几种高压配电网链式接线分析
作者:武汉国电西高电气有限公司时间:2012-11-09 我要发布
摘要 :随着电力负荷的不断增长,负荷密度不断增大,而可供新建变电站的站址较少,可以通过对原有变电站进行增容的方式来满足负荷增长的要求。主接线为桥形接线的变电站可以通过新增一组线-变压器和一个断路器的方式扩为三台主变, 主接线为单母线接线的变电站可以通过新增两组线-变压器的方式扩为四台主变。分析了两座110kV变电站均为单母分段接线、两座110kV变电站均为扩大桥接线和一座110kV变电站为单母分段接线另一座110kV变电站为扩大桥接线三种情况下如何进行两座110kV变电站之间的链式接线来实现站间联络,从而提高供电可靠性和设备利用率。
0 引言
随着电力负荷的不断增长,负荷密度不断增大,但是对于一些发展程度比较高如北京、上海等城市,可供新建变电站的空余地较少,将不能通过新建电源点的方式来满足负荷增长的要求,在这种情况下,可以通过对原有变电站进行增容的方式来满足负荷增长的要求,对于主接线为单母线分段的变电站可以把两台主变扩为四台主变,对于主接线为桥形接线的变电站可以通过新增一组线-变压器和一个断路器的方式扩为三台主变,同时为提高供电可靠性,考虑各个110kV间的联络,有效的联络和合理的 接线模式的选择对城市高压配电网规划特别是高压配网规划的全局起着重要的作用 。
1 基本接线模式
图1-图2列出了我国具有代表性的高压110kV配电网接线模式。
以上两种接线方式是均为单辐射接线,假设主变容量均为S,功率因数取0.9。按照主变最大负载率100%运行,为满足主变“N-1”要求,该两种接线方式主变最大负载率为50%。按照主变最大负载率50%计算得变电站进线在“N-1”情况下最大负荷为 0.9S。
2 三种典型接线
随着负荷得增长,对桥形和单母分段两台变变电站分别进行扩容为扩大桥的三台主变和单母线分段的四台主变,为了提高供电可靠性并满足线路的“N-1-1”要求,在两座110kV变电站之间实行链式接线。根据两座110kV变电站的主接线模式不同可以分为三种典型链式接线模式:两座110kV变电站均为单母分段接线、两座110kV变电站均为扩大桥接线和一座110kV变电站为单母分段接线另一座110kV变电站为扩大桥接线。下边分别对这三种链式接线进行分析。
2.1 两座110kV变电站均为单母分段接线
由图可知接线模式三,在原有的辐射接线基础上进行了变电站增容和站间的联络,使单座110kV变电站有两个来自不同220kV变电站的电源,正常运行方式下每条220kV变电站110kV出线带两台主变,不但能满足线路的“N-1”校验,还能线路的“N-1-1”校验,较大的提高了供电可靠性,正常运行方式下每根线带两台主变,为使主变满足“N-1”要求,则单台主变的最大负载率应为75%,则每台主变所带的最大负载为0.675S,经计算在“N-1”和“N-1-1”两种校验下各条线路的最大负荷如下表所示:
线路 |
正常运行方式下有功负荷 |
N-1 最大有功负荷 (MW) |
N-1-1 最大有功负荷 (MW) |
1 |
1.35 S |
2.7 S |
2.7 S |
2 |
1.35 S |
2.7 S |
2.7 S |
3 |
1.35 S |
2.7 S |
2.7 S |
4 |
1.35 S |
2.7 S |
2.7 S |
5 |
不运行 |
1.35 S |
1.35 S |
6 |
不运行 |
1.35 S |
1.35 S |
由图可知接线模式四,单座110kV变电站有两个来自不同220kV变电站的电源,正常运行方式下,220kV变电站110kV出线一条带两台主变,另一台带一台主变,能满足线路的“N-1”和“N-1-1”校验,较大提高了供电可靠性,为使主变满足“N-1”要求,则单台主变的最大负载率应为67%,则每台主变所带的最大负载为0.603S,经计算在“N-1”和“N-1-1”两种校验下各条线路的最大负荷如下表所示:
线路 |
正常运行方式下有功负荷 |
N-1 最大有功负荷 (MW) |
N-1-1 最大有功负荷 (MW) |
1 |
0.603 S |
1.206 S |
1.809 S |
2 |
1.206S |
1.809S |
1.809S |
3 |
0.603S |
1.206S |
1.809S |
4 |
1.206S |
1.809S |
1.809S |
5 |
0.603S |
0.603S |
1.206S |
6 |
0.603S |
0.603S |
1.206S |
2.3 一座110kV变电站为单母分段接线和一座110kV变电站为扩大桥接线
在同一个地区,可能存在一个安装三台主变的变电站和一个安装四台主变的变电站,而其他变电站距离较远,则这两座变电站构成非规范的链式接线如图5接线模式五,正常运行方式下各条220kV变电站110kV出线带主变分别为三台、两台、一台、一台。为使主变满足“N-1”要求,则单台主变的最大负载率分别为75%和67%,则四台变110kV变电站每台主变所带的最大负载为0.675S,三台变110kV变电站每台主变所带的最大负载为0.603S,经计算在“N-1”和“N-1-1”两种校验下各条线路的最大负荷如下表所示:
线路 |
正常运行方式下有功负荷 |
N-1最大有功负荷(MW) |
N-1-1最大有功负荷(MW) |
1 |
1.35S |
2.7S |
2.7S |
2 |
1.953S |
2.7S |
2.7S |
3 |
0.603S |
1.953S |
2.556S |
4 |
0.603S |
1.206 |
2.556S |
5 |
不运行 |
1.35S |
1.35S |
6 |
0.603S |
1.35S |
1.35S |
3 三种典型接线与基本接线的比较
在基本接线模式一、模式二基础上对变电站进行增容扩建和建立站间联络线形成接线模式三、模式四和模式五三种典型接线模式, 比较基本接线和典型接线下单台主变最大负载率和是否满足“N-1”及“N-1-1”准则要求,其结果如下:
单台主变允许最大负载率 |
是否满足线路 N-1 要求 |
是否满足线路 N-1-1 要求 |
故障下线路出现的最大负荷 |
|
模式一 |
50 % |
是 |
否 |
0.9S |
模式二 |
50 % |
是 |
否 |
0.9S |
模式三 |
75 % |
是 |
是 |
2.7S |
模式四 |
67 % |
是 |
是 |
1.809S |
模式五 |
75 % 和 67 % |
是 |
是 |
2.7S |
由上表可知,通过对现状变电站及接线模式进行扩容改造后,使变电站在满足主变“N-1”校验要求下的主变和变电站最大负载率从50%提高到了67%和75%,提高了变电站的供电能力,并使线路满足了“N-1-1”准则要求,较大的提高了供电可靠性。
4 结束语
本文中所述的三种典型链式接线方式有效地解决了负荷增长过快、负荷密度过大和可供新增电源空余地较少、供电可靠性较差之间的矛盾。这三种典型接线方式通过新增主变台数和扩大导线截面,减少了线路走廊,减低了成本,缩短了线路施工周期,同时满足了高压配电网的“N-1-1”校验的要求,较大提高了的供电可靠性。
参考文献
[1] 顾 洁,孟 旸.配电网接线模式研究 [J] .电力自动化设备, 2002 , 22 ( 7 ): 19 - 22
[2] 张洪明 , 廖培鸿 , 任年荣 , 等 . 城市高压网络简化接线模式探讨 [J]. 中国电力, 1995 , 28(8) : 17-20
[3] 牛辉,程浩忠,张焰,等 . 电网扩展规划的可靠性和经 济性研究综述 [J]. 电力系统自动化, 2000 , c : 51-56
[4] 陈章潮,唐德光 . 城市电网规划与改造 [M] .北京:中国电力出版社, 1998
[5] 葛少云,郭明星,王成山 , 等 . 城市高压配电网接线模式比较研究 [J] .电力自动化设备, 2004 , 24(2) : 33-37
[6] BILLINTON R , ALLAN R N. 电力系统可靠性评估 [M] .周家启,任震译.重庆:科学技术文献出版社重庆分社, 1986
[7] BILLINTON R , JOHNNAVITHULA S. A test system for teaching overall power system reliability assessment[J] . IEEE Trans . O n Power Systems , 1996 , 11(4) : 1670-1676
[8] ALLAN R N , BILLINTON R , SJARIEF I , et al . A reliability test system for educational purposes-basic distribution system data and results[J] . IEEE Trans . on Power Systems , 1991 , 6(2) : 813-830
作者简介:
崔宏海( 1982- ), 女,辽宁锦州,硕士研究生,助理工程师,研究方向为电力系统分析、运行与控制。