城市電網網架結構分層分區分析

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摘要:隨著城市用電量激增，主網架迅速擴張，與此同時短路電流超標問題也更加嚴重，電網被動進行分層分區。主要討論城市電網網架結構分層分析方式，規劃了電網主次架構，并分析了供電可靠性，希望為電網規劃與運行提供參考。

關鍵詞:網架結構;分層分區;分區轉供

0引言

城市電網網架規劃與建設成為電力研究重點話題之一，城市電網運行規劃中，應統一安全穩定標準，正常方式下滿足N－1方式檢驗，同時降低短路電流水平，保障用電穩定性。要求分區間具有一定的轉供能力。文章以某城市電網網架設計為例分析網架結構分層分區方式。

1電網層次性網架結構

該城市供電分區為五類，其中B類面積52．26m2，F類面積最大為5437m2，D類和E類相當，約在1900m2。在控制短路電流中，220kV母線分裂運行是最為有效的方式。隨著城市不斷擴展，550kV短路電流將會進一步提高，尤其是特高壓電網的設計，短路水平進一步提高。主網架的設計應本著安全、成本最低原則，同時考慮開環運行，次網架結構設計中需要節省成本，穩定平衡，在滿足合格要求基礎上，采用最低投資，不同分區結合線路載流值來選擇線路型號。主變不宜并列運行，有兩種設計方案。方案一:變電站母線分裂運行，通過網架實現I段與II段母線供區聯合運行，聯絡通道配置3個雙回線路。這種方案能夠將短路電流降低9kA。方案二:母線分裂運行，并且220kV網絡能夠與部分供區聯合運行。聯絡通道配置3個雙回線路，同時配置1000MVA主變。這種方案能夠經短路電流降低8kA。方案一在設置中采用的是單獨分區方式，兩段母線分裂運行，布置局部樞紐變，提高母線供電可靠性。方案二則是變電站兩個分區，其中一個變電站母線分裂運行，與另一個變電站分裂運行母線分別合環，中間設置樞紐變電站，這種方案不僅能夠保證220kV供電可靠性，同時具有不同的550kV變電站，可靠性更高。方案二在實施中將會出現電磁環網問題，為避免影響到電網的運行，要求對外的220kV聯絡線在4回以上，設備檢修時不需要調整接線方式。方案一分區結構在一定條件下能夠相互轉換，能夠滿足不同階段電網需求，在具體實施中應優先考慮這種接線方式。

分區550kV變電應保證在3臺以上，分層分區運行后，各個分區的短路電流相對穩定，電流增長是由于電力系統等值阻抗引起。應確保各個分區與主網的聯絡線數量。無論采用何種接線方式，都要求聯絡線數量在3條以上。在設置中，要求出現N－1故障后，各個分區剩余主變負荷能力大于最大受進電力需求。供電應力應能夠滿足最大高峰負荷下的要求。在確定各個分區主變容量時，根據分區的負荷水平、特點和增長速度來確定容量容載比。

2分區轉供與供電可靠性

電網結構應保證各個分區時間有4條備用聯絡線，只有數量達到4條以上才能夠滿足1000MVA的供電能力。如果條件不足，線路可以采用較粗的導線提高輸送能力。分層分區設計中應結合220kV統一規劃網點建設，不同電壓等級的分層規劃保持統一，加強變電站之間的備用聯絡線建設，備用聯絡線兩側建設中應安裝避雷針，時刻處于充電狀態。550kV分區不建立110kV備用聯絡線。結合規劃和技術改造，逐步將現有的備用聯線路退出運行，避免元件檢測時增加負荷。

3無功電壓配置

為保證分區電壓穩定，需要增加系統無功補償，還需要考慮裝設無功補償裝置的問題，每個分區都需要設置足夠的低頻減載裝置，當分區內電壓支撐能力不足情況下，如果同時出現過激磁保護將會過早調機，引起電網斷電。因此需要設定合理的機組過勵限制，并設定極限值，分區方面也需要作出相應的限制。國家電網公司對電壓合格率有明確的規定，雖然沒有將電壓合格率加入到業績考核中，但是仍然需要做好對策。在規劃設計中，需要高度重視無功配置情況，保證低估運行時分層無功平衡，為電網電壓控制提供控制手段。尤其是在配置感性無功補償設備中，需要實現550kV主變有載調壓。對于調節設備以及無功電壓補償設備而言，在建設中應選擇高質量產品，及時修復發生損壞的設備，提高設備可用率。城市主網與部分水電廠聯系不緊密，在運行時，可以考慮采用無功調節來維持電壓的穩定。水電機組退出后，將會出現大的電壓波動，尤其是突然退出情況下。因此水電機組在不發電時可以采用調相方式來維持電壓的穩定。

4結語

網架結構分層分區規劃能夠提高電網運行質量，節省運行成本，在規劃與改造中應高度重視成本控制，結合當地地理條件，采取相應的解決方案，控制電損。

參考文獻:

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［2］羅軼，袁士超，張勇，等．基于分層分區的寧波電網演變趨勢及現狀分析［J］．浙江電力，2016，35(4):12－17．

作者:閆興德 馮飛波 曹飛 單位:蚌埠供電公司