電網的合解環操作注意事項

陳博妍

摘要：電網合解環操作是調度崗位的日常操作業務之一。無論是哪個電壓等級，哪種類型的解、并列操作，都會給電網的安全穩定運行帶來一定的影響。本文就電網合、解環的過程及操作要求進行了簡要分析，闡述了操作的條件、要點及注意事項，分析了220kV變電站合、解環操作的典型案例。

關鍵詞：電網;合環;解環;解列;并列

1.電網合解環簡介

1.1名詞定義

電網合環指將線路、變壓器或斷路器串構成的環狀網絡轉為閉合運行的操作。電網解環指將線路、變壓器或斷路器串構成的環狀網絡轉為開斷運行的操作。

1.2和解環的重要意義

環網結構指同一電壓等級運行的線路直接連接而構成的環狀網絡，現今的電力網絡一般都是閉環結構，開環運行。電磁環網是指不同電壓等級運行的線路，通過變壓器電磁回路的連接而構成的環路。

雖然電磁環網的弊端較多，包括易造成系統熱穩定、動穩定破壞，也不利于經濟運行，更需要裝設高壓線路因故障停運后連鎖切機、切負荷等安全自動裝置。但是電磁環的必要性仍不容質疑：一般情況下，往往在高一級電壓線路投入運行初期，由于高一級電壓網絡尚未形成或網絡尚不堅強，需要保證輸電能力或保重要負荷而又不得不電磁環網運行。

但值得注意的是，在電力系統中，若對相位或相序不同的電源進行并列或合環，將產生很大的沖擊電流，造成發電機或電氣設備的損壞。因此操作前，不但要核對一次相序和相位正確，還要求核對二次相序和相位正確，防止發生非同期并列。

1.3和解環的操作條件

1.3.1合環操作的條件

（1）相序相位一致。合環前應核對合環點兩側相序相位一致，特別是首次合環或檢修后可能引起相位變化的。

（2）電壓差不超過規定值， 220KV及以下不超過額定電壓的20%、500KV不超過額定電壓的15%;

（3）相角差符合規定值，220KV及以下不超過25%、500KV不超過20%;

（4）如屬于電磁環網，則環網內的變壓器接線組別之差需為零;特殊情況下，經計算校驗繼電保護不會誤動作及有關環路設備不過載，允許變壓器接線差30°進行合環操作;

（5）合、解環后電流、電壓不超過規定值，環網內各元件不致過載;

（6）繼電保護與安全自動裝置應調整至適應環網運行方式;

1.3.2合環操作的注意事項

調度員應在合環操作前，應運用調度自動化系統中的潮流模擬系統（PAS軟件）對操作任務的正確性進行審核和驗證，即進行模擬操作，以便提前發現可能發生的異常變化，及時進行調整并做好相應的預案及對策。

（1）合環操作時必須確保合環設備兩側的相位、相位一致;

（2）必須確保合環時、解環后的潮流不超過穩定極限、設備不過負荷、電壓在正常范圍內，不引起繼電保護和安全自動裝置誤動;

（3）環狀系統合環點設有同期裝置時，應啟動同期裝置進行合環;

（4）合環時電壓差應滿足規定值：500kV一般不應超過額定電壓10%，220kV不應超過額定電壓20%;

（5）500kV系統合環一般應檢同期合環，有困難時應啟用合環開關的同期裝置檢查相角差，合環時相角差500kV一般不應超過20°，220kV一般不應超過25°;

（6）導致的主變中性點改變、相關保護變更時，應按相關規定對電網的運行方式、繼保定值進行修改。

1.3.3解環操作的注意事項

（1）解環前，應檢查調整解環點的潮流，使解環后各元件的潮流變化不超過系統穩定，繼電保護、設備容量的限額，各結點電壓的變化不超出規定范圍。

（2）系統及環路內各元件的繼電保護、安全自動裝置、主變中性點接地方式與解環運行方式相適應。

（3）用母聯開關解環時，須注意解環后保護電壓應取自本母線PT。

（4）導致的主變中性點改變、相關保護變更時，應按相關規定對電網的運行方式、繼保定值進行修改。

2.220kV變電站合、解環操作的典型案例

由于夏季用電高峰負荷較重，調度部門時常需要對電網運行方式做出調整，以下為220kV A站某次10kV環網合解環過程，因10kV 516線負荷加重設備面臨過載風險，故需要進行合環轉供電。

合環前電網運行方式：A站#1主變掛220kVⅠ段母線運行，220kVⅠ母由220kV AC線供電;#2主變掛220kVⅡ段母線運行，220kVⅡ母由220kV AB線供電;220kVⅠ、Ⅱ段母線分列運行;10kVⅠ段母線由#1主變供電，10kVⅡA、ⅡB段母線由#2主變供電，10kVⅠ、Ⅱ段母線分列運行。其中，重載的線路10kV516線位于10kVⅠ段母線，與接于10kVⅡ母的528線成環網，開環點在10kV528線528開關，要求部分負荷轉由10kV528線供電，電網接線情況如圖所示：

合、解環操作：操作前調度員檢查10kVⅠ段母線電壓10.3 kV，ⅡA段母線電壓10.4kV，符合規定偏差值范圍;查看10kV516線電流值358.2A，10kV528線電流值0A;與配電運行人員核實10kV516線與528線相序一致，相位相同;與繼保人員確認繼保方式和自動裝置無需改變。值得注意的是，雖然看似是同一個220kV變電站的線路合環操作，但10kVⅠ段、ⅡA段母線分別由#1、#2主變供電，而#1、#2主變實際上分別由220kVC站和220kVB站供電，屬于不同220kV電源，需經調度自動化端的潮流模擬系統（以下簡稱PAS）進行計算。

經PAS計算后發現，當合上10kV528線528開關后，潮流變化明顯，尤其是220kVAB線有功值和電流值急劇上升，合環時有功值達到198.6MW，電流值為524.9A，已超過AB線規定限流值，會造成線路和設備過載。經研究分析后發現，可能導致潮流急劇變化原因：

（1）A站經500kVD站主變形成高低壓電磁環網，又恰逢A站主變帶重負荷，合環會導致潮流急劇變化;

（2）2、220kVAB線為純電纜線路，等值阻抗較低會承受比較大的功率，合環造成大量潮流流向#2主變高壓側，引發設備過載;3、合環時間點已處于516線負荷上升期，用戶負荷控制不足，導致合環時潮流變化加劇。

分析出原因后，當值調度員決定采取以下解決措施：

（1）延后操作時間，等電網處于負荷低谷時再進行合環;

（2）操作前臨時改變運行方式，合上A站10kVⅠ、Ⅱ段母線聯絡500開關，消除電磁環網的影響;

（3）盡量縮短合環時間，對站內開關使用操作時間較短的遠動遙控操作。

實施臨時措施后，再經過PAS計算，發現已經能滿足合環操作條件。調度員在當日的負荷低谷時執行操作，合上10kV528線528開關，合環時AB線、AC線及相關線路的潮流穩定，電流、電壓值在正常范圍內，設備無過載現象;之后操作斷開聯絡603開關解環，解環后AB線、AC線及相關線路的潮流穩定，電流、電壓值沒有超過限值;516線電流穩定在189A左右，解除過載風險。最后，調度員下令斷開母聯500開關，恢復系統正常運行方式，至此，合、解環操作結束。

結束語：

總而言之，電網和解環操作直接關乎著電力系統的是否能正常運行及檢修，調度員應該不斷加大這方面的研究力度，從而更好地保證整個電力系統的安全穩定運行。

參考文獻：

[1]《中國南方電網電力調度管理規程》.北京：中國電力出版社，2017

[2] 李堅. 電網運行及調度技術問答（第二版）.北京：中國電力出版社，2013