论文-铁路10KV电力合环技术的应用

PAGEPAGE1铁路10kV电力合环技术的应用Xx（xxxxx有限公司，北京，100000）摘要：本文介绍了配电网合环操作的注意事项,找出了合环操作所应具备的必要条件。结合转供电操作的案例，简述了合环操作的过程,分组操作的流程，分析了操作对电网的影响及潮流的计算，为以后铁路环网转供电操作提供了借鉴和经验。关键词：合环操作；影响；转供电；案例；流程；借鉴ClosinglooptechnologyforrailwayelectricpowerXx(ChinaRailwaynineteenBureauGroupElectricEngineeringCo.,Ltd，Beijing100000，China)Abstract：Thispaperexpoundsclosingloopandit’ssignificance,operationalmodeandeffect,Findoutthenecessaryconditionsofclosing,Andanalysethecurrent.By

using

practicalre-supplycases,introduces

the

construction

flow

and

method，Itprovidesareferenceandexperiencefortheoperationofpowerconversioninrailwayringnetworkinthefuture.Keywords：Closingloop；Effect；Re-supply；case；Flow；Reference前言随着铁路技术的日益发展，从最初的低速铁路逐渐到普及全国的高铁、地铁项目，对铁路供电的质量和设备不间断性运行的要求越来越高。由于铁路电力设备、配电所需要定期的检修、对老旧设备进行升级、处理日常电力故障，每年都会进行大量的转供电操作。通过对高压配电设备合理的合环操作，可以实现不间断供电，提高系统稳定性，保证供电的连续性，大大提高了铁路通信、信号等一级负荷的可靠性，对铁路运营的存在很大的有利经济效应，合环操作技术在铁路10kV变配电中有很强的实用性和操作性。合环操作的注意事项两路电源是否存在周期相同，相序一致；综自保护上下级是否匹配，母联电气连锁、备自投是否解除；定值置合理，动作时间是否匹配；是否采取了必要的防护措施和应急措施；多次论证、推演，反复修改完善，制定周详可行的方案；必须采取安全应急措施，防止合环失败；操作人员必须熟悉操作流程，熟悉电气知识，穿戴安全防护用具，采用专人进行监护。2操作条件在进行合环、解环的操作时，会产生的很大的环流和电压差，影响电力系统，为实现安全可靠的合环，必须具备一定的操作条件。电网短时合环操作的条件：实现合环的电源，尽量在同一系统；两路电源的相位角尽量保持一致；两路电源频率相等；电压差尽量小。为防止合环震荡冲击电流过大，综自系统动作，供电电压差不大于5%；各回路及配电设备运行状态良好，不存在超负荷运行现象；各母线电压不能超过规定值；保护装置无故障，设置满足合环要求；电网稳定、无明显波动、同系统无其他操作。3选择合适的合环方式在我国配电网复杂多样，新旧交替，为防止合环电流过大，应选择合适的合环方式：（1）在两个系统进线间进行合环操作，会存在较大的潮流交换和电压差，影响到受电侧；（2）同系统、同母线上进行合环操作，频率、电压、相角基本一致，潮流较小，对系统的影响也小。模拟计算10kV配电网合环操作前，要充分了解合环线路及系统运行方式，做模拟计算，计算式要考虑合环条件及相位角差、电压差。潮流调整在合环操作前，应尽量减少各回路的负荷，减少电压波动，消除影响系统稳定的因素，减小合环点两侧的电压差、频率差和相角差。合环点两侧的电压差，可以在无功补偿装置上调节，也可以通过调压器来进行适当调节（1）低压侧不调整，调低高电压侧的电压；（2）高压侧不调整，调高低电压侧的电压。6合环操作操作前对设备状态和线路状态重新检查、了解负荷情况、熟悉操作流程、判断可行性、进行模拟操作；根据运行需要，选择最佳的操作方案，办理工作票；操作人员就位，按要求和调度命令办理倒闸工作票，按计划进行操作；按照操作计划，操作人员熟悉操作票、熟悉操作现场、检查操作工具及防护用具，一切就绪后，通知调度员，进行操作。以锦赤铁路西港口站为例：操作前制定详细的操作方案，确定实施时间，确认线路及设备状态，做好人员分工及安全教育培训。对合环潮流、电压变动等进行推演，反复论证、模拟及改进，理论上合环成立。2018年7月28日9时，确认无货运列车及船舶装卸，启动合环方案。确认1#配电所10kV第Ⅰ、Ⅱ段母线相序正确；投入1#配电所所闭锁母联备自投，解除母联电气联锁，将10kV第Ⅰ、Ⅱ段母联断路器摇至实验位置，合上母联开关，操作实验；将10kV第Ⅰ、Ⅱ段母联开关摇至工作位置，合上母联开关，母联合环操作完成，检查状态正常；断开二路电压21断路器，进行解环，解除二路电压进线21开关电气联锁，将二路电源进线21开关摇至实验位置，合上21开关，操作实验；将二路电源进线21开关摇至工作位置，合上21开关，二路电源进线21开关合环操作完成，检查状态正常；断开一路电源进线11开关解环，解除一路电源进线11开关电气联锁，将一路电源进线11断路器开关摇至实验位置，合上11开关，操作实验；将一路电源进线11开关摇至工作位置，合上11开关，一路电源进线11开关合环操作完成，检查状态正常；一路电源开关11、二路电源开关21、10kV第Ⅰ、Ⅱ段母联开关合环成功，调整整定电流后，经确认，电流、电压正常、设备运行良好，合环操作成功。合环操作的影响合环操作会对供电系统的正常运行造成影响，波及下级各回路，应及时做好防范、应急措施。产生合环电流。合环时，两侧母线的电压、电流、相位角、频率存在一定的差，会使系统由于阻抗不同，产生一定大小的环流，影响本身及其他设备。产生冲击谐振合环时，配电网中产生环流的同时，会对设备进行冲击谐振，加上合环点两侧电压、电流、相位角、频率不同，电流会经过一个摇摆振荡期，产生连续的合环操作的冲击电流。继电保护动作操作时，震荡冲击电流过大，会使保护系统判断错误，误认为短路故障，加上操作时电流、电压的不稳定，容易造成跳闸、断电等电力事故。在合环前应对合环潮流进行计算，掌握影响范围及程度，做好应对措施。对设备影响合环前，设备处于正常运行状态，合环时，大部分设备扔在运行，此时电压、频率突然发生变化，对设备正常运行会造成一定的影响，特别是通信、信号等一级负荷，存在短时断电的风险。合环电流的计算合环操作产生冲击电流和稳态电流，常用的潮流计算方法有牛顿法、P-Q分解法等。图中，U1为一路输入电压，U2为二路输入电压，R1+jX1和R2+jX2为馈出回路阻抗值，P10+jQ10和P20+jQ20是合环前初始负荷，UP1和UP2为合环开关两侧的电压，R0+jX0为外网阻抗，I10和I20为初始电流，IL为合环后稳态环流，PL+jQL为合环后在环网内形成的循环功率。V1的相角为δ12，合环等值总阻抗为R+jX，馈线初始电流I10和I20、初始负荷功率因素cosφ1、cosφ2已知。据电路原理知：合环总阻抗为：R+jX=(R1+R2+R0)+j(X1+X2+X3)馈线初始电流为：I10=I10cos[arccos（cosφ1）-δ12]-jI10sinarccos（cosφ1）-δ12I20=I20cosφ2-δ12]-jI20√1-cos2φ2\o（1-cos2φ2），oo¯计算出环流：IL=(UP1-UP2)/(R+Jx)√3={[U1-I10（R1+jX1）]-[U2-I20（R2+jX2）]}//(R+Jx)√3合环后流经馈线1、2的电流：I1=I10+ILI2=I20-IL结束语合环操作对铁路不间断运营有这很大的应用意义，减少停电次数是安全及效益考核的重要部分。在对设备、线路状态详细掌握的基础上，灵活的进行合环倒闸的操作，有利于提高供电服务，保障用电稳定性，提高铁路运营质量，对合环操作进行更加深入、更精细、现代化的研究，是我们电力技