（1、国网奎屯供电公司电力调度控制中心；2、国网新疆电力公司检修公司）
摘要：重合闸是提高电力系统安全可靠性的重要措施之一，大多数送电线路均投入了重合闸，对于对端无源系统，重合闸装置配置相对简单，但对于对端有小电源的系统，重合闸装置的投入，存在许多需要考虑的因素，本文结合奎屯电网实际，针对110千伏慧勒线重合闸配置，考虑某地区水电出力随季节变化较大的情况，提出一种自适应重合闸解决方案，以提高系统的供电可靠性。
关键词：重合闸 水电 配置
0 前言
小水电是清洁可再生能源,利用小水电有助于改善能源结构,增加清洁能源供应。电力系统中普遍存在通过单回弱联络线路与大电网联接的小水电系统。小水电属于径流式水电，存在夏季水电出力较大，冬季出力较小的情况，含小水电的地区小电网存在三种运行方式：水电出力比当地负荷大，富裕电力通过与系统的联络线上网方式，水电出力与当地负荷基本平衡，与系统的联络线平衡方式，水电出力较小，无法与当地负荷平衡，需通过系统的联络线进行下网方式。在此三种方式下，对于小水电与系统联络线的重合闸投退方式将产生不同的效果，对保证受端系统的供电可靠性也不相同。本文针对某地区南部山区小水电接入系统的实际运行情况,结合小水电上网随季节气候变化的特点,对110千伏慧勒线的重合闸投入方式进行了分析讨论，通过对运行实践中出现的问题的深入分析,提出了小水电上网系统在不同运行方式下重合闸投退方式的选择，及提高小水电接入系统重合闸成功率的系列措施。
一、重合闸的动作原理
自动重合闸装置，是将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置。电力系统采用自动重合闸装置，极大地提高了供电的可靠性，减少了停电损失，而且还提高了电力系统的暂态稳定水平，增强了线路的送电容量。
自动重合闸的类型一般有三种类型。即为单相自动重合闸、三相自动重合闸和综合重合闸三大类。单侧电源线路一般采用三相一次自动重合闸，双侧电源线路一般采用检同期三相一次自动重合闸，主要方式有快速自动重合闸、非同期重合闸和检同期的自动重合闸。
二、某地区水电现状分析
某地区水电装机容量69.5兆瓦，南部山区负荷约15兆瓦，仅通过110千伏慧勒线与主电网连接。丰水季节，水电均可满发，水电外送电力约54.5兆瓦；枯水季节，水电发电量约为5兆瓦，联络线需下网负荷约10兆瓦。因此，110千伏慧勒线传输功率的变动幅度达到64.5兆瓦。110千伏慧勒线故障后，小水电系统与大电网解列,枯水季节小水电系统有较大的功率缺额,而丰水季节则存在较大的剩余功率。
目前110千伏慧勒线重合闸的投入方式为，主电源侧投“检母有压线无压”方式，水电侧投“检线有压母无压”方式，同时保护装置连跳所有小电源侧（其他小电源线路）断路器。
三、重合闸方式存在的问题
目前重合闸的动作特性是110千伏慧勒线故障后，保护装置连跳所有小电源断路器，南部山区负荷短时全部失压。此时，满足110千伏慧勒线重合闸动作条件，重合闸动作后，山区负荷恢复正常，小水电逐一同期并网，恢复电网原运行方式。
110kV慧勒线重合闸方式虽然提高了系统的供电可靠性，但无法完全适应电网各种运行方式，存在一定的不足之处，具体如下：
（1）在水电富裕电力通过联络线上网时：
此种方式存在不足之处，不能充分利用水电出力，故障时切除水电出力，造成联络线从主网下网负荷，运行方式由上网方式变为下网方式，同期并网后，运行方式再由下网方式变为上网方式，水能资源大大浪费，如重合闸动作不成功，则全站失压，失去了水电带负荷的能力，扩大电网事故。
若不投重合闸，山区负荷可以通过小水电的富裕出力保持稳定运行。存在局部高频高压，同时系统解列为两部分，短时孤网运行。
（2）在水电出力与当地负荷基本平衡时：
此种方式存在的不足之处同上。
若不投重合闸，系统解列为两部分，不存在局部高频高压，同时因水电出力与山区负荷基本平衡，孤网运行时无法保证稳定运行，可能全站失压。
（3）在当地负荷通过联络线下网时
因水电出力远小于山区负荷，联络线下网较大。若线路跳闸，则小电源无法满足电力供应，存在低频低压问题，小系统可能全部失电。重合闸动作将连切除小电源，再进行重合。如重合闸动作不成功，则全站失压。若不投重合闸，山区负荷无法通过小水电的出力保持稳定运行，全站必将失压。
从上述分析可以看出，当水电出力较小，无法与当地负荷平衡，需通过系统的联络线进行下网时，投入重合闸有利于提高电网供电可靠性，但当水电出力比当地负荷大，富裕电力通过与系统的联络线上网方式，重合闸的投入可能造成水能资源的极大浪费。因此，需要根据水电出力的大小，合理投退重合闸，一方面提高供电可靠性，一方面最大线路的利用水能资源。
四、自适应重合闸的相关原理
为解决上述问题，可采用“自适应”的重合闸来适应电网各种运行方式的变化，适应现代电网运行要求。
基于小电源系统的自适应重合闸基本思路是:
方法一：一旦线路发生跳闸(包括故障跳闸和开关偷跳)，只要检测到故障前，联络线功率上网，则闭锁重合闸。否则则启动重合闸，连切对侧小电源。其判断依据为检测联络线传输功率。当联络线从主网上网负荷时，重合闸装置闭锁，确保重合闸不动作。当联络线从主网下网负荷或自平衡时，重合闸装置开放，确保重合闸正确动作。
方法二：一旦线路发生跳闸(包括故障跳闸和开关偷跳)，只要检测到母线有电压，线路有电压(对侧开关已经重合成功或本来就在合位)，则启动自动捕捉准同期功能。若具备同期条件，则发重合闸令;若不具备同期条件，则继续捕捉同期(期间，低周减载装置可能动作切除部分负荷);若地方小电源仍满足不了负荷需求，则解列小水电，该地区失压，此时母线无压、线路有压的条件满足，捕捉准同期功能自动退出，同时启动检母线无压、线路有压重合闸。这种自适应重合闸方式可以最大程度地保障该地区的不间断供电。
五、结束语
在小水电资源较丰富的新疆，各地均存在类似110千伏慧勒线的重合闸问题。采用“自适应”的重合闸可以适应电网各种运行方式的变化，既提高了电网供电可靠性，有避免了水能资源的浪费，值得在新疆各地推广使用。
参考文献
[1].地方电源上网线路重合闸的配置和运行分析，广东输电与变电技术，2004年4月出版，17-19页.
[2].适用于山区小水电的自适应重合闸，自动化设备，2009年9月出版，145页.
论文作者:陈江1,印欣2
论文发表刊物:《电力设备》2016年第18期
论文发表时间:2016/11/29
标签：方式论文; 水电论文; 负荷论文; 小水电论文; 电网论文; 系统论文; 线路论文; 《电力设备》2016年第18期论文;