分区运行对南京电网合解环操作的影响及解决方式

赵月月 张浩

摘要：近来江苏电网为降低短路电流对地区电网进行划分区运行，国内一般采用合环运行的方式，划分区运行使得原有的闭环运行变成开环运行，造成用户的供电可靠性大大降低。本文提出采用加装备自投（快切）装置实现快速、准确的合解环操作，可实现跨分区不停电转移负荷，为用户可靠用电提供了保障。

关键词：电网;快速合解环;分区

1 引言

随着江苏电网输变电规模的不断发展，系统短路电流的不断提高，使得部分变电站内的短路电流水平超过了断路器的开断电流及配电装置的短时耐受电流，为了不增加设备投资，江苏电网采用220千伏电网分区运行来降低短路电流，但电网分区运行降低短路电流的同时也大大地降低了用户用电的可靠性和安全性。为确保变电站检修时可以不停电转移负荷，本文以南京地区为例，提出在变电站站内内加装备自投（含快切功能）装置来实现跨分区快速合解环，提高供电可靠性和安全性。

2 南京地区东西环网分区展示

依据南京地区220千伏变电站的电网分区情况，按照优先保障220千伏变电站主变不过载、220千伏变电站供电方式尽可能灵活的原则，对下级110千伏电网的正常运行方式进行了编排。

正常运行方式下，东西环网分区情况如下：

新街口地区：110kV鼓楼变、长江路变、厚载巷变由宁海路变供;110kV新街口变、丰富路变由莫愁湖变供，划为秦淮分区;110kV安仁街变、珠江路变、淮海路变由大行宫变供，划为东龙分区。

雨花地区：110kV洪武变、长乐变、武定变、集庆变均划入秦淮分区;110kV花神变划入东龙分区。

栖霞地区：110kV栖霞变、九乡河变划入秦淮分区;110kV创业园变、徐庄变、学苑变、樱驼变划入东龙分区;110kV亚东变、花园山变、汤山变跨分区运行，禁止合环。

板桥地区：110kV龙凤变、潘庄变、古雄变、马岗变、南江变由大胜关变供，划为秦淮分区;110kV西善桥变由大定坊、尚家变供，划入东龙分区。

3 主要存在的问题

南京地区110千伏变电站基本为“两线两站”、“两线三站”的手拉手接线，分区后由双端供电链式结构变成了单端供电馈供结构，方式灵活性及运行可靠性均受到影响。

电网重新划分片区后，合环产生的电流值会超过允许值，从而引起设备过载甚至保护动作，故跨片区合环会引发一系列问题：（1）220千伏变电站缺少同片区联络线，故站内其中一台主变检修时无站外线路供进保证110千伏馈供站双电源。（2）220千伏变电站仅有一个同分区的站外联络，对站外的转供主变压力很大，主变检修时考虑站外转供主变的最大转供能力（运方手段已用尽），需要跨分区转移负荷，存在跨分区转移负荷风险。（3）220千伏变电站的110千伏正、副母线跨两个分区，正常方式下无法合排。

4 跨分区合解環解决措施

由于跨分区后电网解环点之间的“电气距离”大大增加，导致合环点两侧的相角差和电压差增加，所以合环存在较大的环流。如果考虑停电调电，会导致对外短时断电，而采用人工操作合环调电会存在很大的安全风险，故考虑控制合环时间小于后备保护动作的时间，解环后不会有环流产生，也就不会造成保护的误判，误跳。由于时间的因素，手动操作合环根本不可能完成，所以必须借助其他方式对需要操作的断路器进行自动调控，使得合环过程能够在允许的时间内完成，实现变电站电源的快速、准确切换。因此，本文提出通过安装备自投（含快切功能）保证合环操作的成功率。

区别于传统备自投装置只能由工作电源向备用电源的单向切换、动作时间较长、反应速度较慢，本文提出的备自投（含快切功能）装置在正常工况下可以实现备用电源与工作电源之间的双向切换、在事故或非正常工况下可以实现由工作电源向备用电源的单向切换，而且备自投（含快切功能）装置的动作非常快，合解环全过程完成最快仅需要50～60毫秒的时间。

备自投（含快切功能）装置具备两种模式（就地和远方），可以实现开关合环和解环的操作，遥信远方合环为远方/就地模式切换开入。

备自投（含快切功能）的动作逻辑主要有以下几种情况：

a、方式一（图2）备自投（含快切功能）操作正常时的逻辑

进线开关1DL合闸、分段开关3DL合闸，进线开关2DL分闸（即1线带2变），备自投（含快切功能）装置迅速合上进线开关2DL后再迅速分开进线开关1DL。

（1）2DL开关合闸允许条件：①Ⅰ母、Ⅱ母母线均正常有压;②进线开关1DL合闸并且有流，进线开关2DL分闸并且无流;③合环开入由0到1。④满足上述条件①～③后，合进线开关2DL 。

（2）1DL开关跳闸允许条件：①Ⅰ母、Ⅱ母母线均正常有压;②进线开关2DL合闸、分段开关3DL合闸;③经判定上一次操作是合进线开关2DL，延时T1（可以整定）;④合环开入为1。（5）满足上述条件①～④后，跳进线开关1DL。

b、方式一备自投（含快切功能）操作异常时的逻辑

（1）2DL开关拒合闸动作：装置保持方式一运行状态，发合环失败。

（2）1DL开关拒分闸动作：进线开关1DL合闸且有流，则跳开进线开关2DL;进线开关1DL合闸且无流，则合进线开关2DL并且3只开关均保持运行状态。

（3）2DL开关完成合闸，1DL开关完成分闸，即Ⅰ母、Ⅱ母母线无压且进线2无流：反快切加速动作，进线开关1DL合闸、进线开关2DL跳闸。

c、方式二备自投（含快切功能）操作逻辑

方式二同方式一，区别在于此时在合闸状态的是进线开关2DL和分段开关3DL，分闸状态的是进线开关1DL。方式二的备自投（含快切功能）操作正常逻辑、异常逻辑均类似于方式一，此处不再累赘叙述。

d、方式三（图3）、方式四（图3）备自投（含快切功能）操作正常时的逻辑

方式三为进线开关1DL合闸、进线开关2DL合闸，分段开关3DL分闸。根据运行要求，备自投（含快切功能）装置迅速合分段开关3DL后可以分进线开关1DL或分进线开关2DL（即2线带2变转为1线带1变）。

（1）3DL开关合闸允许条件：①Ⅰ母、Ⅱ母母线均正常有压;②进线开关1DL合闸且有流，进线开关2DL合闸且有流;③合环开入从0到1。④满足上述条件①～③后，，合分段开关3DL。

（2）方式三1DL开关跳闸允许条件：①Ⅰ母、Ⅱ母母线均正常有压;②进线开关2DL合闸，分段开关3DL合闸;③经判定上一次操作为合3DL开关，延时T1（可以整定）;④合环开入为1。（5）满足上述条件①～④后，跳进线开关1DL。

（3）方式四2DL开关跳闸允许条件同方式三1DL开关跳闸允许条件，区别在于此时在合闸状态的是进线开关1DL和分段开关3DL。

e、方式三、四备自投（含快切功能）操作异常时的逻辑

（1）3DL开关拒合闸动作：装置保持进线方式三运行状态，发合环失败;

（2）1DL开关拒分闸动作：进线开关1DL合闸且有流，则分段开关3DL跳闸;进线开关1DL合闸且无流，则分段开关3DL合闸并且3只开关均保持运行状态。

（3）3DL开关完成合闸，1DL开关完成分闸，但Ⅰ母、Ⅱ母母线均无压且进线2无流：反快切加速动作，进线开关1DL合闸、分段开关3DL跳闸。

（4）2DL开关拒分闸：进线开关2DL合闸且有流，则分段开关3DL跳闸;进线开关2DL合闸且无流，则分段开关3DL合闸并且3只开关均保持运行状态。

（5）3DL开关完成合闸，2DL开关完成分闸，但Ⅰ母、Ⅱ母母线均无压且进线1无流：反快切加速动作，进线开关2DL合闸、分段开关3DL跳闸。

5 结论

本文着重介绍了南京地区针对短路电流水平过大而采取电网划分片区运行，由于划份片区导致合环运行时产生合环电流，会带来一系列问题，因而提出通过加装备自投（含快切功能）装置来解决，实现跨分区不停电转移负荷，加强了南京电网运行的可靠性及安全性。文中详细介绍了备自投（快切））逻辑，为切换变电站运行方式提供了便利的操作流程。

参考文献

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