1、110kV 內橋接線變電站分列運行優勢分析摘要：合理的電網運行方式是電網安全、經濟運行的 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、可靠的供電環境是新時期對電網的要求。文章以內橋接 線的 110kV 變電站為例，通過對并列與分列兩種運行方式在 供電可靠性、經濟運行性、電壓調整靈活性三方面進行量化 分析，證明了內橋接線變電站采用分列運行方式更加可靠、 經濟。關鍵詞： 110kV 變電站；內橋接線；分列運行；失壓影 響值；電網運行 文獻標識碼： A中圖分類號： TM732 文章編號： 1009-2374 （2015） 28-0153-03 DOI： 目前，電網部分用戶負荷對連續供電

2、的要求較高，其負 荷開關具有低壓釋放裝置，當供電線路發生故障時，因變電 站側開關的重合閘動作時間至少需要 0.7 秒，在此期間用戶 側負荷開關的低壓釋放裝置動作跳閘，造成用戶設備短時停 電，影響用戶連續生產工作，給用戶帶來損失。原來認為， 事故情況下能夠通過重合閘及備自投裝置恢復用戶供電即 為“可靠供電” ，但這一概念與用戶要求并不相符，對用戶 的“可靠供電”應解釋為：對用戶連續供電，絕對停電時間 為 0 秒。本文對內橋接線的兩種常見運行方式在供電可靠性、 經濟運行性、電壓調整靈活性三方面進行了對比分析。1 案例分析模型110kV 變電站采用內橋接線，其主要有兩種運行方式： 方式 1：本文稱為

3、“并列運行”方式，見圖1：方式 2 ：本文稱為“分列運行”方式，參見圖1，只是301、101 開關為分位。圖1中AB1線和AB2線為110kV輸電線路，線路型號均 為LGJ-300,單位長度電阻為 r Q /km，線路長度L1和L2均 為15km oB站2號、3號主變容量均為 50MVA。為便于分析， 不考慮 35kV 母線負荷不平衡問題。2 供電可靠性分析本文以系統在故障時負荷損失最小為原則，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， 用來反映母線瞬時失壓對系統負荷損失造成的影響大小，每 造成一條母線瞬時失壓計 1 分，并根據不同電壓等級母線在 失電時對系統損失負荷

4、的影響設定具體影響系數k （k 1）,失壓影響值 Ps=k*1 。針對 110kV 內橋接線變電站上述并列、分列兩種運行方 式分別設定四種事故情況： 1 號主變故障跳閘、 2 號主變故 障跳閘、 AB1 線故障、 AB2 線故障，對發生事故后的供電可 靠性進行量化對比分析。為便于分析失電影響系數設為 1， 失壓影響值大小按每瞬間造成一條母線失壓計 1 分，永久失 壓計 2 分計算。2.1 1 號主變故障跳閘方式 1：1 號主變故障、 1 號主變主保護動作， 131、101 、 311、011 開關跳閘， 110kV1 號、 2號母線， 35kV 1號、2號 母線， 10kV 1號、2 號母線共

5、計 6條母線瞬間全部失壓，失 壓影響值Ps仁6。110kV線路備自投經過動作判別時間3.2秒動作，132開關合閘，110kV 2號母線、2號主變，35kV 2號、1 號母線， 10kV 2 號母線恢復運行。 110kV 1 號母線、 10kV 1 號母線失電。永久失壓影響值Ps11=4。方式 2：1 號主變故障， 1 號主變主保護動作， 131 、 311 、 011 開關跳閘， 110kV 1 號母線、 35kV 1 號母線、 10kV 1 號母 線失壓，失壓影響值 Ps2=3。 301 、 001 備自投動作， 301 、 001 開關合閘， 35kV1 號母線、 10kV 1 號母線恢復

6、供電。僅 110kV 1 號母線，永久失電 Ps22=2。2.2 2 號主變故障跳閘方式 1 ：2 號主變故障， 2 號主變主保護動作， 101 、 312、 012 開關跳閘， 110kV 2 號母線、 10kV 2號母線失壓， 35kV 2 號母線因 301 開關運行不會造成失壓，失壓影響值 Ps1=2。 001 備自投動作， 001 開關合閘， 10kV 1 號母線恢復供電。 僅 110kV 2 號母線失電 Ps11=2。方式 2：2 號主變故障， 2 號主變主保護動作， 132、 312、 012開關跳閘，110kV 2號母線、35kV 2號母線、10kV2號母 線失電，失壓影響值 P

7、s2=3。301、001備自投動作，301、 001 開關合閘， 35kV 2號母線、 10kV 2 號母線恢復供電。僅 110kV 2號母線失電 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、 2 號母線、 35kV 1 號、 2 號母線、 10kV 1 號、 2 號母線均 瞬時失壓，失壓影響值Ps1=6110kV線路備自投動作后，131 開關分閘，132開關合閘，B站全站恢復供電。Ps1仁0。方式2: AB1線故障，110kV變電站的110kV 1號母線、1 號主變、 35kV 1 號母線、 10kV 1 號母線失壓，失壓影

8、響值Ps2=3。 101 備自投動作， 131 開關分閘， 101 開關合閘， B 站上述失壓設備恢復供電。Ps22=0。2.4 AB2線故障跳閘方式1 : AB2線故障，因110kV變電站的132開關為熱 備用，不會造成負荷損失，失壓影響值 Ps1=0。方式2: AB2線故障，110kV變電站的110kV 2號母線、2 號主變， 35kV 2 號母線， 10kV 2 號母線失壓，失壓影響值 Ps2=3。 101 備自投動作， 132開關分閘， 101 開關合閘， B 站上述失壓設備恢復供電。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

9、失壓影響值和值為 6，方 式 2 的失壓影響值和值為 4 ，分列運行的方式 2 在供電可靠 性更為優越。2.5 其他影響可靠性的因素短路電流的影響。在短路故障狀態下，母線并列 運行時因綜合阻抗較小，會造成并列運行比分列運行短路電 流大，母線以上無故障設備通過的穿越功率大，容易造成設 備損壞，可見方式 2 優于方式 1。電壓波動的影響。在一條母線故障時，與其相連的電氣設備均會受到電 壓波動影響，并列運行比分列運行致使電壓波動造成的影響 范圍大，可見方式 2 優于方式 1。用戶負荷倒供電的安全性。變電站中壓側、低壓 側線路對側的用戶設備常需要負荷倒供電，當采用分列運行 時，為避免電磁環網運行，則需

10、要進行 110kV 開關的運行方 式調整，合上 101 開關，拉開 110kV 其中一條進線開關后， 才能合上中壓側母聯開關，造成變電站倒閘操作量增大，電 網短時處于非正常運行方式，增加了電網安全運行風險。可 見從這一角度考慮， 方式 1 優于方式 2，如果存在上述問題， 可采用方式 1 運行。通過以上分析可得， 110kV 內橋接線的變電站采用分列 運行（方式 2）相比并列運行（方式 1）在供電可靠性方面 具有相對的優越性。3 經濟運行性分析3.1 電磁環網損耗分析110kV內橋接線的B變電站采用并列運行時，如圖 1所 示，1號主變101開關2號主變312開關301開關 311開關1號主變形

11、成電磁環網，產生環流，引起環網功 率損耗。當 B 站采用分列運行時，則不會產生上述問題。可 見方式 2 優于方式 1 。3.2 110kV 線路損耗分析一般情況下，輸電線路不計電導的影響。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線的線路損耗時忽略線路導納，此時兩條線路電阻均為 R=15*r，設線路電流為I。方式1 :由線路損耗公式 P=I2R可得，當AB1線或AB2 線單獨為負荷供電時，負荷為416A,此時線路損耗 P1為， P1=4162*15*r。方式2 :當AB1線和AB2線共同為負荷供電時，每條線 路上的負荷為 208A,此時線路損耗為 P2=

12、2*2082*15*r。由于 P1/ P2=2,可見在線路損耗方面，方式1是方式2 的兩倍，方式 2 優于方式 1 。3.3 電壓降分析方式 1 :由線路壓降公式 U=I*R 可得，當 AB1 線或 AB2 線單獨為負荷供電時，此時線路壓降 U1為， U仁416*15*r方式 2:當 AB1 線和 2 線共同為負荷供電時，此時線路壓降為 U2 為， U2=208*15*r由于 U1/ U2=2,可見在電壓降方面，方式1是方式2 的兩倍，方式 2 優于方式 1 。由此可見，當負荷固定時， 110kV 內橋接線的變電站采 用方式 2 運行時，無電磁環網損耗，線路損耗、電壓降降低 了 50%，供電可

13、靠性更為優越。4 電壓調整靈活性分析在地區電網AVC控制策略中要求并列運行的主變分接頭 要一致，以避免產生環流。方式 1 ：高、中壓側并列運行的主變需要保持分接頭一 致運行，在調整主變分接頭需要考慮另一臺主變分接頭位置， 從而增加了 AVC動作調整的難度和調整次數， 造成AVC由于 動作次數越限不能再動作。AVC動作策略中還要求存在并列 主變時， 其中一臺主變閉鎖時， 與其并列的主變都不能調節。 當AVC不能正確動作時，需要電網監控員人工干預，增加了 電壓不合格的機會，電壓質量問題不易保證。方式2:如果主變分列運行，AVC動作時不用考慮主變 分頭對應問題，既簡化了 AVC調整策略，也減少了主變分頭 動作次數，使AVC動作成功率提高，提高了電壓質量。可見方式 2 在電壓調整靈活性方面優于方式 1。5 結語內橋接線的 110kV 變電站，通過對并列與分列兩種運行方式在供電可靠性、經濟運行性、電壓調整靈活性三方面進行量化分析，提出失壓影響值的概念，證明了內橋接線變電站采用分列運行方式更加可靠、經濟、便于電壓調整，具有 明顯的優越性。參考文獻1 李堅電網運行及調度技術問答 （第2版）M.北京： 中國電力出版社， 2013.2 國家電網公司組.電力可靠性理論基礎（第1版）M.北京：中國電力出版社， 2012.作者簡介：李俊平（