譚偉球

（廣東電網(wǎng)公司陽春供電局，廣東 陽江 529600）

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行問題日顯突出。建設(shè)一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、安全可靠，適應(yīng)系統(tǒng)發(fā)展的電網(wǎng)是十分必要。

1 電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)要求

電網(wǎng)網(wǎng)架應(yīng)滿足電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性、可靠性與靈活性的基本要求：

1.1 大城市電網(wǎng)都是電力系統(tǒng)受端系統(tǒng)，集中了較大比重的負(fù)荷和電源，要強(qiáng)化受端系統(tǒng)建設(shè)，在正常運(yùn)行方式下，當(dāng)受端系統(tǒng)發(fā)生任何單一故障仍保持系統(tǒng)穩(wěn)定并同時(shí)不損失負(fù)荷；而在正常檢修運(yùn)行方式下，則允許采取切機(jī)、切負(fù)荷等措施，以保證受端系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。滿足上述要求的受端系統(tǒng)必須在電氣上具有足夠的短路容量和足夠大的慣性，使得在各種暫態(tài)情況下，內(nèi)部所有的同步電機(jī)都能成為保持同步運(yùn)行的整體，這是滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定水平的物質(zhì)基礎(chǔ)。

1.2 能滿足城市發(fā)展的需要，適應(yīng)電網(wǎng)各種運(yùn)行方式下的潮流變化，潮流流向合理，并具備一定的靈活性。

1.3 電網(wǎng)網(wǎng)架應(yīng)當(dāng)具有較大的抗干擾能力，能夠滿足《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》的要求，防止發(fā)生災(zāi)害性大面積停電事故。

1.4 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡明、層次清晰，要貫徹“分層分區(qū)”的原則。

1.5 為避免電源過于集中，防止因負(fù)荷轉(zhuǎn)移引起的惡性連鎖反應(yīng)，主力電源一般接入高壓輸電網(wǎng)。分散外接電源是建立堅(jiān)強(qiáng)的受端系統(tǒng)，建設(shè)合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的重要原則。

圖1 單回輻射式接線

圖2 雙回輻射式接

圖3 單環(huán)網(wǎng)接線

圖4 雙環(huán)網(wǎng)接線

圖5 單鏈?zhǔn)浇泳€

圖6 雙鏈?zhǔn)浇泳€

1.6 電網(wǎng)無功功率按電網(wǎng)分區(qū)就地平衡

1.7 滿足供電可靠性的要求，城網(wǎng)網(wǎng)架中任一元件無故障斷開，應(yīng)能保持電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，并不致使其它元件超過事故過負(fù)荷的規(guī)定。在城市配電網(wǎng)中，要滿足“N－1”原則，在具有重要政治、經(jīng)濟(jì)影響大城市的中心區(qū)，要考慮滿足更高的供電可靠性要求，例如“N－2”。

1.8 電網(wǎng)建設(shè)的同時(shí)，要使調(diào)度自動(dòng)化、通信、安全自動(dòng)、繼電保護(hù)等控制系統(tǒng)和網(wǎng)架配套建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展。

2 常見110kV接線分析

目前，我省較為常見的110kV網(wǎng)絡(luò)接線形式主要有:雙回輻射式接線、環(huán)網(wǎng)接線、“T”型接線和手拉手式接線，其中“T”型接線又分為單“T”、雙“T”和 3“T”接線。

2.1 輻射式接線

輻射式分為單回輻射式(圖1)和雙回輻射式(圖 2)兩種。

單回輻射式接線形式最為簡單，投資少，當(dāng)220kV變電站母線或線路出現(xiàn)故障時(shí)將導(dǎo)致相聯(lián)的110kV變電站全站停電。當(dāng)220kV甲站停電時(shí)，還會(huì)形成大面積停電。可見，該接線方式可靠性低，線路故障及故障排除時(shí)間為對(duì)用戶停電時(shí)間，主要用于農(nóng)村和非重要負(fù)荷地區(qū)，城區(qū)已很少使用這種接線。

雙回輻射式見圖2，由于110kV變電站均為雙回路供電，若220kV變電站110kV側(cè)母線為雙母線時(shí)，雙回出線應(yīng)接于不同母線上，當(dāng)任1回故障，另1回供電，滿足“n-1”要求。還可以采取雙回路一主一備的運(yùn)行方式。該接線方式可靠性較高，運(yùn)行方式靈活，投資略高于單回輻射式。

2.2 環(huán)網(wǎng)接線

圖3為單環(huán)網(wǎng)接線，常見于110kV高壓配電網(wǎng)。該接線方式簡單清晰，正常運(yùn)行時(shí)環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，環(huán)網(wǎng)中任一元件發(fā)生故障，負(fù)荷轉(zhuǎn)移方便，供電可靠性高。但B站通過110kV站轉(zhuǎn)供，電壓和供電可靠性略低。為滿足“n-1”要求，甲A 線或甲C線的最大載流量應(yīng)滿足A、B、C三站最終的總負(fù)荷，環(huán)內(nèi)亦不宜新增第四座110kV站。圖4為雙環(huán)網(wǎng)接線，除具有單環(huán)網(wǎng)的特點(diǎn)外，因具有四回電源線路，較單環(huán)網(wǎng)有更高的可靠性。如甲A線和甲C線導(dǎo)線截面選擇恰當(dāng)，還有條件滿足“n-2”要求。

2.3 鏈?zhǔn)浇泳€

單鏈?zhǔn)浇泳€如圖5所示。如開環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，其可靠性相當(dāng)于單回輻射式接線。如環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，將增大系統(tǒng)短路電流?？煽啃?、靈活性都很差，優(yōu)點(diǎn)是投資省。這種電網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)逐步過渡到“手拉手”式或雙回鏈?zhǔn)健?/p>

典型雙回鏈?zhǔn)饺鐖D6所示。當(dāng)220kV甲、乙任一220kV變電站停電時(shí)，110kVA、B、C三站均不停電。這種電網(wǎng)結(jié)構(gòu)接線嚴(yán)密，可靠性很高，有利于防止大面積停電，在城區(qū)等要求供電可靠性高的地區(qū)可采用該接線形式。正常運(yùn)行方式下，可斷開AB線或BC線實(shí)現(xiàn)開環(huán)運(yùn)行。

2.4 “手拉手”式接線

“手拉手”式接線是從鏈?zhǔn)浇泳€衍生而來，接線方式見圖7。該接線方式接線簡單，負(fù)荷轉(zhuǎn)移方便。正常運(yùn)行時(shí)，AB線斷開，當(dāng)甲A線或乙B線出現(xiàn)故障時(shí)可閉合，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)220kV供電區(qū)間互相支援。如在A站B側(cè)裝設(shè)備自投裝置，可滿足n-2要求。因而該接線方式具有較高的可靠性。

圖7 手拉手式電源接線

2.5 “T”型接線

“T”型接線使110千伏高壓配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和變電站主接線形式簡單，減少中間環(huán)節(jié)，減少占地，從而大大節(jié)省投資，不論是架空線還是電纜線，不論是單電源還是雙電源都可采用，可靠性較高，當(dāng)變壓器負(fù)荷率低時(shí)更適合用“T”型接法。具體形式有:單側(cè)電源單“T”接線、雙側(cè)電源單“T”接線、單側(cè)電源雙“T”接線、雙側(cè)電源雙“T”接線、單側(cè)電源三“T”接線、雙側(cè)電源三“T”接線。

2.5.1 單“T”接線主要優(yōu)點(diǎn)較簡單、投資省、運(yùn)行方便、但是其可靠性低，雙側(cè)電源單“T”接線盡管電源點(diǎn)滿足“n-1”原則，但是其線路、變壓器無法滿足“n-1”原則。

2.5.2 雙“T”接線優(yōu)點(diǎn)是簡單、投資省、有較高的可靠性，采用線路變壓器組，有一回線路停運(yùn)時(shí)，接在該線路的一臺(tái)變壓器退出運(yùn)行，另一臺(tái)變壓器承擔(dān)全部負(fù)荷，如果變壓器負(fù)荷率較低(變電站為兩臺(tái)變壓器時(shí)為50%)，此時(shí)變壓器負(fù)荷率100%。

2.5.3 三“T”接線即變電站采用線路變壓器組接線，每座變電站最終有3臺(tái)主變、3路變壓器進(jìn)線，每回110kV線路分別T接不同變電站的3臺(tái)主變。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備利用率高、可靠性高、采用線路變壓器組，適用于架空線路和電纜線路，當(dāng)任一回線路故障停運(yùn)時(shí)，只需在受端變電站內(nèi)適當(dāng)?shù)牟僮骷罢緝?nèi)備自投，把負(fù)荷轉(zhuǎn)移到其他兩臺(tái)變壓器，如果變壓器取低負(fù)荷率(變電站為兩臺(tái)變壓器時(shí)為67%)，此時(shí)變壓器負(fù)荷率100%。三“T”接線因其可靠性高、占地少等優(yōu)點(diǎn)，為各經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)采用，廣泛應(yīng)用于城市中心等高負(fù)荷密度、高供電可靠性要求地區(qū)。盡管具有線路路徑選取困難的缺點(diǎn)，但可以通過采用電纜線路解決。

3 實(shí)例分析

廣東省某市某區(qū)域現(xiàn)有220kV變電站9座，110kV電網(wǎng)接線形式較多:單電源雙“T”接線。

該地區(qū)未來負(fù)荷密度較高，隨著負(fù)荷的發(fā)展，對(duì)供電可靠性提出更高的要求，應(yīng)建設(shè)相匹配的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并改善和加強(qiáng)當(dāng)前電網(wǎng)的薄弱部分。同時(shí)由于征地費(fèi)用上升，城市化程度的提高，變電站占地，走廊選取等因素，也應(yīng)考慮。

3.1 110kV電網(wǎng)建設(shè)宜以雙電源雙“T”接線為主，缺少220kV變電站地區(qū)，可建設(shè)單電源雙“T”接線。

3.2 電源稀疏地區(qū)，因線路較長，110kV站有轉(zhuǎn)供電力需要，可采用手拉手式接線，對(duì)于現(xiàn)有雙回輻射式接線和單鏈?zhǔn)浇泳€，也應(yīng)逐漸過渡為手拉手式接線。這樣做的好處是:充分利用原有接線，以較少的工程量、較低的投資，給予110kV變電站更多的電源點(diǎn)，提高供電可靠性。

3.3 改造分析

目前110kVA站雙回路由220kVB站供電，規(guī)劃幾年后投產(chǎn)的C站雙“T”A-C線，待220kVD站投產(chǎn)時(shí)，可新建雙回路T接B-A線，形成雙側(cè)電源雙“T”接線。如圖8、圖9。

圖8 A-B線現(xiàn)狀

圖9 D站投產(chǎn)后接線

4 結(jié)語

電網(wǎng)網(wǎng)架是整個(gè)電力系統(tǒng)的重要組成部分，也是電網(wǎng)電源的主體，應(yīng)從電力系統(tǒng)的全局出發(fā)，依據(jù)規(guī)劃負(fù)荷密度、負(fù)荷分布及增長情況以及各地實(shí)際情況進(jìn)行改造。

電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中，三T接線和雙回鏈?zhǔn)浇泳€是未來廣東110kV電網(wǎng)主要采用的接線方式。不少研究報(bào)告表明，三T接線和雙回鏈?zhǔn)浇泳€各有優(yōu)勢，三T接線在經(jīng)濟(jì)性方面占優(yōu)，雙回鏈?zhǔn)浇泳€則在靈活性方面占優(yōu)，110kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)在滿足安全可靠的前提下，應(yīng)當(dāng)盡量節(jié)省走廊。還應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合，綜合考慮電網(wǎng)接線布置。

[1]包齊明.對(duì)河池電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的思考[J].廣西電力技術(shù)，2000-06-30.