10kV配网线路潮流计算模型实用化改善.docx

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10kV配网线路潮流计算模型实用化改善

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摘要：

10kV配电网的检修、故障及隐患处理等与电网供电可靠性指标息息相关。10kV配网线路在检修、故障及隐患处理等情况下，必然需要将现有用户转移至另外的电源供电。用户转移的手段有停电调电及合环调电两种模式，选择哪种模式则需要根据配网线路潮流分布及合环期间潮流分布来判断。若选择停电调电模式，则需要用户短时停电，若选择合环调电则不需要用户短时停电。但是合环调电需要考虑潮流分布及合环期间潮流变化，当具备合环调电条件时方可安排合环调电。目前昆明电网配网潮流计算无正式的计算模型，导致10kV配网潮流计算采取粗犷的计算方式，从而导致可能合环调电的线路，因无较为精确的模型及计算结果而白白浪费合环调电机会，不利于电网供电可靠性的提高。

关键词：配网线路，检修，模型

一、10kV配网合环调电存在问题

（1）现有的10kV配网合环验算分析模式，不适用于大规模开展配网合环调电，因此需要分析制定更适用的工程应用潮流分析模型。

（2）现有的10kV配网合环工作流程不适用于大规模开展配网合环调电，因此应基于已研究的潮流分析模型，制定更简易适用的工作流程。

（3）现有工作方法，涉及需要运行单位、调度员判断的信息量太多，不便于快速有效开展10kV配网线路合环调电，需进一步简化工作方法。

二、解决思路

（1）设定10kV配网合环工作目标，使得10kV配网合环能够有序有效应用于正常调电。

（2）研究分析10kV配网合环实用化潮流模型。

（3）结合影响因素，提出便于工程应用的10kV配网合环分析模型。

（4）制定工作流程，使得10kV配网合环调电能有效达到工作目标。

（5）简化工作方法，使得10kV配网合环调电需要判断的信息量有效降低。

三、10kV配网合环调电原因分析

要设定10kV配网合环调电工作目标，前提要知道10kV配网合环调电存在的影响因素。因此需要对10kV配网合环模型进行详细分析。

（一）10kV配网合环调电涉及影响因素

图110kV线路合环等值电路图

图中:V1、V2为合环点两侧10kV母线的电压，R1、X1、R2、X2分别为合环点两侧馈线的电阻和电抗；R0、X0为外网等值电阻和电抗；I1、I2分别为两条馈线的初始电流；I为由于合环两侧电压差异产生的环流；Vp1、Vp2分别为合环开关两侧的电压。

10kV线路合环开关两侧的电压分别为：

10kV线路合环两侧电压差异引起的环流为:

合环后流经线路1的电流为：

合环后流经线路2的电流为：

从以上公式可以看出，影响合环稳态电流的主要因素包括：

（1）压差（VP2-VP1）

按照220kV及以下同期合环要求，合环点两侧压差在20%Un以内，事实上根据该模型，以及目前电网设备配置水平，10kV配网线路合环点两端压差无法计算或监测，为此需要进行等值考虑。

考虑极限情况下，10kV线路1的R1及X1为0，10kV线路2的R1及X1为一个较大值，因此:

V1=VP1

V2=I2(R2+jX2)+VP2。

为了确保合环的安全性，可认为ABS（V2-V1）≤20%min（V1，V2），从而解决了Vp1、Vp2无法测量或计算的问题。

（2）环路阻抗比

根据图1，设定：

Z0=R0+jX0

Z1=R1+jX1

Z2=R2+jX2

Nz=Z0/(Z1+Z2)

式中，Z0为外网等值阻抗，Z1为10kV线路1等值阻抗，Z2为10kV线路2等值阻抗，Nz为外网与10kV环路的等值阻抗比。

由此可知，在同一电压等级下，Nz越小，流经10kV环网的系统穿越功率越小。

（3）合环期间的环路电流

合

环后流经线路1的电流为：

合环后流经线路2的电流为：

且I10=I20，故为了使得合环能安全、稳定进行，必须确保:

I10=I20＜IN1

I10=I20＜IN2

式中：IN1为10kV线路1的额定承载电流，IN2为10kV线路2的额定承载电流。

（二）10kV配网合环调电影响因素分析

（1）压差对应影响因素

众所周知，工频50Hz情况下，两段母线电压差的大小存在两个因素：电压幅值及相角。

δ=ωt

式中：U为电压有效值，Um为电压幅值，ω为角速度，δ为相角。

由此可知，Um及δ均可能影响两段母线的电压差。从而导致两段母线压差不在合理范围内导致10kV配网合环失败。

（2）环路阻抗比对应影响因素

假定两段母线电压V1=V2：

Nz=Z0/(Z1+Z2)

由于外网等值阻抗Z0随不同的电压等级不同，对于并联回路：

即电流与阻抗大小成反比，其中I10=I20，由此可知，在两段母线电压一致的情况下，环路阻抗比的大小，决定了流经10kV合环回路的电流大小。因此可认为两条10kV线路的长度越长，阻抗越高，其环路