与停电时间。
目前，实际中都是依靠运行人员的经验来判断是否进行合环。但由于影响10kV线路合环操作的因素有很多，运行人员的主观判断不仅很容易出现判断偏差，而且对可能出现的合环电流缺少量化的分析，使实际操作的结果具有很大的随机性。近几年许多学者纷纷对配电网合环进行研究，对合环模型以及冲击电流计算方法进行修正，局部地区已实现了10kV线路合环运行，但没有明确的配电网合环操作原则。随着配电网规划、建设的发展及供电可靠性的更高要求，研究并明确10kV线路合环转供电操作原则日益迫切。
1 配电网合环运行
1.1 配电网合环运行基本概念
城市配电网络中线路的走向以及配电设施和用户的分布具有明显的地理特征。因地域和配电设施比较集中，城市配电网络与其他地方交叉跨越较多，为提高供电可靠性，除了建设可靠的电源点外，配电网络的常用结构多采用环型网络，或者是双端电源环网及多电源供电网络，即将原先独立的辐射式配电网改变为运行灵活的链式配电网。
配电系统带电合环是指某两个变电站的低压母线各带一段配电线路，而线路之间通过联络开关联络。正常时，联络开关断开，两个站的母线分别带各自的配电线路；当其中某一个站所带配电线路的出线开关需要检修或有其他突发事件时，待故障消除后应先合上联络开关，再断开该站出线开关，通过另一个站的低压母线带上两段配电线路负荷的总过程。这样操作减少了用户的停电时间，实现了不间断供电[2]。
1.2 配电网合环操作的意义
合环操作一方面即可以减少用户的停电，提高网络的供电可靠性，另一方面，合环操作对电力系统来说，也同样存在潜在的危险性[3]。
图1 配电网合环操作示意图
（1）如上图1中，母线A和母线B通过联络开关并联运行时，正常情况下，只要A、B母线的电压差不是很大，通过联络开关的电流不大；但是当系统出现故障时，联络开关有可能通过高压侧传过来的很大的潮流，必然会导致线路中保护误动作，从而造成更大面积的停电事故，造成无法弥补的社会和经济损失。
（2）如果合环点两侧电压差较大（电压幅值差以及相角差较大）或系统短路阻抗相差较大，那么合环操作也会导致合环稳态电流和冲击电流过大，引起保护误动，从而造成故障。
因此，通过找出影响合环电流的因素，制定相应的10kV配电网合环技术原则，为今后运行方式安排及调度操作提供依据，对提高电网供电可靠性具有十分重要的意义。
2 影响配电网合环的因素
2.1 合环电流产生原因
配电网络进行合环操作时，合環线路两侧电源一般处于分列运行状态，但它们的上级电源应该是并列的。经总结，10kV配电网合环电流产生原因如下：
（1）合环开关两侧变电所10kV母线的电压差（数值差、相位差）产生环流。
（2）由于合环开关两侧变电所10kV母线对系统的短路阻抗不同产生环流。
配电网馈线间进行合环操作时，必然要经历一个暂态过程。这是由于断路器闭合前合环两侧存在电压差 ，而当断路器闭合时，两端的电压差突然发生变化，合环断路器两侧电压突然变为大小相等，相角差为0，也即 ，这必然引起环内各个节点电压大小和角度的相应变化，连接于环上节点发电机的电势和角度也将产生变化。然而，由于发电机的转子是有惯性的，发电机的角度，也就是转子的角度不能发生突变，而是要经过一个摇摆过程才能达到新的稳态值，当开口电压的相角或频率不相等时，发电机和环网各线路合环后必将产生功率振荡，从而产生并列合环操作的冲击电流和电磁环网的环流。
2.2 影响合环的因素
将合环系统作适当简化，以方便对其影响因素进行分析。具体的配电网络结构有所差别，合环点位置的选取也有所不同，应结合实际运行情况，抽象出一种具有普遍适应性且便于分析的计算模型。最基本的合环模型中应具备参与合环的变电所的主变压器、低压侧母线及负荷、合环线路与联络开关，如图2所示。
图2 典型的合环示意图
由具体分析可看出，影响合环后联络开关上的功率和电流的因素有以下几点：
1）合环后主变压器高压侧电压差 Δú；
2）合环后主变压器低压侧母线电压UL ；
3）主变压器所带负荷：S1 、S2 、L1 、L2 ；
4）主变压器阻抗：ZT1 、ZT2 ；
5）合环前主变压器低压侧母线电压UL1 、UL2 。
总结合环电流产生原因，得出影响因素为合环点两端电压差、相角差以及合环环路线路阻抗。合环电流大小近似与电压幅值差和相角差成正比，而与环路线路阻抗近似成反比。因此可以采用调节变压器分接头位置和改变变压器所带负荷大小来是合环电流合理化。
3 结论
随着经济的快速发展，对提高城市配电网的供电可靠性和电能质量也提出了更高的要求，配电网双向供电和多电源供电的供电模式日益增多，合环操作也日益频繁。但在合环操作时合环瞬间将产生较大的冲击电流，稳定后电网中同样可能产生较大环流，这些现象都将直接影响到电网的安全稳定运行。一般情况下操作人员只能凭经验决定是否可以进行合环，具有一定的盲目性。如何安全有效的实现配电网合环操作成为业内学者关注焦点。通过对10kV配电网合环运行的研究，为调度员的实际操作提供了依据，保证了合环操作的安全性和有效性，进而提高了10kV配电网的供电可靠性。
参考文献：
[1] 吴长兰，孙朝晖. 配电网的合环运行[J].运行维护2009（01）
[2] 席云华. 广州地区 10kV 电网合环供电理论研究[J].科技论坛，2008（05）
[3] 刘健，毕鹏翔，杨文宇，程红丽.配电网理论及应用[M].北京：中国水利水电出版社，2007.
关键词：10kV配电网；合环运行；相位差；理论模型
0引言
随着对供电可靠性和电能质量的要求越来越高，在城市配电网运行中，为了提高供电可靠性，保证供电连续性，手拉手式双向供电的供电模式日益普遍，负荷通过倒闸操作进行转移供电的情况也更为频繁。不停电转移负荷使合环操作成为配电网运行管理中提高供电可靠性的常用操作手段，该方法可以大大地减少用户的停电次数与停电时间。
目前，实际中都是依靠运行人员的经验来判断是否进行合环。但由于影响10kV线路合环操作的因素有很多，运行人员的主观判断不仅很容易出现判断偏差，而且对可能出现的合环电流缺少量化的分析，使实际操作的结果具有很大的随机性。近几年许多学者纷纷对配电网合环进行研究，对合环模型以及冲击电流计算方法进行修正，局部地区已实现了10kV线路合环运行，但没有明确的配电网合环操作原则。随着配电网规划、建设的发展及供电可靠性的更高要求，研究并明确10kV线路合环转供电操作原则日益迫切。
1 配电网合环运行
1.1 配电网合环运行基本概念
城市配电网络中线路的走向以及配电设施和用户的分布具有明显的地理特征。因地域和配电设施比较集中，城市配电网络与其他地方交叉跨越较多，为提高供电可靠性，除了建设可靠的电源点外，配电网络的常用结构多采用环型网络，或者是双端电源环网及多电源供电网络，即将原先独立的辐射式配电网改变为运行灵活的链式配电网。
配电系统带电合环是指某两个变电站的低压母线各带一段配电线路，而线路之间通过联络开关联络。正常时，联络开关断开，两个站的母线分别带各自的配电线路；当其中某一个站所带配电线路的出线开关需要检修或有其他突发事件时，待故障消除后应先合上联络开关，再断开该站出线开关，通过另一个站的低压母线带上两段配电线路负荷的总过程。这样操作减少了用户的停电时间，实现了不间断供电[2]。
1.2 配电网合环操作的意义
合环操作一方面即可以减少用户的停电，提高网络的供电可靠性，另一方面，合环操作对电力系统来说，也同样存在潜在的危险性[3]。
图1 配电网合环操作示意图
（1）如上图1中，母线A和母线B通过联络开关并联运行时，正常情况下，只要A、B母线的电压差不是很大，通过联络开关的电流不大；但是当系统出现故障时，联络开关有可能通过高压侧传过来的很大的潮流，必然会导致线路中保护误动作，从而造成更大面积的停电事故，造成无法弥补的社会和经济损失。
（2）如果合环点两侧电压差较大（电压幅值差以及相角差较大）或系统短路阻抗相差较大，那么合环操作也会导致合环稳态电流和冲击电流过大，引起保护误动，从而造成故障。
因此，通过找出影响合环电流的因素，制定相应的10kV配电网合环技术原则，为今后运行方式安排及调度操作提供依据，对提高电网供电可靠性具有十分重要的意义。
2 影响配电网合环的因素
2.1 合环电流产生原因
配电网络进行合环操作时，合環线路两侧电源一般处于分列运行状态，但它们的上级电源应该是并列的。经总结，10kV配电网合环电流产生原因如下：
（1）合环开关两侧变电所10kV母线的电压差（数值差、相位差）产生环流。
（2）由于合环开关两侧变电所10kV母线对系统的短路阻抗不同产生环流。
配电网馈线间进行合环操作时，必然要经历一个暂态过程。这是由于断路器闭合前合环两侧存在电压差 ，而当断路器闭合时，两端的电压差突然发生变化，合环断路器两侧电压突然变为大小相等，相角差为0，也即 ，这必然引起环内各个节点电压大小和角度的相应变化，连接于环上节点发电机的电势和角度也将产生变化。然而，由于发电机的转子是有惯性的，发电机的角度，也就是转子的角度不能发生突变，而是要经过一个摇摆过程才能达到新的稳态值，当开口电压的相角或频率不相等时，发电机和环网各线路合环后必将产生功率振荡，从而产生并列合环操作的冲击电流和电磁环网的环流。
2.2 影响合环的因素
将合环系统作适当简化，以方便对其影响因素进行分析。具体的配电网络结构有所差别，合环点位置的选取也有所不同，应结合实际运行情况，抽象出一种具有普遍适应性且便于分析的计算模型。最基本的合环模型中应具备参与合环的变电所的主变压器、低压侧母线及负荷、合环线路与联络开关，如图2所示。
图2 典型的合环示意图
由具体分析可看出，影响合环后联络开关上的功率和电流的因素有以下几点：
1）合环后主变压器高压侧电压差 Δú；
2）合环后主变压器低压侧母线电压UL ；
3）主变压器所带负荷：S1 、S2 、L1 、L2 ；
4）主变压器阻抗：ZT1 、ZT2 ；
5）合环前主变压器低压侧母线电压UL1 、UL2 。
总结合环电流产生原因，得出影响因素为合环点两端电压差、相角差以及合环环路线路阻抗。合环电流大小近似与电压幅值差和相角差成正比，而与环路线路阻抗近似成反比。因此可以采用调节变压器分接头位置和改变变压器所带负荷大小来是合环电流合理化。
3 结论
随着经济的快速发展，对提高城市配电网的供电可靠性和电能质量也提出了更高的要求，配电网双向供电和多电源供电的供电模式日益增多，合环操作也日益频繁。但在合环操作时合环瞬间将产生较大的冲击电流，稳定后电网中同样可能产生较大环流，这些现象都将直接影响到电网的安全稳定运行。一般情况下操作人员只能凭经验决定是否可以进行合环，具有一定的盲目性。如何安全有效的实现配电网合环操作成为业内学者关注焦点。通过对10kV配电网合环运行的研究，为调度员的实际操作提供了依据，保证了合环操作的安全性和有效性，进而提高了10kV配电网的供电可靠性。
参考文献：
[1] 吴长兰，孙朝晖. 配电网的合环运行[J].运行维护2009（01）
[2] 席云华. 广州地区 10kV 电网合环供电理论研究[J].科技论坛，2008（05）
[3] 刘健，毕鹏翔，杨文宇，程红丽.配电网理论及应用[M].北京：中国水利水电出版社，2007.