基于110KV電網網架結構優化研究

譚偉球

（廣東電網公司陽春供電局，廣東 陽江 529600）

隨著電力系統的發展，電網規模不斷擴大，電網結構日益復雜，電網的安全穩定運行問題日顯突出。建設一個結構合理、安全可靠，適應系統發展的電網是十分必要。

1 電網網架結構要求

電網網架應滿足電力系統經濟性、可靠性與靈活性的基本要求：

1.1 大城市電網都是電力系統受端系統，集中了較大比重的負荷和電源，要強化受端系統建設，在正常運行方式下，當受端系統發生任何單一故障仍保持系統穩定并同時不損失負荷；而在正常檢修運行方式下，則允許采取切機、切負荷等措施，以保證受端系統穩定運行。滿足上述要求的受端系統必須在電氣上具有足夠的短路容量和足夠大的慣性，使得在各種暫態情況下，內部所有的同步電機都能成為保持同步運行的整體，這是滿足系統安全穩定水平的物質基礎。

1.2 能滿足城市發展的需要，適應電網各種運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 電網網架應當具有較大的抗干擾能力，能夠滿足《電力系統安全穩定導則》的要求，防止發生災害性大面積停電事故。

1.4 電網結構簡明、層次清晰，要貫徹“分層分區”的原則。

1.5 為避免電源過于集中，防止因負荷轉移引起的惡性連鎖反應，主力電源一般接入高壓輸電網。分散外接電源是建立堅強的受端系統，建設合理的電網結構的重要原則。

圖1 單回輻射式接線

圖2 雙回輻射式接

圖3 單環網接線

圖4 雙環網接線

圖5 單鏈式接線

圖6 雙鏈式接線

1.6 電網無功功率按電網分區就地平衡

1.7 滿足供電可靠性的要求，城網網架中任一元件無故障斷開，應能保持電網穩定運行，并不致使其它元件超過事故過負荷的規定。在城市配電網中，要滿足“N－1”原則，在具有重要政治、經濟影響大城市的中心區，要考慮滿足更高的供電可靠性要求，例如“N－2”。

1.8 電網建設的同時，要使調度自動化、通信、安全自動、繼電保護等控制系統和網架配套建設協調發展。

2 常見110kV接線分析

目前，我省較為常見的110kV網絡接線形式主要有:雙回輻射式接線、環網接線、“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220kV變電站母線或線路出現故障時將導致相聯的110kV變電站全站停電。當220kV甲站停電時，還會形成大面積停電。可見，該接線方式可靠性低，線路故障及故障排除時間為對用戶停電時間，主要用于農村和非重要負荷地區，城區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側母線為雙母線時，雙回出線應接于不同母線上，當任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行方式。該接線方式可靠性較高，運行方式靈活，投資略高于單回輻射式。

2.2 環網接線

圖3為單環網接線，常見于110kV高壓配電網。該接線方式簡單清晰，正常運行時環網運行，環網中任一元件發生故障，負荷轉移方便，供電可靠性高。但B站通過110kV站轉供，電壓和供電可靠性略低。為滿足“n-1”要求，甲A 線或甲C線的最大載流量應滿足A、B、C三站最終的總負荷，環內亦不宜新增第四座110kV站。圖4為雙環網接線，除具有單環網的特點外，因具有四回電源線路，較單環網有更高的可靠性。如甲A線和甲C線導線截面選擇恰當，還有條件滿足“n-2”要求。

2.3 鏈式接線

單鏈式接線如圖5所示。如開環網運行，其可靠性相當于單回輻射式接線。如環網運行，將增大系統短路電流。可靠性、靈活性都很差，優點是投資省。這種電網結構應逐步過渡到“手拉手”式或雙回鏈式。

典型雙回鏈式如圖6所示。當220kV甲、乙任一220kV變電站停電時，110kVA、B、C三站均不停電。這種電網結構接線嚴密，可靠性很高，有利于防止大面積停電，在城區等要求供電可靠性高的地區可采用該接線形式。正常運行方式下，可斷開AB線或BC線實現開環運行。

2.4 “手拉手”式接線

“手拉手”式接線是從鏈式接線衍生而來，接線方式見圖7。該接線方式接線簡單，負荷轉移方便。正常運行時，AB線斷開，當甲A線或乙B線出現故障時可閉合，實現兩個220kV供電區間互相支援。如在A站B側裝設備自投裝置，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110千伏高壓配電網絡結構和變電站主接線形式簡單，減少中間環節，減少占地，從而大大節省投資，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，當變壓器負荷率低時更適合用“T”型接法。具體形式有:單側電源單“T”接線、雙側電源單“T”接線、單側電源雙“T”接線、雙側電源雙“T”接線、單側電源三“T”接線、雙側電源三“T”接線。

2.5.1 單“T”接線主要優點較簡單、投資省、運行方便、但是其可靠性低，雙側電源單“T”接線盡管電源點滿足“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”接線優點是簡單、投資省、有較高的可靠性，采用線路變壓器組，有一回線路停運時，接在該線路的一臺變壓器退出運行，另一臺變壓器承擔全部負荷，如果變壓器負荷率較低(變電站為兩臺變壓器時為50%)，此時變壓器負荷率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臺主變、3路變壓器進線，每回110kV線路分別T接不同變電站的3臺主變。優點是設備利用率高、可靠性高、采用線路變壓器組，適用于架空線路和電纜線路，當任一回線路故障停運時，只需在受端變電站內適當的操作及站內備自投，把負荷轉移到其他兩臺變壓器，如果變壓器取低負荷率(變電站為兩臺變壓器時為67%)，此時變壓器負荷率100%。三“T”接線因其可靠性高、占地少等優點，為各經濟發達地區采用，廣泛應用于城市中心等高負荷密度、高供電可靠性要求地區。盡管具有線路路徑選取困難的缺點，但可以通過采用電纜線路解決。

3 實例分析

廣東省某市某區域現有220kV變電站9座，110kV電網接線形式較多:單電源雙“T”接線。

該地區未來負荷密度較高，隨著負荷的發展，對供電可靠性提出更高的要求，應建設相匹配的電網結構，并改善和加強當前電網的薄弱部分。同時由于征地費用上升，城市化程度的提高，變電站占地，走廊選取等因素，也應考慮。

3.1 110kV電網建設宜以雙電源雙“T”接線為主，缺少220kV變電站地區，可建設單電源雙“T”接線。

3.2 電源稀疏地區，因線路較長，110kV站有轉供電力需要，可采用手拉手式接線，對于現有雙回輻射式接線和單鏈式接線，也應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，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，規劃幾年后投產的C站雙“T”A-C線，待220kVD站投產時，可新建雙回路T接B-A線，形成雙側電源雙“T”接線。如圖8、圖9。

圖8 A-B線現狀

圖9 D站投產后接線

4 結語

電網網架是整個電力系統的重要組成部分，也是電網電源的主體，應從電力系統的全局出發，依據規劃負荷密度、負荷分布及增長情況以及各地實際情況進行改造。

電網網架結構中，三T接線和雙回鏈式接線是未來廣東110kV電網主要采用的接線方式。不少研究報告表明，三T接線和雙回鏈式接線各有優勢，三T接線在經濟性方面占優，雙回鏈式接線則在靈活性方面占優，110kV電網結構在滿足安全可靠的前提下，應當盡量節省走廊。還應與城市規劃相結合，綜合考慮電網接線布置。

[1]包齊明.對河池電網網架結構的思考[J].廣西電力技術，2000-06-30.