阐述探究提高10KV配网供电可靠性策略

论文导读：
摘要：随着科技的不断发展，电力事业也蓬勃发展。10kv配网供电是城市供电系统的重要组成部分。一般来说，10kv配电网处于开环运行状态，接入地方电厂后，就形成了双侧有源线路，在配网送电过程中，一旦发生故障，就可能使变电站失压或是电压频率失稳。提高10kv配网供电的可靠性方法有很多，重合闸方式就是其中的一种，了解影响重合闸的因素，掌握重合闸重新闭合的条件，采用准同期重合闸方式，进而提高10kv配网供电的可靠性。
关键词：10kv配网供电；可靠性供电；重合闸；双侧有源线路
：A
近年来，经济飞速发展，电网事业也蒸蒸日上，政府提高了城市电网和农村电网的网可靠性研究已经成为电网事业中最重要的研究课题。配电网可靠性研究起源于建设力度，并重点改善了10kV电网。配电网故障对电网供电的影响巨大，因此配电上世纪六十年代，现如今已经发展成为一门专门的学科。目前，常用的配电网可靠性研究方法有两种：其一是解析法；其二是模拟法。本文从配电网可靠性研究的基本方法入手，介绍了双侧有源线路，并对提高10kV配网供电可靠性方法中的重合闸方式进行了重点阐述，分析了影响重合闸的因素，并提出了准同期重合闸方式以供读者学习和交流。

一、配网供电可靠性研究的意义及基本方法

配网供电可靠性研究，就是以配网供电可靠性的历史数据为依据，通过计算、整合以及分析的方式，评估现有的配网供电系统的可靠性。配网供电的可靠性是考擦电网综合能力的主要因素之一。分析、对比配网供电可靠性的历史数据，选择合理的方式进行供电将降低供电的成本，同时提高供电的安全。研究配网供电可靠性的方法主要分为以下两种：
（一）模拟法
模拟法中比较著名的就是蒙特卡洛模拟，它具有可以抽取服从任意一种概率分布的随机数的特点。具体操作过程中，以输配电元件、气候条件以及负荷的概率分布为依据，在计算机的协助下，随机抽取样本来确定它们的参数，进而对样本的状态进行分析。模拟法的优点在于可以提供电压质量信息，同时也可以计算相关故障的时间影响。
解析法
针对不同的情况，解析法可以分为以下几种情况：
1 网络等值法
网络等值法的原理是将一部分配网供电网络用一个等效的原件代替，通过分析这个原件的可靠性，得出这部分网络的可靠性。它的优点在于不用重读计算每个原件的可靠性，但是它只能反映配网供电网络可靠性的整体指标。
2 故障模型后果分析法（FMEA）
在研究配网供电可靠性的研究方法中，故障模型后果分析法是运用最广泛的一种方法。故障模型后果分析法的基础是元件的组合关系，根据元件的可靠性数据，以可靠性准则为依据，来判定系统的状态。它的优点在于可以反映配网供电系统的运行特征和结构。
3 故障扩散法
故障扩散法是以故障模型后果分析法为基础，研究故障影响力，进而判断系统的可靠性的一种方法。
4 其他方法
解析法中，根据不同的标准对配网供电可靠性进行分析的方法有很多，除了上述的方法以外，还有根据贝叶斯网络的评估法，这种方法的优点在于可以确定特定原件在系统可靠性中的地位。或是参照马尔科夫模型进行分析的解析法，这种方法的计量很多，相对来说精准度更高，当然还有些其他的办法，这里不一一列举。
二源于：本科毕业论文www.7ctime.com
、双侧有源线路以及重合闸仿真模型
所谓的双侧有源线路就是指10kV配网供电系统接入了地方电厂，进而形成一种类似于大小系统串联的模式。他们之间的载体是联络线，因此一旦联络线发生故障，地方电厂就会孤立运行，进而引起一系列的后果。针对此种情况，就必须研究一种恰当的重合闸方式，确保10kV配网供电系统的可靠性。
上图是一副典型10kv双侧有源线路重合闸模型，地方电厂通过升压变压器连接母线2，母线1与母线2之间的部分就是上文所提到的联络线，当联络线发生故障时，地方电厂就孤网运行。

三、影响重合闸的主要因素

检同期重合闸达到重合的条件，主要决定因素是联络线系统两侧的频率差、角度差以及电压差。联络线系统出现故障后，一般发生故障的是地方电厂，主要原因是地方电厂的电压、频率波动范围较大，进而引起了电压差、角度差、频率差的变化。另外，功率不平衡量也是电压差、角度差、频率差发生变化的主要原因，而功率不平衡量主要取决与事故前的初始潮流。下面两幅图分别是无功缺额不同，有功缺额相同；有功缺额不同、无功缺额相同情况下的频率波形图。
从上图可以知道，频率的影响大多取决于有功缺额，电压的变化主要是受论文导读：系，并提出了准同期重合闸的方式来提高配网供电的可靠性，希望对读者有所帮助。总而言之，10kV配网供电可靠性的研究还处于起步阶段，不断学习，并借鉴国外先进理论，同时根据实际情况提出合理的方法提高10kV供电系统的可靠性将是今后研究的重点方向。参考文献邵敏敏.城市配电网供电能力评估及可靠性的研究.东南大学.2008.董志标
到无功缺额的影响。

(一)有功缺额对重合闸的影响

有功缺额通过影响频率，进而影响重合闸。在研究过程中通常运用发电机转子运动方程式来反应他们之间的关系，可以具体表示为：
公式中反映出了有功功率、机械功率、电磁功率三者间的差量关系，也反映出了角速度、时间和有功功率之间的比例关系。当然由于地方电力厂电网系统孤立运行的惯性时间小，基本上可以忽略，因此影响有功功率的因素主要为角速度和重合闸完成运行的时间，下图是一副用功功率为正时，频率响应的曲线图。

(二)无功缺额对电压的影响

无功缺额通过影响电压，进而影响重合闸。当联络系统发生故障时，地方电力系统的负荷完全由电厂自身供给，无功缺额总量减少，进而改变系统电压影响重合闸，下图是一副简单的网络无功缺额和电压关系的示意图。
从图中可以看出电压和无功缺额的关系成一条抛物线，如果电势E一定，无功缺额增加，电压增加，达到一定值时，无功缺额降低，电压依然增加。曲线2反映的是负荷不变时，无功缺额与电压的关系。
上文已经提到功率不平衡量主要取决于初十无功潮流，基于额定电容为6.2Mvar的情况下，如果初始潮流超过这个值，联络线系统发生故障时，地方电力系统电压就会下降，由于地方电力系统调节能力差，重合闸就不能满足重合条件。另外，当联络线系统发生故障时，地方电力系统的相角差也呈周期变化，下图是基于一定数值下的不同有功缺额下的相角差的变化示意图。
从图中可以看出，频率的变化在有功缺额为2.5时，没有多少变化，随着有功缺额的增加，频率变化也随着增大，因此重合闸重新闭合要求的相角差必须在最初的

1.7秒内找到，否则就不能使得重合闸重新闭合。

总的来说，影响重合闸的主要因素是有功缺额，有功缺额通过影响摘自：毕业论文结论www.7ctime.com
相角差和频率，进而影响重合闸。而无功缺额主要引起电压的变化，一般来说对重合闸的影响不大，因此实际操作中要首先考虑有功缺额的影响。

四、配网供电可靠性研究

目前，电力系统中使用的重合闸在联络线系统发生故障时，很少能动作，其主要原因是故障前的初始潮流过大，因而不能满足重合闸重合的必须条件。基于上述原因，笔者建议实际电网中使用准同期重合闸方式。准同期重合闸方式指的是频率差、电压差在一定范围内，相角差为零时重合闸重合。一般来说，电力系统都能承受一定的电流冲击，因此实际电网中对频率差和电压差的范围限制不是很严格，当相角差为零时闭合重合闸可以使重合闸的冲击电流降低。
上文中，我们从相角差的变化示意图中可以看出，在相角差在第一个周期内没有超过零点，因此主要在后面的周期内寻找重合点。一般来说采用准同期重合闸的方式，能在4到5个周期内找到地方电力系统与配网供电系统的同步点，进而使重合闸重合，使电网正常运行。而一般来说，在这个时间范围内冲击电流对电力系统造成的损害很小，属于能够接受的范围。因此准同期重合闸方式在配网供电中能够提高其可靠性。
结语
10kV配网供电系统在日常生活中的运用越来越广泛，它对经济建设的作用也越来越大。因此，保证10kV配网供电系统安全运行将极大的加快社会发展的脚步。研究10kV配网供电可靠性有很多种办法，本文主要针对其中常用的解析法和模拟法进行了说明，阐述了各种方法所具备的优点，以供读者参考。提高配网供电可靠性的方法也很多，本文就其中的重合闸方式进行了重点阐述，分析了影响重合闸重新闭合的因素，对有功缺额和无功缺额相同与不相同的情况作了分别的阐述，分析了他们和电压以及频率的关系，并提出了准同期重合闸的方式来提高配网供电的可靠性，希望对读者有所帮助。总而言之，10kV配网供电可靠性的研究还处于起步阶段，不断学习，并借鉴国外先进理论，同时根据实际情况提出合理的方法提高10kV供电系统的可靠性将是今后研究的重点方向。
参考文献
邵敏敏.城市配电网供电能力评估及可靠性的研究[D].东南大学.2008.
董志标.影响10kV配网供电可靠性的因素分析[J].高科技与产业化，2010，（11）：89-90.
[3] 李瑾鸿.应用模糊控制原理在差频并网下的自动化准同期算法研究[J].电力系统保护与控制，2009，37（2）；96-98，105.