城市电网网架结构分层分区分析

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摘要:随着城市用电量激增，主网架迅速扩张，与此同时短路电流超标问题也更加严重，电网被动进行分层分区。主要讨论城市电网网架结构分层分析方式，规划了电网主次架构，并分析了供电可靠性，希望为电网规划与运行提供参考。

关键词:网架结构;分层分区;分区转供

0引言

城市电网网架规划与建设成为电力研究重点话题之一，城市电网运行规划中，应统一安全稳定标准，正常方式下满足N－1方式检验，同时降低短路电流水平，保障用电稳定性。要求分区间具有一定的转供能力。文章以某城市电网网架设计为例分析网架结构分层分区方式。

1电网层次性网架结构

该城市供电分区为五类，其中B类面积52．26m2，F类面积最大为5437m2，D类和E类相当，约在1900m2。在控制短路电流中，220kV母线分裂运行是最为有效的方式。随着城市不断扩展，550kV短路电流将会进一步提高，尤其是特高压电网的设计，短路水平进一步提高。主网架的设计应本着安全、成本最低原则，同时考虑开环运行，次网架结构设计中需要节省成本，稳定平衡，在满足合格要求基础上，采用最低投资，不同分区结合线路载流值来选择线路型号。主变不宜并列运行，有两种设计方案。方案一:变电站母线分裂运行，通过网架实现I段与II段母线供区联合运行，联络通道配置3个双回线路。这种方案能够将短路电流降低9kA。方案二:母线分裂运行，并且220kV网络能够与部分供区联合运行。联络通道配置3个双回线路，同时配置1000MVA主变。这种方案能够经短路电流降低8kA。方案一在设置中采用的是单独分区方式，两段母线分裂运行，布置局部枢纽变，提高母线供电可靠性。方案二则是变电站两个分区，其中一个变电站母线分裂运行，与另一个变电站分裂运行母线分别合环，中间设置枢纽变电站，这种方案不仅能够保证220kV供电可靠性，同时具有不同的550kV变电站，可靠性更高。方案二在实施中将会出现电磁环网问题，为避免影响到电网的运行，要求对外的220kV联络线在4回以上，设备检修时不需要调整接线方式。方案一分区结构在一定条件下能够相互转换，能够满足不同阶段电网需求，在具体实施中应优先考虑这种接线方式。

分区550kV变电应保证在3台以上，分层分区运行后，各个分区的短路电流相对稳定，电流增长是由于电力系统等值阻抗引起。应确保各个分区与主网的联络线数量。无论采用何种接线方式，都要求联络线数量在3条以上。在设置中，要求出现N－1故障后，各个分区剩余主变负荷能力大于最大受进电力需求。供电应力应能够满足最大高峰负荷下的要求。在确定各个分区主变容量时，根据分区的负荷水平、特点和增长速度来确定容量容载比。

2分区转供与供电可靠性

电网结构应保证各个分区时间有4条备用联络线，只有数量达到4条以上才能够满足1000MVA的供电能力。如果条件不足，线路可以采用较粗的导线提高输送能力。分层分区设计中应结合220kV统一规划网点建设，不同电压等级的分层规划保持统一，加强变电站之间的备用联络线建设，备用联络线两侧建设中应安装避雷针，时刻处于充电状态。550kV分区不建立110kV备用联络线。结合规划和技术改造，逐步将现有的备用联线路退出运行，避免元件检测时增加负荷。

3无功电压配置

为保证分区电压稳定，需要增加系统无功补偿，还需要考虑装设无功补偿装置的问题，每个分区都需要设置足够的低频减载装置，当分区内电压支撑能力不足情况下，如果同时出现过激磁保护将会过早调机，引起电网断电。因此需要设定合理的机组过励限制，并设定极限值，分区方面也需要作出相应的限制。国家电网公司对电压合格率有明确的规定，虽然没有将电压合格率加入到业绩考核中，但是仍然需要做好对策。在规划设计中，需要高度重视无功配置情况，保证低估运行时分层无功平衡，为电网电压控制提供控制手段。尤其是在配置感性无功补偿设备中，需要实现550kV主变有载调压。对于调节设备以及无功电压补偿设备而言，在建设中应选择高质量产品，及时修复发生损坏的设备，提高设备可用率。城市主网与部分水电厂联系不紧密，在运行时，可以考虑采用无功调节来维持电压的稳定。水电机组退出后，将会出现大的电压波动，尤其是突然退出情况下。因此水电机组在不发电时可以采用调相方式来维持电压的稳定。

4结语

网架结构分层分区规划能够提高电网运行质量，节省运行成本，在规划与改造中应高度重视成本控制，结合当地地理条件，采取相应的解决方案，控制电损。

参考文献:

［1］柳小军．地区电网网架结构分析及分层分区方式探究［J］．通信世界，2017(2):176－177．

［2］罗轶，袁士超，张勇，等．基于分层分区的宁波电网演变趋势及现状分析［J］．浙江电力，2016，35(4):12－17．

作者:闫兴德 冯飞波 曹飞 单位:蚌埠供电公司