王志文
内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒电业局苏尼特右供电分局
内蒙古自治区锡林郭勒盟 011200
摘要：随着人民生活水平的日益提高，为满足人民追求美好生活的电力需求，供电企业越来越重视用户的用电体验，并逐渐向能源服务提供商转型。电力的商品属性愈发凸显，提高供电可靠性和保障用户享受优质电力服务成为供电企业健康发展的必备条件。由于历史原因，配电网的发展水平尚低，网架、设备、运行维护水平都难以适应当前经济社会的发展要求。正因如此，配电网的建设力度持续增加，由此带来的停电需求和用户用电体验的矛盾难以调和，对供电企业提出了更高要求。
关键词：低压配电网；不停电作业；无缝合环转电；低压联络；
为提高供电可靠性，切实保障用户用电体验，不停电作业技术越来越多地被引入配电网的运行维护。面向低压配电网，介绍常规不停电作业方案，针对常规方案存在的增加停电次数、扩大停电影响范围、适应性不足等问题，提出在台区之间建立低压联络并实现低压无缝合环转电的优化策略。给出无缝合环转电装置拓扑结构，分析其实现无缝合环转电的原理，提出适用于低压联络无缝合环转电的运行维护新策略。
一、常规低压不停电作业方案
1.低压转供。配电变压器常见的低压出线形式有经隔离开关出线和经低压柜出线，典型的低压转供方案如表1所示。在确定低压转供方案时，需要根据待停电台区的低压出线形式、分路出线现状、台区负载率，选择临近合适的供电点。（1）当供电点具备低压柜备用分路开关的条件时，可从该分路开关敷设临时联络电缆至待停电台区。待停电台区不具备联络电缆直接接入条件时，将原有低压出线在配电变压器低压侧解口并驳接连通联络电缆。接线方式参见方案1—方案3。
表1典型场景的低压不停电作业方案
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（2）当供电点低压柜无备用分路开关或采用隔离开关出线时，在配电变压器低压侧新敷出线和隔离开关。从该新敷隔离开关处敷设临时联络电缆至停电台区。待停电台区不具备联络电缆直接接入条件时，同（1）所述。接线方式参见方案4—方案6。当供电点具备低压柜备用分路开关条件时，供电点台区用户在转供过程中不受影响，受电台区短时停电后恢复供电，恢复运行方式时受电台区用户再次感知停电。当供电点需要新敷出线和隔离开关时，供电点台区用户短时停电，额外增加用户感知停电次数。因此，常规不停电作业方案增加停电次数，不利于提升用户用电体验。
2.低压合环转电。基于上述常规低压转供方案，在台区之间设置联络开关，可实施具备保护功能的低压合环转电，如图1所示。
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以上级电源相同的配电变压器低压合环转电为例，分析合环的暂稳态过程，如图3所示。设Z12为联络开关处的阻抗，I12为流经联络开关的电流，U1、U2分别为两台变压器低压侧电压，ZT1、ZT2分别为两台变压器的短路阻抗，I1、I2为负荷电流。流过联络点的电流为
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合环后，合环回路的功率重新分布，并遵守闭式网络功率分布规律。合环电流受联络点两侧电压影响，同时受合环时机的影响。因此，若可以调节联络点两侧电压的幅值、相位，并掌握合环时机，可以有效降低合环的暂稳态电流。
二、无缝合环转电方案
设计一种无缝合环转电装置，抑制、消除低压合环转电时的环流，避免因合环时变压器并列条件差造成变压器过载、烧毁熔断器等情况，降低低压转电操作对运行维护人员素质的要求，从而提高低压转电的可行性，进一步提升配电网的供电可靠性。
1.无缝合环转电装置。包括2组串联电压补偿器（Series VoltageCompensator，SVC）、1台并联电压变换器（ParallelVoltage Converter，PVC）、2组转换开关。SVC按照逐相补偿的原则设计，每一相包括串联耦合变压器、单相电压源型变换器；PVC包括并联变压器、三相电压源型变换器。
2.无缝合环转电的原理。采用无缝合环转电方案后，配电变压器的低压侧输出电压不再直接作为台区的首端电压，而是经过无缝合环转电装置补偿后向台区负荷输出。台区首端电压经PVC的并联变压器降压后输出为Ush，经过PVC的三相电压源型变换器调制，得到直流电压Udc。PVC为SVC提供直流电压，两者共同调控保证直流电压稳定。SVC根据指令调制输出电压，与系统电压耦合，实现线路电压的相移控制，达到补偿原有线路电压的目的。有功功率在PVC和SVC之间流动，可以经由PVC从系统中流入，经由直流电容往SVC方向流动并最终注入系统，根据运行需求，有功功率可双向流动。对于无功功率而言，PVC和SVC可各自在电容与系统之间交换，起到无功功率就地补偿的作用。（1）PVC的原理设计。待开展低压转供的两个台区，其配电变压器容量、负载率不同，即对无缝合环转电装置的容量提出不同要求。为了提高无缝合环转电装置的适应性，按照移动式、模块化的设计思路，一方面对PVC的并联变压器优化设计，减小其体积；另一方面，PVC的三相电压源型变压器按照多级并联结构设计，在实施低压转供的现场快速匹配并联级数。通过以上设计，无缝合环转电装置可分体运输、模块化组装，实现该装置的现场快速部署。当多个三相电压源型变换器并联运行时，其输入电流谐波含量将进一步降低。（2）SVC的原理设计。对于实施低压转供而言，无缝合环转电装置包含2组SVC、6组单相电压源型变换器，SVC、PVC采用共母线的拓扑结构，所有单相电压源型变换器的直流输入侧均并联在一起。每组单相电压源型变换器根据指令调制交流侧输出电压，通过串联耦合变压器向台区线路各相电压注入Use，逐相独立补偿。对6组单相电压源型变换器统筹控制，采集两个台区的系统电压，逐相分析电压的幅值、相位，按照幅值、相位差异均方值最小的原则，生成最优补偿后系统电压向量值。在该控制策略调控下，可以最大程度降低对无缝合环转电装置容量资源的要求，提高装置性能设计的效用。为SVC中单相电压源型变换器的结构，采用多级并联结构，提高通流能力。当多个单相电压源型变换器并联运行时，可以进一步减少输出电压的谐波含量，确保输出电压的电压质量。
三、配电网低压联络架构
1.面向临近配电变压器的架构。含两台配电变压器的配电房、相邻的配电房均满足配电变压器临近的条件，可直接建立低压联络形成永久接线方式。相邻配电房建立低压联络的方式如图2所示，
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D1、D2分别为1号变压器、2号变压器对应的低压柜，从变压器副方、低压柜母排引出线并利用已有或新建电缆沟接入无缝合环转电装置。
2.面向孤立配电变压器的架构。对于与其他配电房相距较远的配电变压器，可认为孤立配电变压器，不宜直接建立低压联络。无缝合环转电装置考虑在接入本地变压器低压柜引出线后，为移动发电车或其他孤立配电变压器预留接口位置。按照该模式，可实现移动发电车或其他孤立配电变压器快速接入功能。后续可根据现场实际需求，选择不同规格的移动发电车提供第二路电源，也可通过预留接口临时敷设低压电缆就近与合适的台区建立低压联络。该架构可减少大规模的低压线投资浪费，避免低压联络线被盗，避免复杂条件下建立永久低压联络的资源开销。孤立配电变压器间接建立低压联络时，对属地低压供电区域按照网格划分，每一网格内低压台区构成一组低压联络架构成员，各成员差异化地配置无缝合环转电装置或常规低压联络箱，以常规低压联络箱为主，关键节点配置无缝合环转电装置，降低低压联络构建成本。
总之，提出配电网低压联络无缝合环转电方案，按照不同场景对含两台配电变压器的配电房、临近配电房、孤立配电房等讨论了联络建立方式。提出了无缝合环转电装置的拓扑结构，包括PVC、SVC，接入变压器低压侧和低压总开关之间，按照不同电源侧电压相向补偿的控制策略使得调节后电压幅值、相位一致，实现无缝合环转电功能。
参考文献：
［1］周鹏.我国供电可靠性的现状分析与展望.2019．
［2］夏烈翔.关于低压不停电作业方案及其优化策略.2020.