对于配电网的合环换电技术，你了解吗？
输电线路 合环换电的潜在风险在执行合环操作时，由于开关设备两侧电压差的存在，网络中会产生冲击电流，这都将直接影响到电网的安全稳定运行。因此，供电企业相关规程已明确要求，只能依靠经验进行，存在较大的安全风险。 合环换电的技术原理2 合环冲击电流计算模型 为分析计算方便，根据配电网的特点进行如下简化：忽略线路电纳；合环支路使用集中参数模型。简化后的等值电路模型如图4−2（b）所示，图中的R 和L为环网中所有电气元件的电阻和电感之和。
图4−2 配电网合环示意图 （a）典型的合环网络；（b）简化的合环等值电路；（c）简化的合环计算模型 由于电力系统三相对称，下面以A相为例进行分析。计算合环冲击电流暂态过程的单相等值电路模型如图4−2（c）所示。图中合环点两侧电压差等效为A相电压e(t)。 设Δ U为合环点两侧电压相量差，则有
合环网络的时域微分方程为
式中 α——合环时刻（ 0t=）E 的初始相角，它由该时刻合环点两侧电压的相角差决定。 利用拉普拉斯变换，将时域非线性微方程转换为复频域中的代数方程进行求解。对式（4−6）两边取拉普拉斯变换，得
合环前，合环支路上没有电流通过，故电感中的初始电流(0)i− 为零。因此有
对式（4−9）进行拉普拉斯反变换并代入式（4−10），得到时域中合环电流的完全表达式
由于三相对称，只需将(α−120°)和(α 120°)代替式（4−11）中的α就可以得到B相和C相的全电流表达式。分析可知，三相中的直流电流是不相等的，它们的起始值也不可能同时达到最大或为零。 从式（4−11）中可以看出，合环电流由交流分量iac 和直流分量idc 两部分组成
式中 iac ——合环稳态环流周期分量，其幅值Im 的大小取决于合环点两侧电压差和环网总阻抗； idc ——呈指数规律衰减的非周期分量，其起始值idc0 取决于合环时刻的初始状态，衰减时间常数由环路中电阻R与电感L的比值决定。
从上述分析可以看出，合环瞬时冲击电流的大小与合环点两侧电压差近似成正比，与环路总阻抗近似成反比，还与电压的相角差有密切关系。因此，为保证合环安全，应调整运行方式以尽量减小合环点两侧电压的幅值差和相角差。 在配电网电流速断保护中，电流整定值取的是电流有效值，因此需计算暂态过程中的最大有效值电流IM 。通过分析容易得出，IM 发生在合环后的1/2个周期内，其值为
从以上合环冲击电流理论计算分析中可以得出，影响合环电流大小的主要因素是合环点两侧电压幅值差、相位差以及环网总阻抗。 配电网合环换电装置通过研发一种监测合环点两侧电压幅值及相位差的装置，为远方和就地判断是否满足合环条件提供可靠保障。合环换电装置的监测信号示意图见图4−4。 2 主要功能 3） Ⅱ段母线/2、21A74FF">（2） 告警及监视功能。 1） 开关量输入监视； 2） 装置自检，对A/D、ROM、EEPROM等实行自检，发生异常时自动报警。 （3） 控制功能。 1） 1进线断路器、分段断路器的分、合闸控制。 2） 采集点自动切换功能。 Ⅰ段母线电压采集：正常运行时，在Ⅰ段母线TV上获取电压信号，当1站用变压器上获取电压信号； Ⅱ段母线电压采集：与Ⅰ段母线自动切换原理相同。 （5）
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