變電站線路單相接地故障處理及典型案例分析

變電站線路單相接地故障處理及典型案例分析［摘要］在大電流接地系統(tǒng)中，線路單相接地故障在電力系統(tǒng)故障中占有很大比例.本文通過對某地區(qū)工典型故障案例進(jìn)行分析，介紹了處理方法，并對相關(guān)的知識點(diǎn)進(jìn)行闡述，為現(xiàn)場運(yùn)行人員正確判斷和分析事故原因提供了借鑒。［關(guān)鍵詞］大電流接地系統(tǒng)；小電流接地系統(tǒng)；判斷；分析我國電壓等級在110kV及其以上的系統(tǒng)均為大電流接地系統(tǒng)，在大電流接地系統(tǒng)中，線路單相接地故障在電力系統(tǒng)故障中占有很大的比例，造成單相故障的原因有很多，如雷擊、瓷瓶閃落、導(dǎo)線斷線引起接地、導(dǎo)線對樹枝放電、山火等。線路單相接地故障分為瞬時(shí)性故障和永久性故障兩種，對于架空線路一般配有重合閘，正常情況下如果是瞬時(shí)性故障，則重合閘會啟動(dòng)重合成功；如果是永久性故障將會出現(xiàn)重合于永久性故障再次跳閘而不再重合。為幫助運(yùn)行人員正確判斷和分析大電流接地系統(tǒng)線路單相瞬時(shí)性故障，本案例選取了某地區(qū)一典型的220kV線路單相瞬時(shí)接地故障，并對相關(guān)的知識點(diǎn)進(jìn)行分析。說明，此案例分析以FHS變電站為主。本案例分析的知識點(diǎn)：（1）大電流接地系統(tǒng)與小電流接地系統(tǒng)的概念。（2）單相瞬時(shí)性接地故障的判斷與分析。（3）單相瞬時(shí)性接地故障的處理方法。（4）保護(hù)動(dòng)作信號分析。（5）單相重合閘分析。（6）單相重合閘動(dòng)作時(shí)限選擇分析。（7）錄波圖信息分析。（8）微機(jī)打印報(bào)告信息分析。一、大電流接地系統(tǒng)、小電流接地系統(tǒng)的概念在我國，電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式有三種：（1）中性點(diǎn)直接接地方式。（2）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。（3）中性點(diǎn)不接地方式。110kV及以上電網(wǎng)的中性點(diǎn)均采用中性點(diǎn)直接接地方式。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)（包括經(jīng)小阻抗接地的系統(tǒng)）發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地短路電流很大，所以這種系統(tǒng)稱為大電流接地系統(tǒng)。采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)，當(dāng)某一相發(fā)生接地故障時(shí)，由于不能構(gòu)成短路回路，接地故障電流往往比負(fù)荷電流小得多，所以這種系統(tǒng)稱為小電流接地系統(tǒng)。大電流接地系統(tǒng)與小電流接地系統(tǒng)的劃分標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)系統(tǒng)的零序電抗X。與正序電抗X］的比值X0/X1。我國規(guī)定：凡是X0/X］<A5的系統(tǒng)屬于大接地電流系統(tǒng)，X0/X］>4?5的系統(tǒng)則屬于小接地電流系統(tǒng)。事故涉及的線路及保護(hù)配置圖事故涉及的線路和保護(hù)配置如圖2-1所示，兩變電站之間為雙回線，線路長度為66.76km。

WXIH1X滬500LFP■帥2ASf-dOTWXHdlKSF-WOWXIH1X滬500LFP■帥2ASf-dOT三、事故基本情況2001年5月24日16時(shí)42分，F(xiàn)HS變電站FT一回線C相瞬時(shí)性故障，C相重合閘重合成功，負(fù)荷在正常范圍內(nèi)，系統(tǒng)無其他異常,FT一回線（FT為雙回線）線路全長66.76km四、微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要信號FT一回SF-500收發(fā)信機(jī)動(dòng)作FT一回SF-600收發(fā)信機(jī)動(dòng)作FT一回WXH-11X保護(hù)動(dòng)作FT一回LEP-902A保護(hù)動(dòng)作FT一回C相斷路器跳閘FT一回WXH-11X重合閘動(dòng)作FT一回LEP-902A重合閘動(dòng)作FT一回WXH-11X保護(hù)呼喚值班員FT一回LEP-902A保護(hù)呼喚值班員3號錄波器動(dòng)作5號錄波器動(dòng)作1號主變壓器中性點(diǎn)過流保護(hù)掉牌2號主變壓器中性點(diǎn)過流保護(hù)掉牌220kV母線電壓低本站220kV其他相關(guān)線路高頻收發(fā)信機(jī)動(dòng)作五、繼電保護(hù)屏保護(hù)信號WXH-11X型微機(jī)保護(hù)：跳C、重合閘、高頻收發(fā)信、呼喚燈亮。LFP-902A型微機(jī)保護(hù)：TC、CH、高頻收發(fā)信燈亮，液晶屏顯示：0++、Z++。六、微機(jī)打印報(bào)告信號（1）WXH-11X保護(hù)：WXH-11X保護(hù)動(dòng)作1次，保護(hù)動(dòng)作報(bào)告如表2-1所示。表2-1WXH-11保護(hù)動(dòng)作報(bào)告CPU號保護(hù)元件時(shí)間含義CPU1GBIOTX11ms高頻零序方向停信GBIOCK19ms高頻零序方向出口CPU21ZKJCK27ms距離I段出口CPU4T1QDCH55ms單跳起動(dòng)重合閘CHCK512ms重合閘出口CJ=33.5km測距(2)LFP-902A保護(hù)：LFP-902A保護(hù)動(dòng)作1次，保護(hù)動(dòng)作報(bào)告如表2-2所示。表2-2LFP-902A保護(hù)動(dòng)作報(bào)告CPU號保護(hù)元件時(shí)間含義CPU1Z++27ms高頻距離0++27ms高頻零序方向元件C27msC相跳閘CPU2CH890ms重合閘時(shí)間CJ=33.6km測距最大電流(Imax):2.63x1200(A)零序電流(I0)：2.28x1200(A)七、兩側(cè)保護(hù)動(dòng)作情況分析兩側(cè)保護(hù)的配置情況FT線兩側(cè)的保護(hù)配置如圖2-1所示。第一套保護(hù)。WXH-11X型微機(jī)線路保護(hù)包括由4個(gè)CPU構(gòu)成，其中CPU1為高頻保護(hù)包括高閉距離、高閉零序；CPU2距離保護(hù)，包括三段式相間距離和三段式接地距離；CPU3零序保護(hù)，包括不靈敏的I段，靈敏的I、II、III、W段及縮短了△的零序I、11、III、W段及不靈敏的I段；CPU4為重合閘。第二套保護(hù)。LFP-902A型線路成套快速保護(hù)由2個(gè)CPU組成。其中CPU1為主保護(hù)，由以超范圍整定的復(fù)合式距離繼電器和零序方向元件通過配合構(gòu)成全線路快速跳閘保護(hù)，由I段工頻變化量距離繼電器構(gòu)成快速獨(dú)立跳閘段，由二個(gè)延時(shí)零序方向過流段構(gòu)成接地后備段保護(hù);CPU2為三段式相間和接地距離保護(hù)，以及重合閘邏輯；CPU3為管理CPU；配SF-600集成電路收發(fā)信機(jī)，LFP-923C型失靈啟動(dòng)及輔助保護(hù)裝置，CZX-12A型操作繼電器裝置。重合閘投入方式WXH-11X型微機(jī)線路保護(hù)重合閘(CPU4)和LFP-902A型線路成套快速保護(hù)裝置重合閘(CPU2)均為獨(dú)立啟動(dòng)，獨(dú)立出口。WXH-11X型微機(jī)線路保護(hù)重合閘把手在單重位置，出口連接片在停用位置。LFP-902A重合閘把手在單重位置，出口連接片在加用位置(雙微機(jī)保護(hù)重合閘一般只投一套)。單相重合閘的動(dòng)作時(shí)間選擇原則要大于故障點(diǎn)滅弧時(shí)間及周圍去游離的時(shí)間。在斷路器跳閘后，要使故障點(diǎn)的電弧熄滅并使周圍介質(zhì)恢復(fù)絕緣強(qiáng)度，是需要一定時(shí)間的，必須在這個(gè)時(shí)間以后進(jìn)行合閘才有可能成功。要大于斷路器及其機(jī)構(gòu)復(fù)歸狀態(tài)準(zhǔn)備好再次動(dòng)作時(shí)間。在斷路器跳閘以后，其觸頭周圍絕緣強(qiáng)度以及滅弧室滅弧介質(zhì)的恢復(fù)是需要一定的時(shí)間。同時(shí)其操作機(jī)構(gòu)恢復(fù)原狀準(zhǔn)備好再次動(dòng)作也需要一定的時(shí)間。無論是單側(cè)電源還是雙側(cè)電源，均應(yīng)考慮兩側(cè)選相元件與繼電保護(hù)以不同時(shí)限切除故障的可能性。考慮線路潛供電流所產(chǎn)生的影響。保護(hù)通道220kV線路采用閉鎖式通道，如圖2-2所示，閉鎖式保護(hù)在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，兩側(cè)方向元件判斷為正方向，因此保護(hù)均收不到對側(cè)的閉鎖信號。對DZ的分析由于故障點(diǎn)在線路中間，不在DZ(突變量距離元件)范圍內(nèi)，并且兩側(cè)的保護(hù)動(dòng)作相同，所以表2-1、2-2所示的保護(hù)動(dòng)作屬正確。八、事故分析(F側(cè))大電流接地系統(tǒng)單相接地短路特點(diǎn)單相接地短路故障點(diǎn)故障相電流的正序、負(fù)序和零序分量大小相等方向相同，因此故障相電流外與您大小相等，方向相同。非故障相短路電流為零。單相接地短路故障相電壓為零。萬Z口短路點(diǎn)兩非故障相電壓幅值相等，相位角為命，它的大小取決于ZZ”之比。保護(hù)動(dòng)作情況分析故障測距反映的故障點(diǎn)位置如圖2-2所示，為線路中間，距F站66.7km。WXHU1XWXH-11XSF-500SF-500LFP-W2ALFP-9Q2ASF-600/k5F-60O-42][zT一336kin京4F+F圖2-2FT線路故障點(diǎn)第一套保護(hù)WXH-11X動(dòng)作邏輯，線路發(fā)生故障后，線路兩側(cè)保護(hù)啟動(dòng)元件動(dòng)作，啟動(dòng)高頻發(fā)信機(jī)發(fā)信，同時(shí)兩側(cè)高頻零序方向元件均判斷為正方向（區(qū)內(nèi)）故障而停信，高頻零序保護(hù)出口保護(hù)速動(dòng)出口跳閘；接地距離保護(hù)因故障計(jì)算程序較零序慢在故障發(fā)生后19ms動(dòng)作出口。單相故障在保護(hù)出口繼電器動(dòng)作出口的同時(shí)啟動(dòng)重合閘，在515ms時(shí)重合閘出口。本套保護(hù)在故障時(shí)動(dòng)作時(shí)序和動(dòng)作邏輯正確。第二套保護(hù)LFP-902A動(dòng)作邏輯，線路發(fā)生后，啟動(dòng)元件動(dòng)作啟動(dòng)發(fā)信和方向元件動(dòng)作停信的保護(hù)信息在保護(hù)信號中無反映屬保護(hù)信號設(shè)計(jì)的沒有考慮，但可以從下面的該裝置的錄波圖中看到，CPU1所屬快速跳閘保護(hù)幾乎在27ms同時(shí)動(dòng)作出口，同時(shí)給出保護(hù)出口“C相跳閘”信號；890ms重合閘啟動(dòng)，從下述的錄波圖分析中還得到C相斷路器在85ms完全跳開，跳閘后，保護(hù)再次收、發(fā)信，閉鎖兩側(cè)保護(hù)，1010ms重合成功。,單相瞬時(shí)性故障與永久性故障的判別大電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，若線路故障為瞬時(shí)性故障，正常情況，保護(hù)或位置不對應(yīng)啟動(dòng)重合閘重后，重合閘會合閘成功。若為永久性故障，重合閘重合將重合于故障而發(fā)生第二次跳閘，且不會再次重合。.故障錄波圖分析故障錄波圖如圖2-3所示。設(shè)備名稱：AA5文件名稱：B50G4213.000故障時(shí)間：2001-05-2416:42：21.410時(shí)標(biāo)單位：毫秒啟動(dòng)前2個(gè)周波后3個(gè)周波有效值

通道類型通道名稱12345C1電流FQ二回AI0.13080.12980.13390.13950.1425C2電流FQ二回BI0.13390.13330.11440.11010.1110C3電流FQ二回CI0.13210.12560.04820.08080.0758C4電流FQ二回NI0.00880.01090.07970.10230.1021C5電流FH一回AI0.07360.07540.08590.09950.0971C6電流FH一回BI0.07380.08030.18300.21450.2185C7電流FH一回CI0.07810.09870.39110.48200.4808C8電流FH一回NI0.00870.01010.12730.16240.1621C9電流FT一回AI0.15980.16270.16820.17340.1819C10電流FT一回BI0.16190.16330.27340.31750.3267C11電流FT一回CI0.16840.31622.52053.18693.171C12電流FT一回NI0.006440.15932.17972.79022.7679

圖2-3FT線C相接地故障錄波圖（1）從故障電流可看出，故障相為C相。（2）故障時(shí)"與變口相位相反。（3）切除故障時(shí)間約為64ms（保護(hù)動(dòng)作時(shí)間+斷路器固有動(dòng)作時(shí)間+跳閘回路繼電器固有動(dòng)作時(shí)間）。（4）1010msC相重合閘重合成功（重合閘整定時(shí)間0.8s）。（5）TA變比1200/1（6）故障電流折算值（有效值）：么=3.18加頃；％=27902x1湖（7）故障錄波器測量值與微機(jī)保護(hù)打印報(bào)告存在誤差。5.LFP-902A微機(jī)保護(hù)報(bào)告分析LFP-902A微機(jī)保護(hù)報(bào)告如圖2-4所示。圖2-4LFP-902A微機(jī)保護(hù)報(bào)告（1）故障初，保護(hù)有發(fā)信、收信波形（小于17ms）,停信后，25msC相接到跳閘命令，85msC相完全跳開。C相斷路器跳閘后，保護(hù)再次收、發(fā)信，閉鎖兩側(cè)保護(hù)，約890ms重合閘啟動(dòng)，1010ms重合成功。（2）故障時(shí)故障相電流與大小相等，方向相同，故障電流波形持續(xù)時(shí)間85ms。（3）在故障時(shí)故障相C相電壓低于非故障相電壓。（4）由于是非對稱故障，報(bào)告中有尹。。（5）報(bào)告記錄故障前60ms的電流、電壓波形。故障錄波分析在我們的日常生產(chǎn)中經(jīng)常需要通過錄波圖來分析電力系統(tǒng)到底發(fā)生了什么樣的故障？保護(hù)裝置的動(dòng)作行為是否正確？二次回路接線是否正確？CT、PT極性是否正確等等問題。接下來我就先講一下分析錄波圖的基本方法：1、當(dāng)我們拿到一張錄波圖后，首先要通過前面所學(xué)的知識大致判斷系統(tǒng)發(fā)生了什么故障，故障持續(xù)了多長時(shí)間。2、以某一相電壓或電流的過零點(diǎn)為相位基準(zhǔn)，查看故障前電流電壓相位關(guān)系是否正確，是否為正相序？負(fù)荷角為多少度?3、以故障相電壓或電流的過零點(diǎn)為相位基準(zhǔn)，確定故障態(tài)各相電流電壓的相位關(guān)系。（注意選取相位基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)躲開故障初始及故障結(jié)束部分，因線路阻抗角跳躍較大，容易造成錯(cuò)誤分析）4、繪制向量圖，進(jìn)行分析。4相單相接地蝗維典壁向量圈分析單相接地故障錄波圖要點(diǎn):1、一相電流增大，一相電壓降低；出現(xiàn)零序電流、零序電壓。2、電流增大、電壓降低為同一相別。為這兩個(gè)區(qū)間一是非周期分量較大，二是電壓電流夾角由負(fù)荷角轉(zhuǎn)換為1AIB10310UAUSUC3U0一、單相接地故障分析3、零序電流相位與故障相電流相位同相，零序電壓與故障相電壓反向。4、故障相電壓超前故障相電流約80度左右；零序電流超前零序電壓約110度左右。當(dāng)我們看到符合第1條的一張錄波圖時(shí)，基本上可以確定系統(tǒng)發(fā)生了單相接地短路故障；若符合第2條可以確定電壓、電流相別沒有接錯(cuò)；符合第3條、第4條可以確定保護(hù)裝置、二次回路整體均沒有問題（不考慮電壓、電流同時(shí)接錯(cuò)的問題，對于同時(shí)接錯(cuò)的問題需要綜合考慮，比如說你可以收集同一系統(tǒng)上下級變電所的錄波圖，對于同一個(gè)系統(tǒng)故障各個(gè)變電所錄波圖反映的情況應(yīng)該是相同的，那么與其他站反映的故障相別不同的變電站就需要進(jìn)行現(xiàn)場測試）。若單相接地短路故障出現(xiàn)不符合上述條件情況，那么需要仔細(xì)分析，查找二次回路是否存在問題。這里需要特別說明一下南瑞公司的900系列線路保護(hù)裝置，該系列保護(hù)在計(jì)算零序保護(hù)時(shí)加入了一個(gè)78度的補(bǔ)償阻抗，其錄波圖上反映的是零序電流超前零序電壓180度左右。對于分析錄波圖，第4條是非常重要的，對于單相故障，故障相電壓超前故障相電流約80度左右；對于多相故障，則是故障相間電壓超前故障相間電流約80度左右；“80度左右”的概念實(shí)際上就是短路阻抗角，也即線路阻抗角。二、兩相短路故障分析

分析兩相短路故障錄波圖要點(diǎn)：1、兩相電流增大，兩相電壓降低；沒有零序電流、零序電壓。2、電流增大、電壓降低為相同兩個(gè)相別。3、兩個(gè)故障相電流基本反向。4、故障相間電壓超前故障相間電流約80度左右。若兩相短路故障出現(xiàn)不符合上述條件情況，那么需要仔細(xì)分析，查找二次回路是否存在問題。比如說有一條線路正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷電流基本沒有，發(fā)生故障后保護(hù)拒動(dòng)。我們來分析一下由錄波圖繪制的向量圖。AB目祎蚓璋年鼻肉■博三、兩相接地短路故障分析-4QnsAB尚相蛆暗KC己〉*3f[t新圣分析兩相接地短路故障錄波圖要點(diǎn):兩相電流增大，兩相電壓降低；出現(xiàn)零序電流、零序電壓。1、電流增大、電壓降低為相同兩個(gè)相別。2、零序電流向量為位于故障兩相電流間。3、IAIBIC310UAUBUC3U0對照要點(diǎn)分析錄波圖，前三條都滿足，但第四條不滿足，繪制出向量圖以后成了故障相間電壓滯后故障相間電流約110度左右。通過分析可以看出保護(hù)的A相電流與B相電流接反了，但由于裝置正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷電流基本為零，裝置不會報(bào)警。將A、B兩根電流線交換后，第四條變成滿足，證明保護(hù)裝置接線不再有問題。所以再重申一遍：對于分析錄波圖，第4條是非常重要的，對于單相故障，故障相電壓超前故障相電流約80度左右；對于多相故障，則是故障相間電壓超前故障相間電流約80度左右；“80度左右”的概念實(shí)際上就是短路阻抗角，也即線路阻抗角。四、三相短路故障分析-40ns三科蝴其三神螳路KC3）據(jù)型向量田分析三相短路故障錄波圖要點(diǎn):4四、三相短路故障分析-40ns三科蝴其三神螳路KC3）據(jù)型向量田分析三相短路故障錄波圖要點(diǎn):4、故障相間電壓超前故障相間電流約80度左右；零序電流超前零序電壓約110度左右。若兩相接地短路故障出現(xiàn)不符合上述條件情況，那么需要仔細(xì)分析，查找二次回路是否存在問題。^+=75°1、三相電流增大，三相電壓降低；沒有零序電流、零序電壓。2、故障相電壓超前故障相電流約80度左右；故障相間電壓超前故障相間電流同樣約80度左右。若兩相接地短路故障出現(xiàn)不符合上述條件情況，那么需要仔細(xì)分析，查找二次回路是否存在問題環(huán)流是合環(huán)后由于兩個(gè)系統(tǒng)電壓，頻率，波形差而造成的大環(huán)流,環(huán)流大時(shí)會對系統(tǒng)造城一定沖擊,重則損壞設(shè)備，造成設(shè)備保護(hù)誤動(dòng)等.實(shí)際是一種沖擊電流.所以有的系統(tǒng)合環(huán)要注意同期并列配電網(wǎng)合環(huán)操作環(huán)流分析系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用0引言隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，雙向供電成為常用的供電模式。配電網(wǎng)一般采用閉環(huán)設(shè)計(jì)、開環(huán)運(yùn)行的供電方式。在倒負(fù)荷或線路檢修時(shí)，通過合、解環(huán)操作可以減少停電時(shí)間，提高供電可靠性，但由此引起的環(huán)流，對配電網(wǎng)的安全運(yùn)行有很大的影響［1］。若通過潮流計(jì)算對合環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行分析和計(jì)算，有助于運(yùn)行人員對地區(qū)電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而保證用戶利益，減少停電損失。蘇州地區(qū)電力負(fù)荷密度大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，雙向供電模式多，用戶對電網(wǎng)的供電可靠性要求較高，合環(huán)操作頻繁。針對這一特點(diǎn)，我們開發(fā)了蘇州配電網(wǎng)合環(huán)分析系統(tǒng)，它結(jié)合實(shí)際合環(huán)操作的需要，對蘇州地區(qū)的部分線路和廠站進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮喕?，對可能的合環(huán)路徑進(jìn)行分析，從潮流的角度給運(yùn)行人員以依據(jù)，從而快速、準(zhǔn)確地找出最佳合環(huán)路徑，達(dá)到預(yù)期目的?？梢?，系統(tǒng)的開發(fā)有重要的實(shí)際意義。1系統(tǒng)研制1系統(tǒng)設(shè)計(jì)蘇州配電網(wǎng)合環(huán)分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的主要在于：運(yùn)行調(diào)度人員在合環(huán)操作前，可以根據(jù)合環(huán)操作的需要在系統(tǒng)中進(jìn)行潮流計(jì)算，根據(jù)合環(huán)分析系統(tǒng)提示的信息進(jìn)行操作。為了提高計(jì)算的精確性，合環(huán)分析系統(tǒng)在進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)，不僅包含了與合環(huán)線路直接相關(guān)的線路信息，而且包含了整個(gè)蘇州電網(wǎng)，將供電網(wǎng)和配電網(wǎng)全部考慮進(jìn)去。由于蘇州地區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了使用戶的實(shí)際操作更為方便，在系統(tǒng)構(gòu)建前，根據(jù)蘇州電網(wǎng)的特點(diǎn)和實(shí)際可能的合環(huán)線路，在保證工程計(jì)算準(zhǔn)確的前提下，對整個(gè)蘇州地區(qū)的電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕?，選擇了40多個(gè)重要的廠站組成電網(wǎng)接線圖。其中包括：望亭電廠、陽山變、金山變、獅山變、蘇州變、寶帶變、葑門變、寒山變、楓橋變、彩虹變、胥門變、竹輝變、園區(qū)變等。針對配電網(wǎng)變化多、合環(huán)操作復(fù)雜的特點(diǎn)，系統(tǒng)引人合環(huán)模板的概念，即預(yù)先定義好幾個(gè)常用的合環(huán)形式，如兩條10kV饋線合環(huán)操作的模板，20kV饋線合環(huán)操作的模板等。當(dāng)分析某兩條饋線合環(huán)時(shí)，只要調(diào)入合環(huán)模板，選擇合環(huán)饋線所在母線，輸入必需的線路參數(shù)和負(fù)荷參數(shù)即可進(jìn)行合環(huán)計(jì)算。這樣，一個(gè)模板適用多種合環(huán)操作，用戶使用十分方便。我個(gè)1采用面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在集成的VC++6.0［2］開發(fā)環(huán)境下，對系統(tǒng)進(jìn)行編程、調(diào)試，使系統(tǒng)易擴(kuò)充、易維護(hù)。網(wǎng)絡(luò)所需參數(shù)及運(yùn)行結(jié)果存儲于Access數(shù)據(jù)庫中，用戶可方便地通過系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行修改和維護(hù)。2系統(tǒng)組成蘇州配電網(wǎng)合環(huán)分析系統(tǒng)主要由兩個(gè)子系統(tǒng)組成，即繪圖及系統(tǒng)維護(hù)子系統(tǒng)、合環(huán)計(jì)算分析子系統(tǒng)，并提供相關(guān)幫助。a、繪圖及系統(tǒng)維護(hù)子系統(tǒng)該子系統(tǒng)提供了多種電力系統(tǒng)常用圖元，如斷路器、變壓器、負(fù)荷等，以此繪制蘇州地區(qū)系統(tǒng)接線圖和各個(gè)廠站內(nèi)部接線圖。這樣可以全面地反映電網(wǎng)的總體情況，為合環(huán)計(jì)算分析準(zhǔn)備了必要的數(shù)據(jù)。b、合環(huán)計(jì)算分析子系統(tǒng)該子系統(tǒng)為用戶提供了合環(huán)前校核合環(huán)電流大小的手段，給出了合環(huán)前后的電壓水平和合環(huán)后的電流情況。在合環(huán)電流超過400A時(shí)，系統(tǒng)將提示“電流越限！”，予以警告。合環(huán)分析系統(tǒng)提供了正常方式下的電網(wǎng)運(yùn)行工況（即基本工況）。這樣，用戶可以將不同的運(yùn)行方式存為不同的工況（如最大負(fù)荷情況、高峰負(fù)荷情況等），調(diào)入不同的工況可計(jì)算出不同工況下的合環(huán)電流。針對配電網(wǎng)合環(huán)的特點(diǎn)，該系統(tǒng)給出了常用的合環(huán)分析模板。用戶可以根據(jù)需要用繪圖及系統(tǒng)維護(hù)子系統(tǒng)在系統(tǒng)圖中添加新的廠站，完善系統(tǒng)；也可在系統(tǒng)圖中定義新的合環(huán)分析模板，便于進(jìn)行相關(guān)饋線的合環(huán)計(jì)算。1.3計(jì)算模型配電網(wǎng)合環(huán)分析系統(tǒng)的基礎(chǔ)是潮流計(jì)算。常規(guī)潮流計(jì)算的任務(wù)是根據(jù)給定的電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行條件求出整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)，包括系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)（母線）的電壓、線路上的功率分布以及功率損耗等。由于潮流計(jì)算的已知量與待求量之間是非線性關(guān)系，所以，潮流計(jì)算問題在數(shù)學(xué)上是多元非線性代數(shù)方程組的求解問題，一般采用迭代方法計(jì)算。合環(huán)計(jì)算既涉及地區(qū)電網(wǎng)，又涉及配電網(wǎng)。由于不易獲得完整的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)，因此，如何使計(jì)算方法及結(jié)果滿足工程實(shí)際的需要，是配電網(wǎng)合環(huán)分析系統(tǒng)研制的關(guān)鍵，也是難點(diǎn)。圖1所示為一種典型的合環(huán)情況。L-'i高壓HL'jEEL典型的會環(huán)情況Fig..1Rrprtflentaliv-eclmcdJoupjitiwark合環(huán)前，設(shè)變壓器高壓側(cè)母線電壓分別為U，U；低壓側(cè)母線電壓為U，U；變壓器阻抗分別為Z1，Z2；變壓器高壓側(cè)流進(jìn)的功率為SH1，SH2低壓側(cè)流出的功率為S,S（分別對應(yīng)低壓側(cè)母線上所接的兩個(gè)負(fù)荷S=S+L,S=S+L；L,L1L2L11D1L22D2D1L為合環(huán)線路負(fù)荷；S,S為合環(huán)變壓器其他線路負(fù)荷）。合環(huán)后，設(shè)變壓器高壓側(cè)母線電壓分別為U',U,低壓側(cè)母線電壓為UP；變壓器高壓側(cè)流進(jìn)的功率為S',S'；低壓側(cè)流出的功率為S',S'。H1經(jīng)過推導(dǎo)與計(jì)算，得出合環(huán)功'*SL和電流I的表達(dá)式如下：E心+&+&+3務(wù)二Se（S卜St-4-L^yZt—Arn^ij招1=乩=J一花+g$L】Z—私％叫=Ui「_W=——由上述公式可看出■臺環(huán)功率和電流與下列因素有美=土高用側(cè)電壓差&，『及臺環(huán)后臺環(huán)點(diǎn)屯壓Up；瓦合環(huán)線路負(fù)ffiiD|ILtaS加變壓器所帶的其他線路負(fù)荷爪變壓器阻擾事另外。配電網(wǎng)合環(huán)時(shí)負(fù)荷模型的處理與配電網(wǎng)的特點(diǎn)有關(guān)。配電網(wǎng)運(yùn)行中負(fù)荷節(jié)點(diǎn)多，往往呈梳狀結(jié)構(gòu)，而且一般無表計(jì)實(shí)時(shí)記錄負(fù)荷。為了使潮流計(jì)算更好地反映實(shí)際運(yùn)行情況，需對配電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行合理分析。一般為了計(jì)算方便，配電網(wǎng)負(fù)荷往往簡單地歸結(jié)于一點(diǎn)，這樣雖簡化了計(jì)算，但模型不夠精確。本系統(tǒng)在建立負(fù)荷模型時(shí)，充分考慮了配電網(wǎng)負(fù)荷梳狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，讓負(fù)荷均勻分布于配電網(wǎng)線路上，再利用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行負(fù)荷移置，便于潮流計(jì)算，也提高了精度。以理論分析為指導(dǎo)并通過實(shí)際測試，可找出影響合環(huán)潮流和合環(huán)電流的實(shí)際因素，艮即合環(huán)饋線所在變壓器高壓側(cè)及低壓側(cè)電壓，合環(huán)饋線的負(fù)電網(wǎng)當(dāng)時(shí)的運(yùn)行工況（線路參數(shù)、負(fù)荷、變壓器分抽頭位置），合環(huán)饋線所在變壓器的總負(fù)荷，合環(huán)前饋線所屬母線電壓，合環(huán)線路參數(shù)及負(fù)荷等。通過以上數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可在合環(huán)前自動(dòng)進(jìn)行電壓調(diào)整，從而使合環(huán)前的潮流情況和電壓水平與實(shí)際基本一致，保證了合環(huán)計(jì)算的準(zhǔn)確性。并且，在合環(huán)操作之前，系統(tǒng)提供了合環(huán)路徑的校驗(yàn)，從操作角度給運(yùn)行人員以依據(jù)。2系統(tǒng)特點(diǎn)1模型合理配電網(wǎng)合環(huán)分析系統(tǒng)建立了與合環(huán)有關(guān)的蘇州地區(qū)接線圖和廠站接線圖，既方便了合環(huán)分析，也為計(jì)算提供了較為精確的系統(tǒng)參數(shù)。通過理論分析和大量計(jì)算，本系統(tǒng)確定了合理的合環(huán)饋線的負(fù)荷模型，算例結(jié)果（見表1）表明，準(zhǔn)確率較高，滿足工程要求。?i計(jì)鼻揚(yáng)果TaMf1CBJcolflifonmull#算司出統(tǒng)所*頃瘴場邪出而kv帶峻音昨桁蟆權(quán)電訊A壞仲號而19.2［如HO115,22.$11公*7K)0.1D玷"%CM中firwn鼻待33710.1口拈55u3DM￡KMi號US盹吊l"_麻胃門54410.J睥誦U.S'afl-If1導(dǎo)跪]fl.201^3的耳1號L157B0網(wǎng).i*451號海W.l075開f】￡號914ItKfl31530Z螂,4|DSUH城中￡早2M10舞加97H.72實(shí)用性強(qiáng)該系統(tǒng)針對配電網(wǎng)的特點(diǎn)和配電人員的需求而開發(fā)。調(diào)度人員能夠根據(jù)不同的配電網(wǎng)供電模式創(chuàng)建不同的模板，進(jìn)行合環(huán)計(jì)算。系統(tǒng)計(jì)算合環(huán)潮流的結(jié)果能夠有效地反映當(dāng)前的運(yùn)行情況，而且數(shù)據(jù)結(jié)果直觀明了，不僅顯示在相應(yīng)的配電網(wǎng)合環(huán)圖上，調(diào)度人員也可以通過數(shù)據(jù)表格進(jìn)行瀏覽。該系統(tǒng)的操作方式適合于調(diào)度人員及配電系統(tǒng)的特點(diǎn)。在系統(tǒng)數(shù)據(jù)錄入時(shí)，調(diào)度人員只要輸入設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如型號、長度等參數(shù)，電氣參數(shù)計(jì)算由系統(tǒng)自身完成。針對配電網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，調(diào)度人員可以輸入負(fù)荷電流大小、電壓水平、功