1、工 程 硕 士 学 位 论 文10kV 配电网合环转电风险评估方法研究作 者 姓 名 唐 鹤工 程 领 域 电 气 工 程校 内 指 导 教 师 蔡 泽 祥 教 授校 外 指 导 教 师 倪 伟 东 高 级 工 程 师所 在 学 院 电 力 学 院论 文 提 交 日 期 2012 年 10 月 18 日Research on Loop-closing Risk Assessment for 10kV Distribution NetworkA Dissertation Submitted for the Degree of MasterCandidate：TangHeSupervisor：Pr
2、of. CaiZexiang,Senior Engineer Ni WeidongSouthChinaUniversity of Technology Guangzhou, China分类号： 学校代号：10561学 号 ：200920203912 华南理工大学硕士学位论文10kV 配电网合环转电风险评估方法研究作者姓名：唐 鹤 指导教师姓名、职称：蔡泽祥 教授倪 伟 东 高 级 工 程 师申请学位级别：工程硕士 工程领域名称：电气工程论文形式： 产品研发 工程设计 应用研究 工程/项目管理 调研报告研究方向：电力系统保护，控制与自动化论文提交日期： 年 月 日 论文答辩日期： 年 月 日学位
3、授予单位：华南理工大学 学位授予日期： 年 月 日答辩委员会成员：主席：委员： 华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复
4、印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外） ；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：保密，在年解密后适用本授权书。不保密,同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版) 电子杂志社全文出版和编入 CNKI 中国知识资源总库 ，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“”)作者签名： 日期：指导教师签名： 日期 作者联系电话： 电子邮箱：联系地址(含邮编) ：摘 要科技的发展和人民生活水平的不断提
5、高，促使用电客户对电能质量的要求越来越高，供电的间断性对生产生活的影响也越来越大，在客户需求的推动下，保证用户的不间断供电显得尤为重要。为提高配电网的供电可靠性，佛山配网调度开始尝试不停电转供电。配电网自身存在“ 不可观” 、 “不可测”的特点，且不停电转电受到的影响因素较多，包括合环开关两侧电压差、相角差、配电线路复杂的运行参数、主网运行方式调整不可预知性等。上述因素使不停电转电的合环条件出现多种复杂状况，一旦条件不足，可能使合环操作中产生过大环流，引起配电线路过流保护误动，影响正常的客户的正常供电。目前，国家电网和南方电网以及国外对配电网的不停电转工作开展了大量的探索，主要研究方向一般集中
6、在理论计算的范畴，方法较为单调且定量计算结果与实际合环结果相差较大，可能出现对合环决策的误导。本课题结合佛山电网实际，主要有以下几方面的研究：（1）从地区电网结构特点入手，分析并提出 10kV 合环转电操作的方式，并在此基础上研究不停电转电的计算模型，在实际的应用过程中将合环转电计算模型进行不断简化，将大量参数的定量计算转化成为简化网络的定量计算和可能造成的后果（损失）与发生概率的乘积作为合环转供电风险评估提供决策参考；（2）全面掌握佛山 10kV 电网合环操作情况，通过分析大量数据，提出六类合环计算方案，根据不同方案计算合环成功率，整体评估佛山 10kV 电网合环操作风险；（3）阐述合环转电
7、的影响因素，给出一些有意义的定量条件，并且通过分析日常合环工作遇到的问题对风险的各个要素进行逐渐修正持续改进，提出符合佛山实际的10kV 电网合环操作风险的个体评估方法，极大完善了传统的 10kV 合环操作的风险评估方法。使评估出来的风险值可以为合环转供电作决策的服务。关键词：合环；风险评估；配电网ABSTRACTWith the rapid development of technology and peoples living standard, a higher demand of power quality for the electricity customers is requir
8、ed, and the power intermittence will impact on production and life seriously more and more. Therefore it is particularly important to ensure the continuity of power supply to the customers. In order to improve the reliability of the distribution network power supply, Foshan distribution network disp
9、atch began to try loop closing operation.Owing to the unobservable distribution network, many factors, such as the voltage and phase angle differences between the loop-closing switch, the complex operating parameter of the distribution line, and the unpredictability of changing the main power networ
10、k operation modes, will affect the loop closing operation. The above factors would result in complexity to the loop closing operation, and maybe produce huge circulating current and lead to malfunction of the overcurrent protection of the distribution lines, and then affect the power supply for the
11、customers. Currently, State Grid and China Southern Power Grid, as well as abroad grids, develop much exploration on loop closing operation generally concentrating in the areas of theoretical calculations. The exploration methods are generally monotonous and the results differ considerably from the
12、quantitative calculation and actual loop-closing result. These differences may result in misleading decision to loop closing operation.This paper does research on the Foshan power grid situation, mainly includes:1) Starting from the structure characteristics of regional power network, this paper ana
13、lyzed and presented 10kV loop closing operation types. Based on it, the paper proposed calculation model of the loop closing operation, and the calculation model can be simplified in actual application, which can simplify the quantitative calculation of large parameters to quantitative calculation o
14、f the simplified network and provide references to loop-closing risk assessment through the possible consequences multiplied by the probability of occurrence.2) According to the situation of Foshan 10KV Distribution network and the mass data analysis, it presented six types of loop-closing calculati
15、on program and calculate the success rate of different loop-closing programs to estimate the loop-closing operational risk assessment for Foshan 10KV Distribution network integrally.3) It stated loop-closing influencing factors and then gave some meaningful quantitative conditions to loop closing op
16、eration. Combined with engineering practical problems, this paper gave gradual correction to the various elements of the risk assessment and proposed suitable risk assessment methods to Foshan 10KV network loop closing operation, which could provide advice and help for promoting the loop closing wor
17、k.Key words: Loop-closing, Risk Assessment, Distribution Network目 录摘 要 1目 录 1第一章绪 论 11.1 研究意义 11.2 研究现状 21.3 本文主要研究内容 3第二章佛山电网 10kV 合环转电 影响因素分析 52.110kV 合环方式的分类 52.210kV 合环转电影响因素分析 82.2.1 合环网络等值 82.2.2 合环稳态电流计算模型 92.2.3 合环冲击电流 11第三章 佛山电网 10kV 合环风险整体评估 133.1 佛山电网合环情况 133.1.1 合环点阻抗情况 133.1.2 合环方式分布 16
18、3.1.3 馈线载流量统计 173.2 合环计算条件 183.2.1 电压向量范围 183.2.2 不同合环方式母线电压相角差范围 203.3 合环成功率计算分析 213.3.1 方案一 223.3.2 方案二 223.3.3 方案三 233.3.4 方案四 243.3.5 方案五 243.3.6 方案六 253.3.7 结论 263.4 环路阻抗对合环成功率影响分析 26第四章 佛山电网 10kV 合环操作风险个体评估 284.1 合环操作风险评估量化 284.2 风险值计算方法 284.2.1 后果值 284.2.2 概率值 294.3 风险的控制 314.4 简化网络潮流计算 314.5
19、 应用实例 36结 论 38参考文献 39攻读硕士学位期间取得的研究成果 40致 谢 41第一章 绪 论1.1 研究意义社会和经济的快速发展对创建国际先进供电企业提出新的挑战。按照国家电监会、网省公司有关供电可靠性管理工作指导意见，始终坚持以“提高供电可靠性” 为总抓手，以客户为中心，在基础管理、规划建设、综合停电、运行维护、需求侧管理、技术进步六个领域不断提高供电可靠性管理水平，减少客户停电时间，有效支撑客户满意度。在降低用户平均停电时间和停电次数的年度目标压力下。局制定客户停电时间指标，层层分解下达到区供电局和供电所，并纳入考核。求真务实开展客户停电时间统计和分析，不断提升客户停电精细化管
20、理水平。配电网建设按 “主干配”配网目标网架建设策略开展配网规划。统筹规划 10kV 出线间隔使用，科学合理划分供电分区，杜绝跨区供电现象，供电分区主干网目标网架能够满足发展需求。按主干线分段原则，在 10 千伏线路上合理安装分段开关、分支线开关，确保 10kV 线路全部分段。合理控制 10kV线路供电半径，控制 10kV 分支线长度，规划解决 10kV 线路“分支再分支” 情况。严格执行转供电管理有关规章制度，按照“能转必转” 的原则，具备转供电条件的线路停电必须实行转供电，转供电率达到 100。深入推广 10 千伏线路合环转电。加强线路环网点管理，编制环网线路相序对应情况表，利用停电转供电
21、机会确认环网两侧线路相序一致性。定期公布具备合环转电条件的线路清单。加强转供电统计分析，每月定期统计转供电率、合环转电比例和短时停电转电操作时间，通报转供电工作完成情况，分析转供电工作对供电可靠性指标的影响，同时对转供电率指标进行考核。开展供电可靠性精益化管理研究，创新综合停电时户数管理机制，促进年度时户数预控更加科学合理。每月定期召开停电协调会，合理安排月度停电计划，月度停电计划必须来源于年度停电计划，没有列入年度停电计划的，严格执行非月度计划管理流程。每月计算下月停电计划影响的时户数，做到“先算后停” 。但同时，电网中运行设备的日常检修维护和各类原因造成的故障仍对供电可靠性造成严重影响。调
22、度部门一直采用“先解环后合环”的方式进行配网间的负荷转移，这样势必会造成客户的间断性供电，导致用户停电时间和停电次数的增加，同时降低了配电网的供电可靠性。随着配电网的日益发展，配网网架日益趋于成熟，各种环网方式在配网中普遍使用、但由于系统短路阻抗受限国内配网往往采取了开环运行的方式，完全具备合环转电操作的实施条件。合环转电操作可大大地减少用户的停电次数，已经得到逐步应用。佛山配电网同样面临高标准的供电可靠性和保证重要用户的不间断供电的要求，尝试合环转供电势在必行。因合环开关两侧电压差、相角差、配电线路复杂的运行参数、主网运行方式调整不可预知性等原因，可能使不停电转电操作中环路中产生过大环流，引
23、起配电线路过流保护误动。调度人员掌握的技术分析手段也十分有限，进行不停转电操作时，只能依靠以往经验，没有系统的理论计算和评估标准，存在着一定的操作风险。为了满足佛山供电局创国际先进、国内领先供电企业对调度运行工作的发展需要，在确保电网安全运行的同时，提高供电可靠性，提升客户服务水平，佛山地区在减少用户停电次数和用户停电时间上进行积极的探索和研究。随着佛山地区配电网的日益发展，配电线路间采用“手拉手” 、 “N-1”以及“N 供一备”等环网接线结构，平时运行时线路间又是独立的开环运行，配网现况已经具备不停电转电操作的实施条件。不停电转电操作将大大地减少用户的停电时间和停电次数，将大大的提升佛山局
24、供电可靠性。为全面推行配电网合环操作，最大限度的保证配电网的安全，需全面进行10kV 配电网合环转供电的风险评估和分析，为不停电转电操作提供理论依据以及指导，以期提高合环转电的成功率，从而有效提高供电可靠性。1.2 研究现状配电网是一个错综复杂的网络，它不像输电网互联互通，每一个配电网网架单元就是一个互通互联的网络，网架单元下负荷点数目分层级分配，从主干线到分支线到配变呈放射状分布1-4，随着地区配电网的日益发展，配电线路主干线路间采用“手拉手”、 “N-1”以及“N 供一备” 等环网接线结构为保证系统短路阻抗可控一般采取线路间独立的运行方式。配电网不停电转电是指两个变电站或者开关站的 10k
25、V 馈线之间通过分段及联络开关进行负荷转移的过程。正常运行时运行线路间的环网开关处于断开的状态，两条 10kV 馈线各自供供电范围的负荷；当其中某条 10kV 馈线的负荷由于检修以及网络受限等原因需要转移，通过合上线路间的联络开关断开分段开关的方式进行操作。传统的电力系统调度规程，合环操作一般有如下基本操作原则：转供电线路电源来自同一 220kV 变电站，稳态运行时线路的总电流不大于供电线路的额定载流量；相应的保护装置投退及定值更改已按方式单要求完成，确认母线电压差小于 5%。如果母线电压差大于 5，联系监控调整母线电压差至 5%以内。以保证合环潮流不会引起继电保护动作等。在实际的不停电转电操
26、作中，除了上述原则调度人员掌握的技术分析手段有限。主网的运行方式由于网络互联互通的特点，灵活多变，两条 10kV 馈线在主网方式调整前属同一片区，在主网方式调整后可能就不满足合环条件了。变电站及开关站母线负荷每日不同时段都是连续变化的，母线的电压和相位会受负荷的影响。合环转电操作如果不按照方式单安排有计划进行可能存在较大的操作风险，设备过载、继电保护误动、短路电流超标这些情况都可能因合环潮流过大而出现合环过程中短时的电磁环网引起主网的保护误动等，合环转电失败不仅会影响电网和设备的安全稳定运行，而且会波及更多的客户供电受到影响，传统的做法是采用“先停后转” 的方式进行负荷转移，虽然损失了部分可靠
27、性，以保证电网的安全和客户的有计划供电。目前，国网和南网以及国外的一些电力公司正在对配电网的不停电转电开展了一些探索，主要进行了理论计算和合环过程仿真研究，也开发过一些合环过程计算软件5-14。其中文献5 针对吉林配网频繁的负荷转移开发了配电网合环操作决策支持系统。文献6将配电网合环安全性分析系统的计算结果、电力系统分析综合程序 PSASP计算结果与实际电流分别进行了比较，提出了配电网合环安全性分析系统的改进方向；文献8 结合深圳电网特点，采用基于数据采集与监视控制(SCADA)系统的配电网合环操作风险评估系统的计算结果相对比。得出具有较高准确性的结论，并对系统的前景做了展望；文献9以杭州某
28、10kV 配网的合环操作为例，利用 PSCAD/EMTDC 软件搭建系统仿真模型，探索了几种减小合环电流的方法措施。归纳起来，配电网的合环转电操作主要存在以下几个问题：（1） 配电网部分运行参数通过现有的技术手段还无法获得， 不停电转电过程中通过数据采集与监视控制(SCADA)系统仅采集到 10kV 母线的电压和各条馈线的电流，母线及馈线间相角数值及差值无法采集；（2） 配电网环网点经常设置的不合理，不停电转电工作的开展对规划设计时合理设置环网点位置提出更高的要求，不停电转电对于配网及上一级电网运行方式有着严格要求，复杂的配电网结构对合环条件也提出严格边界条件；（3） 社会经济的高速发展对供电
29、可靠性要求仅依靠运行人员经验难以满足；1.3 本文主要研究内容在不停电转电操作推进过程中，各地的供电企业都进行了不同程度的探索，完善的理论研究和操作规程尚未形成，在全网全国也未有相关的标准出台及推广。本课题主要针对网内国内现状以及佛山的实际情况进行了相关的研究，主要内容包括：（1） 从佛山现有的配电网结构入手，分析并提出 10kV 不停电转电操作的模式，建立不停电转电计算模型，在实际的应用过程中将合环转电计算模型进行简化，将大量参数的定量计算转化成为简化网络的定性计算为合环转供电风险评估提供决策参考；（2） 全面掌握佛山 10kV 电网合环操作情况，通过分析大量数据，提出六类合环计算方案，根据
30、不同方案计算合环成功率，整体评估佛山 10kV 电网合环操作风险；（3） 根据合环影响因素，提出 10kV 电网合环操作风险的个体评估方法，使本文的风险评估方法具有更丰富的应用性，极大完善了 10kV 合环操作的风险评估方法。第二章 佛山电网 10kV 合环转电影响因素分析高标准的供电可靠性和保证重要用户的不间断供电的要求，配电网在设计和建设中采用“手拉手 ”、 “N-1”以及“N 供一备”等环网接线结构，而在运行过程中受系统短路电流等因素的影响一般采取开环运行的方式。在这种情况下为保证对用户的可靠供电，除采取合理的结构、严把挂网运行设备质量关等措施外，仍然会遇到设备检修或负荷需要转移时，不停
31、电转电便成了减少用户停电次数提高供电可靠性的重要措施。变电站及开闭所 10kV 母线馈线之间的合环转电操作提高了供电可靠性，但由于配电网接线比较复杂，负荷随机性大等特点，10kV 合环转电操作受到众多因素的影响。本章结合佛山电网对变电站及开闭所 10kV 母线馈线之间的合环转电操作进行了分类，分析各类方式的特点，建立 10kV 合环等值模型和合环冲击电流等值模型，并深入分析合环稳态潮流计算，得出 10kV 合环转电操作的影响因素。2.1 10kV 合环方式的分类变电站变低母线 10kV 馈线之间的合环是目前降低配电网停电次数和停电时间的重要手段，准确分析 10kV 合环方式的类型，分析合环对电
32、网拓扑的改变时正确计算潮流的关键。本节主要结合佛山地区变电站变低母线 10kV 馈线之间合环的实际情况，从拓扑结构上对 10kV 合环方式进行了分类，主要包括以下 8 种。（1）方式一：相对独立的220kV电网，220kV主变10kV馈线与110kV主变10kV 馈线之间存在环网关系。2 2 0 k V1 0 k V1 1 0 k V2 2 0 k V图 2-1（2）方式2：相对独立的220kV电网之间跨110kV主变的10kV馈线间存在环网关系1 1 0 k V2 2 0 k V1 0 k V2 2 0 k V1 0 k V1 1 0 k V图 2-2（3）方式3：相同110kV电源，不同线
33、变组供电的 10kV馈线间存在环网关系2 2 0 k V1 0 k V 1 0 k V1 1 0 k V图 2-3（4）方式4：相同110kV线路，不同主变之间的10kV 馈线间存在环网关系# 12 2 0 k V1 0 k V 1 0 k V1 1 0 k V# 2图 2-4（5）方式5：相同主变，不同10kV馈线间存在环网关系1 0 k V# 1图 2-5（6）方式6：相同馈线，不同支线之间存在环网关系（线路自环）1 0 k V# 1图 2-6（7）方式7：相同的220kV电源， 220kV主变10kV馈线与跨110kV 主变10kV馈线之间存在环网关系2 2 0 k V1 0 k V1
34、1 0 k V1 0 k V# 1 # 2图 2-7（8）方式8：相对独立的220kV电网之间的10kV馈线间存在环网关系2 2 0 k V1 0 k V1 0 k V2 2 0 k V图 2-82.2 10kV 合环转电影响因素分析从 10kV 配电网环网点的结线方式的分类来看，其影响因素主要包括两类： 1）以环网点两侧 10kV 母线为参照点，上一级电网的的运行方式； 2）10kV 馈线的运行参数。2.2.1 合环网络等值在不停电转电合环操作前15，保留环网开关两侧节点 i 和 j，利用网孔等值方法对外网作等值，等值后的电路如图 2-9 所示，由 2 个节点和三条支路组成，包括两条对地支路
35、 Zi0，Zj0 分别串联等值电源和一条节点 i、j 之间串联的支路 Zij，由于配电网中 10kV 母线电压通过数据采集与监视控制(SCADA) 系统获得、相角可以通过调度员潮流间接估算，因此，无需计算等值电动势。其中 Zij 即为影响端口 i、j 之间的戴维南等效电路的等值阻抗，假设其值为 ，对合环方式 1， ；对合XTZ外 网 等 值 阻 抗合 环 主 变 ZZXT环方式 2 至 5，方式 7、8， ；对合环方式外 网 等 值 阻 抗合 环 主 变合 环 馈 线 6， 。根据理论分析，一般 ，即合 环 馈 电 支 线ZXT 合 环 主 变外 网 等 值 阻 抗 可用 代替，但对于低阻变，
36、应根据 10kV 母线的最大短路电外 网 等 值 阻 抗合 环 主 变 合 环 主 变流折算其 。外 网 等 值 阻 抗合 环 主 变 合环开关iEi0ZijZjEj0ZA CA C ij图 2-9 合环点等值电路在电网实际运行过程中，由于变压器、线路等电气元件参数匹配不合理，会在合环形成的环网内产生功率环流，可采用叠加定理分析这一循环功率。如图 2-10 所示，合环前相当于一个无穷大等值电阻 并联于节点 i、j 之间，合环时，相当于一个并联Z小电阻增加在节点 i、j 之间有源网络 ZkSi ji SijZijiSj ijUijSkZ有源网络 无源网络图 2-10 利用叠加定理的合环等值电路根
37、据叠加定理，合环后的线路潮流由两部分叠加而成：一部分为合环前线路的初始潮流，另一部分由合环开关两侧电压向量差 引起的均衡潮流 。当合环前两侧ijU S线路潮流为零时，节点 i、j 之间的潮流即为纯粹的均衡潮流。图 2-11 中的端口戴维南等值阻抗 即为图 2-10 中的 ，故环路的总阻抗 ，以 为参考ZkZij jXRkijZjU向量， 为合环开关两侧的电压相角差，均衡潮流 ，可以推导出：ij QPS（2-1）2sin)cos(XRUUPjjijijij （2-2）2i)(Qjjijijij2.2.2 合环稳态电流计算模型在配电网中，10kV 母线电压通过数据采集与监视控制 (SCADA)系统
38、获得、相角可以通过调度员潮流间接估算，而在实际的合环操作中很难直接获得环网点开关两侧的电压幅值，需根据 10kV 母线电压以及馈线电流引起电压降落来计算环网点的两侧的电压。为了分析 10kV 配网合环转电合环操作时线路潮流， 将 10kV 配网合环转电各种方式归纳等值电路如图 2-11 所示。1.UTX1LR0I2TX.U203.IiU. j.105.I103.I12.80I272120.I013LXl2图 2-11 等值网络已知以下参数：A 侧相关的参数：主变等值阻抗 (可由地区电网继电保护整定方案提供)，母线1TX电压 ，A 站第一、二、三段 10kV 馈线阻抗分别为 、 、 、 、 、1
39、.U1LXR12lL13X10kV 馈线阻抗;线路初始电流 ，功率因素 ；B 侧相关的参数：主变等值阻3LR10Icos抗 ，母线电压 ，B 站第一、二、三段 10kV 馈线阻抗分别为 、2TX2. 21L、 、 、 、 、线路初始电流 A，功率因素 。 1LL3X2LR20Icos由上述参数可知馈线 1 初始电流： （2-3）)sin()cos(11010.1 jII馈线 2 初始电流： （2-4）222.2 根据电路原理可知：（2-5）)(5.0 )(8.0 1313 12120LL LLi jXRI jXRIU （2-6）)(2. )(. 23230 220L LjjI jI合环两侧电压
40、差异引起的环流：（2-7）ZUIji3环合环后流经馈线 1 出线开关的电流： （2-8）.10环II合环后流经馈线 2 出线开关的电流： （2-9）.2环2.2.3 合环冲击电流在配电网不停电转电操作时，我们不仅需要分析合环过程稳态潮流对电网安全稳定运行的影响，而且需要考虑环网点开关闭合的瞬间冲击电流对电网和设备运行的影响。环网点开关闭合的瞬间电流最大可能的瞬时值称为合环冲击电流，冲击电流通常幅值较高而持续时间较短。计算合环暂态冲击电流单相等值电路如图 2-12 所示。E=maxSin(wt+ )XT RT图 2-12 冲击电流单相等值电路A 相激励电压 ，电路的非齐次微分方程为)1(30UE
41、，合环电流完全表达式为2)sin(maxdtiLRtE（2-10） Rt LRELetLRt 1 2max12maxnsi ansi)从式（2-10 ）可知，合环电流由周期分量和非周期分量两部分叠加组成。当已知时，合环电流周期分量的幅值随电路参数变化而变，呈指数规律单调衰减的直流即为非周期分量。当环网点开关闭合的瞬间非周期分量刚好为零时15，即环网点开关闭合的瞬间在零冲击电流的情况下立即进入稳态；通过合环冲击电流的最大瞬时值与非周期分量的初始值及其衰减速度的关系，以及非周期分量的初始值与合环时等值电动势的初相角的内在联系，可以推断出冲击电流的衰减速度则与电路中电阻和电抗比值有关。因此，合环冲击
42、电流的最大瞬时值是由合环时等值电势的初相角和电路中电阻和电抗比值共同决定。第三章 佛山电网 10kV 合环风险整体评估通过对佛山电网五个区局的统计，佛山电网一共有 1426 个合环点，本章主要介绍合环点的整体状况，根据上一章的计算模型，全面分析合环操作的具体影响因素，由大量的实际参数出发，提出合环计算的六类方案并进行计算，对佛山电网 10kV 合环操作进行风险评估。3.1 佛山电网合环情况3.1.1 合环点阻抗情况合环点阻抗情况主要包括 10kV 归算阻抗、馈线阻抗、合环总阻抗以及合环两侧主变阻抗差、合环两侧馈线阻抗差等几个方面的阻抗分布情况，通过计算上述阻抗的平均值、最小值、最大值以及各自对
43、应的阻抗角的平均值、最小值、最大值以及各种阻抗的分布示意图来反映合环点阻抗的总体分布情况，具体结果如表 3-1 和图 3-1 中的系列图所示。表 3-1 各种阻抗值及其对应的阻抗角情况最大值 最小值 平均值 阻抗角最大值 阻抗角最小值 阻抗角平均值10kV 母线归算阻抗（大方式） 0.7 0.21 0.3158 / / /10kV 母线归算阻抗（小方式） 1.17 0.3 0.4391 / / /馈线阻抗（一侧） 2.7645 0.005 0.4717 90 9.63 59.39馈线阻抗（二测） 6.8665 0.00624 0.4942 90 2.04 63.42合环总阻抗（大方式） 6.7
44、627 0.4144 1.5938 90 44.2 76.18合环总阻抗（小方式） 7.0751 0.4825 1.799 90 48.71 77.86合环两侧 10kV母线归算阻抗差（大方式）0.7 0 0.06894 / / /合环两侧 10kV母线归算阻抗差（小方式）1.17 0 0.1838 / / /合环两侧馈线阻抗差 4.4687 0 0.342 90 0 50.7710kV母 线 归 算 阻 抗 （ 大 方 式 ）00.10.20.30.40.50.60.70.80 500 1000 1500 2000 2500 3000欧姆 系 列 1(a)10kV母 线 归 算 阻 抗 （
45、小 方 式 ）00.20.40.60.811.21.40 500 1000 1500 2000 2500 3000欧姆 系 列 1(b)馈 线 阻 抗 （ 一 侧 ）01234560 500 1000 1500欧姆 系 列 1(c)馈 线 阻 抗 （ 二 测 ）0123456780 500 1000 1500欧姆 系 列 1(d)合 环 总 阻 抗 （ 大 方 式 ）0246810120 500 1000 1500欧姆 系 列 1（e ）合 环 总 阻 抗 （ 小 方 式 ）024681012140 500 1000 1500欧姆 系 列 1（f）图 3-1 合环点各类阻抗的阻抗值分布图从表
46、3-1 和图 3-1 的分析可得出如下结论：（1）佛山电网各 10kV 归算阻抗分布较均匀，大方式下绝大部分阻抗集中在 0.3-0.4 欧姆姆左右，小方式下阻抗集中分布在 0.3-0.6 欧姆姆之间。合环点两侧 10kV 归算阻抗比较对称，差值较小，绝大半部分分布在 0-0.1 欧姆姆之间。因此 10kV 合环点两侧的 10kV 母线的电压差异（幅值、相角）主要取决于两主变的负荷情况。 （2）合环点两侧 10kV 合环馈线阻抗分布波动较大，最大值达 6.8665 欧姆，最小值仅为 0.00624 欧姆，但一侧大部分馈线阻抗都在 2 欧姆以下， 。馈线阻抗角大部分集中在 40 度到 90 度之间
47、，极少数在 20 度到 40 度，主要是截面为 2570 之间的电缆线路。二侧馈线阻抗差大多集中在 3 欧姆以下，阻抗差的阻抗角主要分布在 4090 度之间。因此馈线阻抗与馈线负荷情况对合环点两侧的电压差异都有贡献，即如果两馈线负荷较均衡的情况下，有可能由于两馈线的阻抗差异而可能产生较大的电压差异，进而产生合环电流。（3）合环总阻抗在大、小方式下均主要集中在 4 欧姆以下，阻抗角集中在 6090度之间。3.1.2 合环方式分布根据对佛山供电局提供的数据的统计，佛山 10kV 电网共计 1426 个可合环点的各种合环方式分布如表 3-2，表 3-3 和表 3-4 所示。表 3-2 合环方式分布情
48、况区局方式1方式2方式3方式4方式5方式6方式7方式 8 合计禅城 24 203 198 62 92 2 84 32 697高明 1 1 27 10 8 5 12 0 64南海 6 103 113 45 21 0 21 6 315三水 4 15 17 27 17 0 21 6 107顺德 4 37 92 39 35 0 20 16 243合计 39 359 447 183 173 7 158 60 1426所占百分比%2.7 25.2 31.4 12.8 12.1 0.5 11.1 4.2 100从表 3-2 中可以看到，按合环方式的分类统计，佛山电网变电站变低母线 10kV 馈线之间的合环方
49、式主要是方式 2 和方式 3，占所有合环点的 56.6%，方式 4、方式 5 和方式 7 分别占 12.8%、12.1%和 11.1%，而方式 1 和方式 8 所占比例不到 10%，其中方式 6 最少，仅有 7 个合环点。表 3-3 各区局内部各方式分布情况（%）区局 方式1方式2方式3方式4方式5方式6方式7方式8合计禅城 3.44 29.12 28.41 8.90 13.20 0.29 12.05 4.59 100高明 1.56 1.56 42.18 15.63 12.50 7.81 18.75 0 100南海 1.90 32.70 35.87 14.29 6.67 0 6.67 1.90 100三水 3.
