（1 云南电网公司玉溪供电局 云南玉溪 653100;2 昆明和玘电力设备有限公司 云南昆明 650023）
摘要：针对我国负荷转供技术中的不足，设计研究一种结构合理、决策可靠性强、能大幅降低合环操作风险、适用于联络线路较多且联络方式较复杂的负荷合环转供电辅助决策系统。利用数据采集系统和SCADA系统实时采集和监测合环开关两端馈线电流数据，根据数据处理系统对馈线合环电流的校验和处理的结果再结合系统数据库的历史评估和分析为操作员提供合环操作决策，降低配网合环操作风险，保证供电可靠性，特别适用于联络线路较多，出线方式复杂的地区电网，适宜推广应用。
关键词：10kV馈线；负荷转供；实时辅助决策系统；不停电作业
1.引言
随着我国经济社会的高速发展，用户对用电质量和供电可靠性提出了更高要求。10kV配电网是我国电力的基础设施，在一些大型的改造项目和一些大型的检修维护项目中，采用常规10kV配电网带电作业方式已无法满足用户连续可靠供电的需求。面对以上问题，为了在这些大型施工作业的同时也能保证检修区域用户能正常用电，通常采取技术更为先进的配电不停电作业技术实现待检修改造区域的负荷转供形成停电检修区[1]。通过合环操作实现被检修线路负荷的完全转移，即实现负荷转供，能保证在长时间检修工作中仍能为用户提供正常的供电服务，减少用户短时停电，进而提升10kV配电网检修能力、提高配电网的可靠性，实现良好的经济和社会效益。
我国10kV配电网具有较多的出线方式，结构复杂。这可能导致10kV配电网合环开关两侧母线电压存在电压差和短路阻抗差太大等等，导致合环操作产生过大的合环电流，引起继电保护动作，进而扩大停电面积，影响电网运行的可靠性[2、3]。目前我国对负荷转供的技术研究并不成熟，国内大部分负荷转供作业都是依据经验进行判断和操作，因此从10kV配电网实际出发，研发一种适用于联络线路较多且联络方式较复杂的负荷合环转供电辅助决策系统具有重要的实际意义和工程价值。
2.变电站10kV出线方式的典型结构
分析研究环网结构方式并对其进行简化归类可以对相应的出线方式进行更集中准确的研究和操作，有利于提高供电可靠性。
根据是否构成电磁环网以及是否在同一供电片区可以将变电站10kV出线方式分为以下主要的三类情况：第一类：不在同一供电片区，合环时能构成电磁环网；第二类，在同一供电片区，合环时能构成电磁环网；第三类，不构成电磁环网，为同一电源供电。每类情况中又根据地区特点有多种衍生的不同出线方式。分类后，应该对研究地区的负荷转供合环开关所属出线方式进行记录，了解研究地区合环开关所属出线方式的分布情况。
针对第一类，不在同一供电片区，合环时能构成电磁环网的情况，主要有方式1、方式2和方式3三种典型结构。
方式1：不同220kV片网，110kV主变10kV馈线与220kV主变10kV馈线之间合环，如图1所示。方式2：不同220kV片网，110kV主变10kV馈线与110kV主变10kV馈线之间合环，如图2所示。方式3：不同220kV片网，220kV主变10kV馈线与220kV主变10kV馈线之间合环，如图3所示。
针对第二类，在同一供电片区，合环时能构成电磁环网的情况，主要有以下方式4和方式5两种典型结构。
方式4：相同220kV片网，不同110kV线路分区，110kV主变10kV馈线之间合环，如图4所示。方式5：相同220kV片网，相同110kV线路分区，不同110kV主变10kV馈线之间合环。如图5所示。
针对第三类，不构成电磁环网，为同一电源供电的情况，主要有以下方式6和方式7两种典型结构：方式6：相同110kV主变，不同10kV馈线之间合环。如图6所示。方式7：相同110kV主变，相同10kV馈线，不同支线之间合环。如图7所示。
3.10kV馈线负荷转供实时辅助决策系统设计
3.1 系统组成
10kV馈线负荷转供实时辅助决策系统组成如图8所示，包括合环开关、数据采集系统、SCADA系统、数据处理系统、系统数据库以及数据显示设备。数据采集系统连接在10kV馈线的合环开关两侧，SCADA系统与数据采集系统连接，数据处理系统和系统数据库与SCADA系统连接，数据显示设备连接在10kV馈线负荷转供实时辅助决策系统的输出端。
图8 10kV馈线负荷转供实时辅助决策系统组成
3.2 系统工作过程
10kV馈线负荷转供实时辅助决策系统的数据采集系统将合环开关两侧馈线电压等合环开关信息的模拟信号转换为SCADA系统可以存储的数字信号。SCADA系统监控和采集本地区的负荷电流、有功功率、无功功率以及馈线合环开关信息等等，并将采集到的数据输入数据处理系统中。
数据处理系统的处理分析过程如图9所示。首先分析合环开关两侧馈线电压的电压差，包括幅值差和相位差。如果电压差超过一定范围，则不允许进行合环操作；如果满足条件则进行下一步。接下来分析馈线合环开关信息，判断合环开关所属的10kV馈线出线方式，包括：方式一，不在同一供电片区，合环时能构成电磁环网的情况；方式二，属于在同一供电片区，合环时能构成电磁环网的情况；方式三，为同一电源供电且不构成电磁环网的情况。如果合环开关属于方式三且合环开关两侧馈线电压的电压差满足要求，则可允许进行合环操作。如果合环方式属于方式一和方式二，则需要进行下一步的分析计算：数据处理系统利用合环开关两侧馈线电压和潮流数据等线路参数计算合环稳态电流以及合环冲击电流，再将计算所得的合环稳态电流与SCADA系统所采集的该地区该线路本季度最大负荷电流进行比对，合环稳态电流不得超过最大负荷电流，合环冲击电流不得超过馈线过流保护动作值，反之则不允许进行合环操作。
数据显示设备可以输出上述决策过程和决策意见，还可以输出合环前后的电压、电流以及功率潮流数据，方便操作人员查看。同时还可以调用系统数据库，显示该线路的历史合环成功率以及当时合环的线路参数数据，方便操作人员进行比对。
图9 10kV馈线负荷转供实时辅助决策系统数据处理工作过程
4.结语
针对我国负荷转供技术中的不足之处，设计研究一种结构合理、决策可靠性强、能大幅降低合环操作风险、适用于联络线路较多且联络方式较复杂的负荷合环转供电辅助决策系统。利用数据采集系统和SCADA系统实时采集和监测合环开关两端馈线电流数据，根据数据处理系统对馈线合环电流的校验和处理的结果再结合系统数据库的历史评估和分析为操作员提供合环操作决策，降低配网合环操作风险，保证供电可靠性，特别适用于联络线路较多，出线方式复杂的地区电网，适宜推广应用。
参考文献：
[1]李天友,林秋金,陈庚煌.配电不停电作业技术[M].北京：中国电力出版社，2013.8.
[2]叶凌. 利用综合不停电作业法进行负荷转供的研究[C]// 决策论坛——政用产学研一体化协同发展学术研讨会论文集(下). 2015.
[3]潘浩辉. 惠州10kV配网合环转电对继电保护的影响研究[D]. 华北电力大学(北京), 2011.
论文作者:刘培贤1,杨洋1,张弓帅1,何林萍2,郭炳麟2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/20
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