李俊平等

摘要：合理的電網(wǎng)運(yùn)行方式是電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基本條件，最大限度地滿足用戶的用電需要，為用戶提供安全、可靠的供電環(huán)境是新時(shí)期對(duì)電網(wǎng)的要求。文章以內(nèi)橋接線的110kV變電站為例，通過(guò)對(duì)并列與分列兩種運(yùn)行方式在供電可靠性、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性、電壓調(diào)整靈活性三方面進(jìn)行量化分析，證明了內(nèi)橋接線變電站采用分列運(yùn)行方式更加可靠、經(jīng)濟(jì)。

關(guān)鍵詞：110kV變電站；內(nèi)橋接線；分列運(yùn)行；失壓影響值；電網(wǎng)運(yùn)行 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM732 文章編號(hào)：1009-2374（2015）28-0153-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.28.076

目前，電網(wǎng)部分用戶負(fù)荷對(duì)連續(xù)供電的要求較高，其負(fù)荷開關(guān)具有低壓釋放裝置，當(dāng)供電線路發(fā)生故障時(shí)，因變電站側(cè)開關(guān)的重合閘動(dòng)作時(shí)間至少需要0.7秒，在此期間用戶側(cè)負(fù)荷開關(guān)的低壓釋放裝置動(dòng)作跳閘，造成用戶設(shè)備短時(shí)停電，影響用戶連續(xù)生產(chǎn)工作，給用戶帶來(lái)?yè)p失。原來(lái)認(rèn)為，事故情況下能夠通過(guò)重合閘及備自投裝置恢復(fù)用戶供電即為“可靠供電”，但這一概念與用戶要求并不相符，對(duì)用戶的“可靠供電”應(yīng)解釋為：對(duì)用戶連續(xù)供電，絕對(duì)停電時(shí)間為0秒。本文對(duì)內(nèi)橋接線的兩種常見運(yùn)行方式在供電可靠性、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性、電壓調(diào)整靈活性三方面進(jìn)行了對(duì)比分析。

1 案例分析模型

110kV變電站采用內(nèi)橋接線，其主要有兩種運(yùn)行方式：

方式1：本文稱為“并列運(yùn)行”方式，見圖1：

方式2：本文稱為“分列運(yùn)行”方式，參見圖1，只是301、101開關(guān)為分位。

圖1中AB1線和AB2線為110kV輸電線路，線路型號(hào)均為L(zhǎng)GJ-300，單位長(zhǎng)度電阻為rΩ/km，線路長(zhǎng)度L1和L2均為15km。B站2號(hào)、3號(hào)主變?nèi)萘烤鶠?0MVA。為便于分析，不考慮35kV母線負(fù)荷不平衡問(wèn)題。

2 供電可靠性分析

本文以系統(tǒng)在故障時(shí)負(fù)荷損失最小為原則，提出了失壓影響值（Ps）這一概念。失壓影響值（Ps）即事故情況下，用來(lái)反映母線瞬時(shí)失壓對(duì)系統(tǒng)負(fù)荷損失造成的影響大小，每造成一條母線瞬時(shí)失壓計(jì)1分，并根據(jù)不同電壓等級(jí)母線在失電時(shí)對(duì)系統(tǒng)損失負(fù)荷的影響設(shè)定具體影響系數(shù)k（k≥1），失壓影響值Ps=k*1。

針對(duì)110kV內(nèi)橋接線變電站上述并列、分列兩種運(yùn)行方式分別設(shè)定四種事故情況：1號(hào)主變故障跳閘、2號(hào)主變故障跳閘、AB1線故障、AB2線故障，對(duì)發(fā)生事故后的供電可靠性進(jìn)行量化對(duì)比分析。為便于分析失電影響系數(shù)設(shè)為1，失壓影響值大小按每瞬間造成一條母線失壓計(jì)1分，永久失壓計(jì)2分計(jì)算。

2.1 1號(hào)主變故障跳閘

方式1：1號(hào)主變故障、1號(hào)主變主保護(hù)動(dòng)作，131、101、311、011開關(guān)跳閘，110kV1號(hào)、2號(hào)母線，35kV 1號(hào)、2號(hào)母線，10kV 1號(hào)、2號(hào)母線共計(jì)6條母線瞬間全部失壓，失壓影響值Ps1=6。110kV線路備自投經(jīng)過(guò)動(dòng)作判別時(shí)間3.2秒動(dòng)作，132開關(guān)合閘，110kV 2號(hào)母線、2號(hào)主變，35kV 2號(hào)、1號(hào)母線，10kV 2號(hào)母線恢復(fù)運(yùn)行。110kV 1號(hào)母線、10kV 1號(hào)母線失電。永久失壓影響值Ps11=4。

方式2：1號(hào)主變故障，1號(hào)主變主保護(hù)動(dòng)作，131、311、011開關(guān)跳閘，110kV 1號(hào)母線、35kV 1號(hào)母線、10kV 1號(hào)母線失壓，失壓影響值Ps2=3。301、001備自投動(dòng)作，301、001開關(guān)合閘，35kV1號(hào)母線、10kV 1號(hào)母線恢復(fù)供電。僅110kV 1號(hào)母線，永久失電Ps22=2。

2.2 2號(hào)主變故障跳閘

方式1：2號(hào)主變故障，2號(hào)主變主保護(hù)動(dòng)作，101、312、012開關(guān)跳閘，110kV 2號(hào)母線、10kV 2號(hào)母線失壓，35kV 2號(hào)母線因301開關(guān)運(yùn)行不會(huì)造成失壓，失壓影響值Ps1=2。001備自投動(dòng)作，001開關(guān)合閘，10kV 1號(hào)母線恢復(fù)供電。僅110kV 2號(hào)母線失電Ps11=2。

方式2：2號(hào)主變故障，2號(hào)主變主保護(hù)動(dòng)作，132、312、012開關(guān)跳閘，110kV 2號(hào)母線、35kV 2號(hào)母線、10kV2號(hào)母線失電，失壓影響值Ps2=3。301、001備自投動(dòng)作，301、001開關(guān)合閘，35kV 2號(hào)母線、10kV 2號(hào)母線恢復(fù)供電。僅110kV 2號(hào)母線失電Ps22=2。

2.3 AB1線故障跳閘

方式1：AB1線故障，110kV變電站全站失電，110kV 1號(hào)、2號(hào)母線、35kV 1號(hào)、2號(hào)母線、10kV 1號(hào)、2號(hào)母線均瞬時(shí)失壓，失壓影響值Ps1=6。110kV線路備自投動(dòng)作后，131開關(guān)分閘，132開關(guān)合閘，B站全站恢復(fù)供電。Ps11=0。

方式2：AB1線故障，110kV變電站的110kV 1號(hào)母線、1號(hào)主變、35kV 1號(hào)母線、10kV 1號(hào)母線失壓，失壓影響值Ps2=3。101備自投動(dòng)作，131開關(guān)分閘，101開關(guān)合閘，B站上述失壓設(shè)備恢復(fù)供電。Ps22=0。

2.4 AB2線故障跳閘

方式1：AB2線故障，因110kV變電站的132開關(guān)為熱備用，不會(huì)造成負(fù)荷損失，失壓影響值Ps1=0。

方式2：AB2線故障，110kV變電站的110kV 2號(hào)母線、2號(hào)主變，35kV 2號(hào)母線，10kV 2號(hào)母線失壓，失壓影響值Ps2=3。101備自投動(dòng)作，132開關(guān)分閘，101開關(guān)合閘，B站上述失壓設(shè)備恢復(fù)供電。

由此可見，方式1的失壓影響值和值為14，方式2的失壓影響值和值為12，方式1的永久失壓影響值和值為6，方式2的失壓影響值和值為4，分列運(yùn)行的方式2在供電可靠性更為優(yōu)越。

2.5 其他影響可靠性的因素

2.5.1 短路電流的影響。在短路故障狀態(tài)下，母線并列運(yùn)行時(shí)因綜合阻抗較小，會(huì)造成并列運(yùn)行比分列運(yùn)行短路電流大，母線以上無(wú)故障設(shè)備通過(guò)的穿越功率大，容易造成設(shè)備損壞，可見方式2優(yōu)于方式1。endprint

2.5.2 電壓波動(dòng)的影響。在一條母線故障時(shí)，與其相連的電氣設(shè)備均會(huì)受到電壓波動(dòng)影響，并列運(yùn)行比分列運(yùn)行致使電壓波動(dòng)造成的影響范圍大，可見方式2優(yōu)于方式1。

2.5.3 用戶負(fù)荷倒供電的安全性。變電站中壓側(cè)、低壓側(cè)線路對(duì)側(cè)的用戶設(shè)備常需要負(fù)荷倒供電，當(dāng)采用分列運(yùn)行時(shí)，為避免電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，則需要進(jìn)行110kV開關(guān)的運(yùn)行方式調(diào)整，合上101開關(guān)，拉開110kV其中一條進(jìn)線開關(guān)后，才能合上中壓側(cè)母聯(lián)開關(guān)，造成變電站倒閘操作量增大，電網(wǎng)短時(shí)處于非正常運(yùn)行方式，增加了電網(wǎng)安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)?？梢姀倪@一角度考慮，方式1優(yōu)于方式2，如果存在上述問(wèn)題，可采用方式1運(yùn)行。

通過(guò)以上分析可得，110kV內(nèi)橋接線的變電站采用分列運(yùn)行（方式2）相比并列運(yùn)行（方式1）在供電可靠性方面具有相對(duì)的優(yōu)越性。

3 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性分析

3.1 電磁環(huán)網(wǎng)損耗分析

110kV內(nèi)橋接線的B變電站采用并列運(yùn)行時(shí)，如圖1所示，1號(hào)主變→101開關(guān)→2號(hào)主變→312開關(guān)→301開關(guān)→311開關(guān)→1號(hào)主變形成電磁環(huán)網(wǎng)，產(chǎn)生環(huán)流，引起環(huán)網(wǎng)功率損耗。當(dāng)B站采用分列運(yùn)行時(shí)，則不會(huì)產(chǎn)生上述問(wèn)題?？梢姺绞?優(yōu)于方式1。

3.2 110kV線路損耗分析

一般情況下，輸電線路不計(jì)電導(dǎo)的影響。由于AB1線和AB2線距離很短，忽略線路電納的影響。故在分析AB1線和AB2線的線路損耗時(shí)忽略線路導(dǎo)納，此時(shí)兩條線路電阻均為R=15*r，設(shè)線路電流為I。

方式1：由線路損耗公式ΔP=I2R可得，當(dāng)AB1線或AB2線單獨(dú)為負(fù)荷供電時(shí)，負(fù)荷為416A，此時(shí)線路損耗ΔP1為，ΔP1=4162*15*r。

方式2：當(dāng)AB1線和AB2線共同為負(fù)荷供電時(shí)，每條線路上的負(fù)荷為208A，此時(shí)線路損耗為ΔP2=2*2082*15*r。

由于ΔP1/ΔP2=2，可見在線路損耗方面，方式1是方式2的兩倍，方式2優(yōu)于方式1。

3.3 電壓降分析

方式1：由線路壓降公式ΔU=I*R可得，當(dāng)AB1線或AB2線單獨(dú)為負(fù)荷供電時(shí)，此時(shí)線路壓降ΔU1為，ΔU1=416*15*r。

方式2：當(dāng)AB1線和2線共同為負(fù)荷供電時(shí)，此時(shí)線路壓降為ΔU2為，ΔU2=208*15*r。

由于ΔU1/ΔU2=2，可見在電壓降方面，方式1是方式2的兩倍，方式2優(yōu)于方式1。

由此可見，當(dāng)負(fù)荷固定時(shí)，110kV內(nèi)橋接線的變電站采用方式2運(yùn)行時(shí)，無(wú)電磁環(huán)網(wǎng)損耗，線路損耗、電壓降降低了50%，供電可靠性更為優(yōu)越。

4 電壓調(diào)整靈活性分析

在地區(qū)電網(wǎng)AVC控制策略中要求并列運(yùn)行的主變分接頭要一致，以避免產(chǎn)生環(huán)流。

方式1：高、中壓側(cè)并列運(yùn)行的主變需要保持分接頭一致運(yùn)行，在調(diào)整主變分接頭需要考慮另一臺(tái)主變分接頭位置，從而增加了AVC動(dòng)作調(diào)整的難度和調(diào)整次數(shù)，造成AVC由于動(dòng)作次數(shù)越限不能再動(dòng)作。AVC動(dòng)作策略中還要求存在并列主變時(shí)，其中一臺(tái)主變閉鎖時(shí)，與其并列的主變都不能調(diào)節(jié)。當(dāng)AVC不能正確動(dòng)作時(shí)，需要電網(wǎng)監(jiān)控員人工干預(yù)，增加了電壓不合格的機(jī)會(huì)，電壓質(zhì)量問(wèn)題不易保證。

方式2：如果主變分列運(yùn)行，AVC動(dòng)作時(shí)不用考慮主變分頭對(duì)應(yīng)問(wèn)題，既簡(jiǎn)化了AVC調(diào)整策略，也減少了主變分頭動(dòng)作次數(shù)，使AVC動(dòng)作成功率提高，提高了電壓質(zhì)量。

可見方式2在電壓調(diào)整靈活性方面優(yōu)于方式1。

5 結(jié)語(yǔ)

內(nèi)橋接線的110kV變電站，通過(guò)對(duì)并列與分列兩種運(yùn)行方式在供電可靠性、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性、電壓調(diào)整靈活性三方面進(jìn)行量化分析，提出失壓影響值的概念，證明了內(nèi)橋接線變電站采用分列運(yùn)行方式更加可靠、經(jīng)濟(jì)、便于電壓調(diào)整，具有明顯的優(yōu)越性。

參考文獻(xiàn)

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[2] 國(guó)家電網(wǎng)公司組.電力可靠性理論基礎(chǔ)（第1版）[M].北京：中國(guó)電力出版社，2012.

作者簡(jiǎn)介：李俊平（1971-），男，河北邯鄲人，邯鄲供電公司電網(wǎng)調(diào)度控制中心技師，研究方向：電網(wǎng)監(jiān)控運(yùn)行；李向輝（1981-），男，河北邯鄲人，邯鄲供電公司電網(wǎng)調(diào)度控制中心工程師，研究方向：電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行；趙冀峰

（1982-），男，河北邯鄲人，邯鄲供電公司電網(wǎng)調(diào)度控制中心工程師，研究方向：電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行；朱姜峰（1988-），男，河北邯鄲人，供職于邯鄲供電公司電網(wǎng)調(diào)度控制中心，碩士，研究方向：電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行。

（責(zé)任編輯：蔣建華）endprint