110kV内桥接线变电站分列运行优势分析

1、110kV 内桥接线变电站分列运行优势分析摘要：合理的电网运行方式是电网安全、经济运行的 基本条件，最大限度地满足用户的用电需要，为用户提供安 全、可靠的供电环境是新时期对电网的要求。文章以内桥接 线的 110kV 变电站为例，通过对并列与分列两种运行方式在 供电可靠性、经济运行性、电压调整灵活性三方面进行量化 分析，证明了内桥接线变电站采用分列运行方式更加可靠、 经济。关键词： 110kV 变电站；内桥接线；分列运行；失压影 响值；电网运行 文献标识码： A中图分类号： TM732 文章编号： 1009-2374 （2015） 28-0153-03 DOI： 目前，电网部分用户负荷对连续供电

2、的要求较高，其负 荷开关具有低压释放装置，当供电线路发生故障时，因变电 站侧开关的重合闸动作时间至少需要 0.7 秒，在此期间用户 侧负荷开关的低压释放装置动作跳闸，造成用户设备短时停 电，影响用户连续生产工作，给用户带来损失。原来认为， 事故情况下能够通过重合闸及备自投装置恢复用户供电即 为“可靠供电” ，但这一概念与用户要求并不相符，对用户 的“可靠供电”应解释为：对用户连续供电，绝对停电时间 为 0 秒。本文对内桥接线的两种常见运行方式在供电可靠性、 经济运行性、电压调整灵活性三方面进行了对比分析。1 案例分析模型110kV 变电站采用内桥接线，其主要有两种运行方式： 方式 1：本文称为

3、“并列运行”方式，见图1：方式 2 ：本文称为“分列运行”方式，参见图1，只是301、101 开关为分位。图1中AB1线和AB2线为110kV输电线路，线路型号均 为LGJ-300,单位长度电阻为 r Q /km，线路长度L1和L2均 为15km oB站2号、3号主变容量均为 50MVA。为便于分析， 不考虑 35kV 母线负荷不平衡问题。2 供电可靠性分析本文以系统在故障时负荷损失最小为原则，提出了失压 影响值（Ps）这一概念。失压影响值（Ps）即事故情况下， 用来反映母线瞬时失压对系统负荷损失造成的影响大小，每 造成一条母线瞬时失压计 1 分，并根据不同电压等级母线在 失电时对系统损失负荷

4、的影响设定具体影响系数k （k 1）,失压影响值 Ps=k*1 。针对 110kV 内桥接线变电站上述并列、分列两种运行方 式分别设定四种事故情况： 1 号主变故障跳闸、 2 号主变故 障跳闸、 AB1 线故障、 AB2 线故障，对发生事故后的供电可 靠性进行量化对比分析。为便于分析失电影响系数设为 1， 失压影响值大小按每瞬间造成一条母线失压计 1 分，永久失 压计 2 分计算。2.1 1 号主变故障跳闸方式 1：1 号主变故障、 1 号主变主保护动作， 131、101 、 311、011 开关跳闸， 110kV1 号、 2号母线， 35kV 1号、2号 母线， 10kV 1号、2 号母线共

5、计 6条母线瞬间全部失压，失 压影响值Ps仁6。110kV线路备自投经过动作判别时间3.2秒动作，132开关合闸，110kV 2号母线、2号主变，35kV 2号、1 号母线， 10kV 2 号母线恢复运行。 110kV 1 号母线、 10kV 1 号母线失电。永久失压影响值Ps11=4。方式 2：1 号主变故障， 1 号主变主保护动作， 131 、 311 、 011 开关跳闸， 110kV 1 号母线、 35kV 1 号母线、 10kV 1 号母 线失压，失压影响值 Ps2=3。 301 、 001 备自投动作， 301 、 001 开关合闸， 35kV1 号母线、 10kV 1 号母线恢复

6、供电。仅 110kV 1 号母线，永久失电 Ps22=2。2.2 2 号主变故障跳闸方式 1 ：2 号主变故障， 2 号主变主保护动作， 101 、 312、 012 开关跳闸， 110kV 2 号母线、 10kV 2号母线失压， 35kV 2 号母线因 301 开关运行不会造成失压，失压影响值 Ps1=2。 001 备自投动作， 001 开关合闸， 10kV 1 号母线恢复供电。 仅 110kV 2 号母线失电 Ps11=2。方式 2：2 号主变故障， 2 号主变主保护动作， 132、 312、 012开关跳闸，110kV 2号母线、35kV 2号母线、10kV2号母 线失电，失压影响值 P

7、s2=3。301、001备自投动作，301、 001 开关合闸， 35kV 2号母线、 10kV 2 号母线恢复供电。仅 110kV 2号母线失电 Ps22=2。2.3 AB1 线故障跳闸方式1 : AB1线故障，110kV变电站全站失电，110kV 1 号、 2 号母线、 35kV 1 号、 2 号母线、 10kV 1 号、 2 号母线均 瞬时失压，失压影响值Ps1=6110kV线路备自投动作后，131 开关分闸，132开关合闸，B站全站恢复供电。Ps1仁0。方式2: AB1线故障，110kV变电站的110kV 1号母线、1 号主变、 35kV 1 号母线、 10kV 1 号母线失压，失压影

8、响值Ps2=3。 101 备自投动作， 131 开关分闸， 101 开关合闸， B 站上述失压设备恢复供电。Ps22=0。2.4 AB2线故障跳闸方式1 : AB2线故障，因110kV变电站的132开关为热 备用，不会造成负荷损失，失压影响值 Ps1=0。方式2: AB2线故障，110kV变电站的110kV 2号母线、2 号主变， 35kV 2 号母线， 10kV 2 号母线失压，失压影响值 Ps2=3。 101 备自投动作， 132开关分闸， 101 开关合闸， B 站上述失压设备恢复供电。由此可见， 方式 1 的失压影响值和值为 14，方式 2 的失 压影响值和值为 12，方式 1 的永久

9、失压影响值和值为 6，方 式 2 的失压影响值和值为 4 ，分列运行的方式 2 在供电可靠 性更为优越。2.5 其他影响可靠性的因素短路电流的影响。在短路故障状态下，母线并列 运行时因综合阻抗较小，会造成并列运行比分列运行短路电 流大，母线以上无故障设备通过的穿越功率大，容易造成设 备损坏，可见方式 2 优于方式 1。电压波动的影响。在一条母线故障时，与其相连的电气设备均会受到电 压波动影响，并列运行比分列运行致使电压波动造成的影响 范围大，可见方式 2 优于方式 1。用户负荷倒供电的安全性。变电站中压侧、低压 侧线路对侧的用户设备常需要负荷倒供电，当采用分列运行 时，为避免电磁环网运行，则需

10、要进行 110kV 开关的运行方 式调整，合上 101 开关，拉开 110kV 其中一条进线开关后， 才能合上中压侧母联开关，造成变电站倒闸操作量增大，电 网短时处于非正常运行方式，增加了电网安全运行风险。可 见从这一角度考虑， 方式 1 优于方式 2，如果存在上述问题， 可采用方式 1 运行。通过以上分析可得， 110kV 内桥接线的变电站采用分列 运行（方式 2）相比并列运行（方式 1）在供电可靠性方面 具有相对的优越性。3 经济运行性分析3.1 电磁环网损耗分析110kV内桥接线的B变电站采用并列运行时，如图 1所 示，1号主变101开关2号主变312开关301开关 311开关1号主变形

11、成电磁环网，产生环流，引起环网功 率损耗。当 B 站采用分列运行时，则不会产生上述问题。可 见方式 2 优于方式 1 。3.2 110kV 线路损耗分析一般情况下，输电线路不计电导的影响。由于AB1 线和AB2 线距离很短，忽略线路电纳的影响。故在分析AB1 线和AB2线的线路损耗时忽略线路导纳，此时两条线路电阻均为 R=15*r，设线路电流为I。方式1 :由线路损耗公式 P=I2R可得，当AB1线或AB2 线单独为负荷供电时，负荷为416A,此时线路损耗 P1为， P1=4162*15*r。方式2 :当AB1线和AB2线共同为负荷供电时，每条线 路上的负荷为 208A,此时线路损耗为 P2=

12、2*2082*15*r。由于 P1/ P2=2,可见在线路损耗方面，方式1是方式2 的两倍，方式 2 优于方式 1 。3.3 电压降分析方式 1 :由线路压降公式 U=I*R 可得，当 AB1 线或 AB2 线单独为负荷供电时，此时线路压降 U1为， U仁416*15*r方式 2:当 AB1 线和 2 线共同为负荷供电时，此时线路压降为 U2 为， U2=208*15*r由于 U1/ U2=2,可见在电压降方面，方式1是方式2 的两倍，方式 2 优于方式 1 。由此可见，当负荷固定时， 110kV 内桥接线的变电站采 用方式 2 运行时，无电磁环网损耗，线路损耗、电压降降低 了 50%，供电可

13、靠性更为优越。4 电压调整灵活性分析在地区电网AVC控制策略中要求并列运行的主变分接头 要一致，以避免产生环流。方式 1 ：高、中压侧并列运行的主变需要保持分接头一 致运行，在调整主变分接头需要考虑另一台主变分接头位置， 从而增加了 AVC动作调整的难度和调整次数， 造成AVC由于 动作次数越限不能再动作。AVC动作策略中还要求存在并列 主变时， 其中一台主变闭锁时， 与其并列的主变都不能调节。 当AVC不能正确动作时，需要电网监控员人工干预，增加了 电压不合格的机会，电压质量问题不易保证。方式2:如果主变分列运行，AVC动作时不用考虑主变 分头对应问题，既简化了 AVC调整策略，也减少了主变分头 动作次数，使AVC动作成功率提高，提高了电压质量。可见方式 2 在电压调整灵活性方面优于方式 1。5 结语内桥接线的 110kV 变电站，通过对并列与分列两种运行方式在供电可靠性、经济运行性、电压调整灵活性三方面进行量化分析，提出失压影响值的概念，证明了内桥接线变电站采用分列运行方式更加可靠、经济、便于电压调整，具有 明显的优越性。参考文献1 李坚电网运行及调度技术问答 （第2版）M.北京： 中国电力出版社， 2013.2 国家电网公司组.电力可靠性理论基础（第1版）M.北京：中国电力出版社， 2012.作者简介：李俊平（