对于配电网的合环换电技术，你了解吗？

我国城市10kV配电网普遍采用环网设计，开环运行的模式，当配电网检修时，可通过合环换电的方式实现不对用户停电的负荷转供。由于合环操作可能导致合环潮流或冲击电流过大，从而引起线路或设备过载甚至保护跳闸，造成更大范围内的用户停电，我国大多数供电企业对10kV合环换电都持比较谨慎的态度，一般采用先停电，再转供电的方式。这种方式导致用户停电次数增多、停电时间加长，影响了供电可靠性。因此，开展配电网合环换电技术研究，对于提高配电网供电可靠性水平具有重要意义。

输电线路

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。

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。