油田的平稳生产离不开可靠的配电网。双向供电和多电源供电的模式也广泛的应用在油田。而当突发事件, 停电检修, 设备试验等一些特殊状况出现时, 就需要通过配网合环的操作, 在不间断供电的条件下, 实现负荷的转移, 从而提高配电网运行的经济性。
1 合环操作时环流产生的原因和危害
1.1 电网环流的产生原因
合环操作往往是在配电线路的维护或者需要倒负荷的情况下被使用。在操作中配网中会引起环流, 从而使过流保护, 速断保护发生误动。可以提高配电网的供电可靠性, 但其环网电流对电力系统特别是过流保护存在潜在的危险性。
1.1.1 合环开关两侧的母线电压差产生环流。
两侧的母线是并联运行的。正常状况下, 两个母线的电压差不是很大, 流过联络开关的电流也不是很大。但是当系统发生故障时, 比如短路或者雷击后, 配网运行的平衡将会被打破, 有可能使得一段线路的保护跳闸, 之后再退出运行, 此时联络开关可能会有大电流通过, 这将可能引起保护单元的误动作, 发生大面积的停电事故。
1.1.2 合环开关两侧母线对系统短路阻抗不同产生环流。
母线系统的短路阻抗也会对环流产生比较大的影响, 即使有时候合环开关两侧的母线电压数值相同, 但对系统阻抗差异较大时也会产生很大的环流。这是一个很容易被运行维护人员所忽略的原因, 但这却是造成合环操作失败的一个主要原因。
1.1.3 合环开关两侧母线所带负荷相差过大产生环流。
在平时的运行维护中发现, 即使在合环开关两侧的母线电压数值上相等, 并且对系统的短路阻抗差距也很小时, 如果两侧的母线所接的负荷有过大的差距, 到一定程度时, 同样会引起很大的环流出现。
1.2 电网环流的危害
在电网出现环流问题的情况下, 电网系统很可能产生功率因素的波动, 由于电网系统需要使用逆变器装置进行功率输出, 而电网持有的功率又分为有功功率和无功功率两种, 造成电网的环流问题只能在逆变器的影响之下产生较为强烈的波动。另外, 电网环流问题产生之后, 很多环流功率容易被容量装置影响, 因此, 在逆变器的应用过程中, 一些震荡性因素很有可能受到流动率因素的影响, 在电网环流程序的推进过程中, 很多电网环流程序可能在负载功率的影响之下产生较为强烈的功率变动。
2 电网电能质量的应对措施
由配网中因合环操作产生环流的原因可知, 若合环点两侧有电压差或两侧对系统短路阻抗的不同, 进行合环操作后会出现环流, 这可能引起环网内保护单元的继电器动作跳闸。为了避免合环操作时出现过大的环流, 使得正常维护, 倒闸操作时合环操作正常进行, 需采取相应的措施应对。
2.1 环网内参与合环的变电站中母线的相序和相位相同, 尽量满足合环点两侧的电压值相同。
可以采用调整变压器分接头和投退无功补偿装置的办法。
对于一个稳定运行的配网系统而言, 当配网的运行方式合负荷被确定后, 理论上各节点的相角差就基本上没有变化。而在实际操作中, 变压器的分接头位置会经常被变动。合环开关两侧的变压器的阻抗将会对合环产生的环流大小造成较大的影响, 而在变压器投运后, 变压器的阻抗大小由变压器分接头所处的位置合变压器的具体型号共同决定。变压器阻抗的变化会导致配网系统中其他节点的电压发生改变, 进而使合环电流的大小受到影响。通过分析可知, 若把变压器的抽头位置改变一个档位, 就使得合环电流产生几十安培的变化。由此可见, 通过调节配网中变压器分接头的位置可以预防合环电流超限现象的发生。
2.2 当环网内负荷较轻时进行合环操作。适当调整合环点两侧的负荷大小和功率因数, 使两侧相差不致过大。
如果保证合环点两侧的母线电压幅值不变而减小母线电压的相位差, 会发现合环点两侧的电压差和流通的合环电流数值明显的降低。所以, 在两段母线所带负荷差异不大的前提下, 如果可以越多地切除配网系统中所带的负荷, 那么系统中流通的环流就会越小, 相应的对配网系统的冲击也会越小。合环操作最好能选在用电的低谷期进行, 或通过改变运行方式, 使环网内的负荷减轻, 这样可以充分保证供电的可靠性, 不停电操作, 最大限度的降低电力系统受到的影响。
还应当注意, 合环两侧负荷之和不应超过两侧开关的额定负荷, 否则即使条件满足也不能互相替代。
2.3 环网中合环点两侧的母线对系统的阻抗相差不宜过大。
采用改变配网系统内运行方式:减小两侧变电站母线对系统短路阻抗的差值, 或者是提高对系统短路阻抗较大一侧的母线电压以降低短路阻抗数值。
除此之外, 还可以给配网中加入合适的限流电抗器。投入电抗器可以限制网络中电流的大小, 这点适用于限制环流。加入电抗器后可以降低合环电流给配网系统的带来的不良影响。
结论:合环操作是油田配电网运行和维护人员的常用操作。因此, 针对环流产生原因制定了相对应的预防措施, 使得配电网内实现不停电倒负荷。给予日常工作中的运行维护工作一定的参考, 能够很大程度上提升电网环流问题的应对质量, 保证电网系统的平稳进行。
摘要：环流现象是电网运行, 合环操作过程中较为常见的现象, 对操作过程中环流的产生进行分析研究, 并制定相关问题的应对方案, 能够很大程度上提升电网的运行质量, 保证油田的平稳生产。使当前的电网运行中减少环流因素的影响。
关键词：环流,合环操作,应对策略
参考文献
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