基于配网自动化过流保护级差的30度相角差线路不停电运行方式调整
01
工作背景
通常情况下，对具有30度相角差的联络线路间直接进行合环操作时会产生巨大的冲击电流，将引起线路设备过负荷、继电保护误动作、电气设备损坏等问题。
因此在日常工作中对于具有30度相角差的联络线路进行运行方式调整操作时，往往采取停电倒负荷再送电的模式，这一模式虽然规避了直接合环操作带来的风险，但将伴随2至5分钟左右的配电线路停电，影响辖区内供电可靠性与用户的用电体验。
02
功能原理
当10kV配网线路进行30度相角差合环时，产生的冲击电流会使得变电所过流保护动作，进而跳开变电所出线开关，导致线路失电。
为实现不停电运行方式调整，通过在变电所间联络架空线上加装带有保护装置的三遥开关，并设置目标解环开关的速断保护为0秒、重合闸退出，当线路合环时，产生的冲击电流会在变电所保护动作前引起目标解环开关速断保护动作，从而实现线路的不停电运行方式调整，避免发生停电。
03
应用案例
2024年3月26日，国网杭州市钱塘区供电公司首次开展30度相角差线路不停电运行方式调整试验。
1.应用背景
经研究，钱塘公司选择辖区内35kV义盛变义盛678线与110kV白浪变新益A53线作为本次试验线路，线路整体为架空线路，通过2764开关联络，义盛678A线02#开关、义盛678A线16#杆开关、2239开关设置有保护。
义盛变义盛678线-白浪变新益A53线“手拉手”联络线路导线汇总表
义盛变义盛678线-白浪变新益A53线开关情况：
该联络线路间累计接有公变23台和18台专变。义盛变义盛678线从变电所间隔至2764联络开关间距离约10.5公里，白浪变新益A53线从变电所间隔至2764联络开关间距离约6.5公里。
变电所保护配置如下表所示：
图1 义盛变义盛678线-白浪变新益A53线连接简图
经研究，钱塘公司选择辖区内35kV义盛变义盛678线与110kV白浪变新益A53线作为本次试验线路，线路整体为架空线路，通过2764开关联络，2239开关、义盛678A线02#开关、义盛678A线16#杆开关设置有保护。
2.准备工作
本次试验经杭州供电公司调度悉心指导计算合环电流、校核保护定值，确保开关准确动作（理论参数计算热倒负荷预计合环电流为1237A，实际合环电流为1132A）。杭州供电公司变电检修中心支撑变电站侧录波装置安装和分析，确保试验的准确性和有效性。钱塘公司对该联络上所有线路开关、配变情况、导线型号进行了统计调研，确认线路上存在的薄弱点，并在试验开始前组织隐患缺陷消除工作。
合环操作开始，现场人员调整了智能开关录波启动设置，确保合环过程中的电流电压数据得到妥善记录；为防止正常运行情况下义盛变义盛678线-白浪变新益A53线相位错误（正常情况下对应相相位差应为30度），供电所人员在试验开始前对2764联络开关两侧进行核相工作；为防止试验线路上其他开关误动，供电所人员在试验开始前退出解环点外其他开关的保护，并检查普通开关的保护是否退出，确保开关不发生误动；为防止试验过程中发生误动，供电所人员依照联络线路上开关数量分为七组在开关附近待命，确保在遇到开关拒动、接地等情况，可不经调度许可，立刻拉开开关，同时若发生开关误动，则第一时间联系调度。
图 2、3 合环操作开始前的录波与核相工作
图 4合环操作开始前的检查工作
3.试验开始
第一项试验：10千伏义盛678线16#杆开关后段负荷热倒至新益A53线供电，动作顺序：2764开关遥控合闸—义盛678线16#杆开关自动跳闸。为提升保护可靠性，设置两个解环点并优化两个解环点的级差配合。2764开关备用跳闸，备用解环点动作时间为0.15s。
联络线路保护更改配置下表所示，所有开关重合闸均退出。待供电所人员依次汇报各开关保护及重合闸状态并确认无误后，2024年3月26日11时35分，随着调度遥控操作合上2764开关，后台显示义盛678A线16#杆开关自动跳开。11时37分，现场各组人员汇报各开关状态，2764开关为运行状态，义盛678A线16#杆开关为热备用状态，其余开关均在运行状态，与预期状态一致，全线均未失电，后台显示各配变运行正常。
开关保护配置情况：
图5 第一项试验时现场开关保护情况
图6 第一次合环时2764开关录波情况
第二项试验：10千伏义盛678线16#杆开关后段负荷恢复正常供电方式，动作顺序：义盛678线16#杆开关遥控合闸—2764开关自动跳闸。为提升保护可靠性，设置两个解环点并优化两个解环点的级差配合。义盛678线16#杆开关备用跳闸，备用解环点动作时间为0.15s。
调整联络线路保护更改配置，将义盛678A线16#杆开关保护设置为400A，0.2s；将2764开关保护设置为400A，0s。11时45分，随着调度遥控操作合上义盛678A线16#杆开关，后台显示2764开关自动跳开。11时47分，现场各组人员汇报各开关状态与预期方案无误，现义盛变义盛678线-白浪变新益A53线恢复正常方式，线路各设备恢复如初后，全部试验至此结束。
图7 第二项试验时现场开关保护情况
图8 第二次合环时2764开关录波情况
04
成效分析
本次试验利用配网线路上开关保护功能实现合环瞬间自动解环的目标，对于存在角差的线路和跨供区的线路“零感”合解环具有借鉴和推广意义。对于接入配电I区和IV区的配网开关，可通过远程下装开关保护定值，省去现场登杆操作的时间，极大缩短操作时间。更重要的是相较于传统的冷倒调整方式，可以避免用户停电，提高供电可靠性和供电服务质量。但对于线路上开关的可靠性具有较高的要求，合环瞬间电流达上千安培（解合环暂态过程没有出现过电压现象），开关需承受较大的冲击电流，且开关动作时间需小于变电站出线开关保护时间，而配网线路上开关检修试验较为困难。因此在采用该方法合解环线路时，需提前对线路上开关运行情况进行排查，最好对开关进行继电保护试验。
未来，通过对电网网架设备的改造，将实现钱塘全域带相角差和跨不同供区线路不停电运行方式调整，提高钱塘电网的供电可靠性和社会经济效益。
丨供稿丨
牟传强、陈群杰、程健安 杭州供电公司
丨审核丨
吴栋萁 浙江电力科学研究院
丨编辑丨
蔡婉琪 浙江电力培训中心
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