高低壓電磁環網對電網的影響及應用

摘要：高低壓電磁環網是我國電網發展過程中出現的一種電力運行方式，當前隨著我國網架結構的不斷建設，電磁環網在我國電網中的占有比例不斷減少，但是隨著電力系統的自動化、微機化及一些重要客戶對電力穩定性要求的提高，在一些電力網架建設困難及容載很低的地區使用電磁環網仍然具有必要。

關鍵詞：高低壓電磁環網；電網影響；電力系統

中圖分類號：TM712 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）09-0126-02

高低壓電磁環網是我國電網發展過程中的一項電力運行方式，在我國電網發展初期，高低壓電磁環網的運行為電力部門帶來了相當可觀的經濟收益，其在電網檢修及供電可靠等方面也做出了杰出的貢獻，但是隨著我國主網架的不斷加強，高低壓電磁環網的很多的安全問題逐漸暴露出來了。當前高低壓電磁環網在運行過程中，首先電磁環網使用的目的是為了使得供電盡量可靠，但是其在運行過程中潮流分布復雜、短路中存在的電流大，所用的保護裝置和穩定措施極為復雜，致使保護難度增加，通信通道需要增加等問題出現，因此積極研究并解決上述出現的問題具有一定的意義。

1 高低壓電磁環網簡介

高低壓電磁環網指的是兩個電壓具有一定差異的線路利用變壓器回路相互連接并且通過并聯而運行一種電力運行方式。致使電磁環網回路出現故障的原因有很多，例如常見的規劃、管理等，很多發達國家的高低壓電磁環網也存在問題，但是因為發達國家電網建造時一般主網架非常堅固，所以對電磁環網運行過程中出現問題的研究并不多，他們更加注重研究電網平衡過程中的柔性控制（即FACTS技術）。當前。我國正在建造的特高壓1000kV電網和超高壓750kV電網，但是因為一些原因制約使得主網架大多很薄弱，因此為了盡可能的使得資源合理利用，在我國很多地區很長時間內仍然需要使用高低壓電磁環網并聯方式。

2 某電網運行分析

某電網的220kV網架相對較為薄弱，電網內有3座220kV的變電站，其樞紐站A站有2條220kV的電網線路和鄰省相連接，另外該電網通過單回線經過B站向省內煤礦在內的的一些重要工業區供電，這種單向線長途供電線路出現故障曾經使得一些重要客戶多次停電，損失極大，因為要想對網架進行完善所需投資極大，所以該電網一直使用高低壓電磁環網的運行方式來增強該供電網絡的供電可靠性。因為地方電廠的機組在運行時受到外界條件的限制，常常運行不穩定，再加上單機容量較小，使得電網穩定程度差。

而當前該電網的主要運行方式包括：（1）220kVA-B帶B站；（2）B線帶C站并供D城負荷，110kVA線供A市區所有負荷；（3）E線供F、G城的所有負荷，另外D城電網無大電源支撐，因此一部分電能必須通過A站東送，目前D城內一些企業雖然有自備電廠，但是因為裝機容量很小，加上管理和運行人員缺乏經驗，如果出現跳閘，那么必然造成小電網的功率較大程度的缺額，而地方電廠又難以保證電網的運行穩定，這樣很容易導致整個電網系統出現瓦解，如表1所示為幾次影響較為嚴重的電網事故，這些電網事故使得企業礦區停電，使得礦區安全生產存在嚴重的安全隱患。

3 高低壓電磁環網運行問題分析

高低壓電磁環網是電力發展過程中為了保證電網穩定的一種方式，其在剛開始使用時，確實為電力系統帶去了極為顯著的經濟收益，在電網穩定及供電安全可靠方面也起了較為突出的作用，但是隨著我國主架網的不斷建設及加強，高低壓電磁環網運行導致的問題也日益凸顯出來了。

3.1 電網導線出現熱穩定電流故障

在電力運行過程中，流經導線的電流必須要比穩定電流的最大值要小，這是電網電流傳輸中的一個先決條件，如果導線傳輸過程中有熱穩定電流現象，且該現象長期保持，必然會使得導線所具備的機械強度明顯下降，致使導線出現非彈性形變，弧垂變大，最終導致線路出現故障，另外出現上述現象也會使得導線本身具備的流通容量明顯降低，降低線路壽命等。因此在高低壓電磁環網運行過程中一定要確保在面對任何情況在高壓線路斷開之后流經低電壓等級的導線電流小于熱穩定電流。

3.2 電網線路傳輸功率出現問題

在電力運行過程中，所有使用的輸電線路中傳輸的功率一定不能超過電力系統所限定的極值，如果使用的高低壓電磁環網較為簡單，那么系統兩側之間存在的聯絡阻抗必然比高壓線路阻抗要小，但是如果高壓線路因為出現故障而斷開，此時低壓線路中的傳輸功率必然顯著增加，造成系統之間的聯絡阻抗明顯增強，這時如果不采取有效的措施，極容易使得阻抗超過聯絡線本身所具備的穩定極值，當阻抗超出聯絡線極限時，此時系統會出現明顯振蕩現象，最終使得事故擴大，因此在高低壓電磁環網運行過程中，管理人員一定要注意該方面的問題。

3.3 線路本身自然功率出現問題

如果線路兩側電壓相等，進行某一定值功率的傳輸過程中，在線路電感上出現的無功功率的損耗和兩側線路電容內出現的無功功率相等時，該有功功率的值就是線路的本身自然功率，對于高低壓電網及超高壓電網來說，一個穩定、平衡的自然功率尤為重要，由于超高壓電線路在進行長距離電能輸送時，線路中出現的無功功率會不斷增加，而其中無功損耗是線損中的主要成分，假設線路中自然功率超過了線路中的有功功率，這樣大量的無功將無處可去，最終流向系統，導致系統電壓明顯增高，進而使得線路的有功損耗增加，如果線路中傳輸的有功功率小于線路中的自然功率，那么系統兩側必然會給予不足，因為線路電感中所損耗的主要為無功功率，因此在高低壓電磁環網運行時需要重視該方面的問題，以維持電網的正常運行。

3.4 電磁環網運行過程中出現的經濟問題

因為電壓不同的線路在運行過程中，其自然傳輸功率相差較大，這就導致斷面的高電壓線路中的職能未能充分體現，另外在并聯的線路當中，運行線路中線路內的電阻值為反比傳輸功率，因此要想使得線路的傳輸功率實現最優狀態，恰當的使用解環也是一種常用方案，與此同時，還可適當的對電網運行結構做優化，最終盡可能的使電網的潮流合理分配，以最大可能的增加電網運行經濟效益。

3.5 電磁環網運行過程中的管理問題

因為我國電壓等級不斷增高，各個系統之間的相互聯系日益密切，這就使得電力系統越來越加大型化、系統化，一方面，這樣會使得電力系統運行更加穩定、有效，另一方面過于大型的電力系統對管理人員的能力要求也越來越高，如果管理人員能力不高，或者其對電網復雜性和不安全因素沒有系統的掌握，在面對事故時，就很難準確迅速的判斷并解決，最終導致事故的危險性增加，使得事故范圍擴大，導致系統性故障出現的頻率增高，例如美加大停電就是因為高一級電路出現故障后，因為管理人員的原因，未能采取準確、有效的措施，最終導致極為嚴重的后果。

4 結語

在我國電網建設過程中，因為各種因素影響，出現了高低壓電磁環網，這些電磁環網的出現一方面會使得電網穩定性得到提升，但是另一方面也會出現一系列問題。本文就某地區電磁環網對電網的影響及應用進行了分析，以期可為相關工作者提供一點借鑒。

參考文獻

[1] 吳敬儒，徐永禧.我國特高壓交流輸電的發展前景

[J].電網技術，2005，（19）：1-4.

[2] 黃明良.拉西瓦水電站接入系統與西北750kV電網

建設方案的研究[J].電網技術，2005，29

（13）：20-25.

[3] 周孝信.大電網動態安全分析與監控[A].中國電

機工程學會年會[C].2005，36（14）：291-292.

[4] 李晨光，李柏青，湯涌.電磁環網線路無故障跳

線和單永故障穩定性分析[J].電力系統自動化，

2003，27（1）：99-100.

作者簡介：張海峰（1985—），男，云南紅河人，云南省玉溪電力設計院助理工程師，研究方向：電力

設計。endprint

摘要：高低壓電磁環網是我國電網發展過程中出現的一種電力運行方式，當前隨著我國網架結構的不斷建設，電磁環網在我國電網中的占有比例不斷減少，但是隨著電力系統的自動化、微機化及一些重要客戶對電力穩定性要求的提高，在一些電力網架建設困難及容載很低的地區使用電磁環網仍然具有必要。

關鍵詞：高低壓電磁環網；電網影響；電力系統

中圖分類號：TM712 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）09-0126-02

高低壓電磁環網是我國電網發展過程中的一項電力運行方式，在我國電網發展初期，高低壓電磁環網的運行為電力部門帶來了相當可觀的經濟收益，其在電網檢修及供電可靠等方面也做出了杰出的貢獻，但是隨著我國主網架的不斷加強，高低壓電磁環網的很多的安全問題逐漸暴露出來了。當前高低壓電磁環網在運行過程中，首先電磁環網使用的目的是為了使得供電盡量可靠，但是其在運行過程中潮流分布復雜、短路中存在的電流大，所用的保護裝置和穩定措施極為復雜，致使保護難度增加，通信通道需要增加等問題出現，因此積極研究并解決上述出現的問題具有一定的意義。

1 高低壓電磁環網簡介

高低壓電磁環網指的是兩個電壓具有一定差異的線路利用變壓器回路相互連接并且通過并聯而運行一種電力運行方式。致使電磁環網回路出現故障的原因有很多，例如常見的規劃、管理等，很多發達國家的高低壓電磁環網也存在問題，但是因為發達國家電網建造時一般主網架非常堅固，所以對電磁環網運行過程中出現問題的研究并不多，他們更加注重研究電網平衡過程中的柔性控制（即FACTS技術）。當前。我國正在建造的特高壓1000kV電網和超高壓750kV電網，但是因為一些原因制約使得主網架大多很薄弱，因此為了盡可能的使得資源合理利用，在我國很多地區很長時間內仍然需要使用高低壓電磁環網并聯方式。

2 某電網運行分析

某電網的220kV網架相對較為薄弱，電網內有3座220kV的變電站，其樞紐站A站有2條220kV的電網線路和鄰省相連接，另外該電網通過單回線經過B站向省內煤礦在內的的一些重要工業區供電，這種單向線長途供電線路出現故障曾經使得一些重要客戶多次停電，損失極大，因為要想對網架進行完善所需投資極大，所以該電網一直使用高低壓電磁環網的運行方式來增強該供電網絡的供電可靠性。因為地方電廠的機組在運行時受到外界條件的限制，常常運行不穩定，再加上單機容量較小，使得電網穩定程度差。

而當前該電網的主要運行方式包括：（1）220kVA-B帶B站；（2）B線帶C站并供D城負荷，110kVA線供A市區所有負荷；（3）E線供F、G城的所有負荷，另外D城電網無大電源支撐，因此一部分電能必須通過A站東送，目前D城內一些企業雖然有自備電廠，但是因為裝機容量很小，加上管理和運行人員缺乏經驗，如果出現跳閘，那么必然造成小電網的功率較大程度的缺額，而地方電廠又難以保證電網的運行穩定，這樣很容易導致整個電網系統出現瓦解，如表1所示為幾次影響較為嚴重的電網事故，這些電網事故使得企業礦區停電，使得礦區安全生產存在嚴重的安全隱患。

3 高低壓電磁環網運行問題分析

高低壓電磁環網是電力發展過程中為了保證電網穩定的一種方式，其在剛開始使用時，確實為電力系統帶去了極為顯著的經濟收益，在電網穩定及供電安全可靠方面也起了較為突出的作用，但是隨著我國主架網的不斷建設及加強，高低壓電磁環網運行導致的問題也日益凸顯出來了。

3.1 電網導線出現熱穩定電流故障

在電力運行過程中，流經導線的電流必須要比穩定電流的最大值要小，這是電網電流傳輸中的一個先決條件，如果導線傳輸過程中有熱穩定電流現象，且該現象長期保持，必然會使得導線所具備的機械強度明顯下降，致使導線出現非彈性形變，弧垂變大，最終導致線路出現故障，另外出現上述現象也會使得導線本身具備的流通容量明顯降低，降低線路壽命等。因此在高低壓電磁環網運行過程中一定要確保在面對任何情況在高壓線路斷開之后流經低電壓等級的導線電流小于熱穩定電流。

3.2 電網線路傳輸功率出現問題

在電力運行過程中，所有使用的輸電線路中傳輸的功率一定不能超過電力系統所限定的極值，如果使用的高低壓電磁環網較為簡單，那么系統兩側之間存在的聯絡阻抗必然比高壓線路阻抗要小，但是如果高壓線路因為出現故障而斷開，此時低壓線路中的傳輸功率必然顯著增加，造成系統之間的聯絡阻抗明顯增強，這時如果不采取有效的措施，極容易使得阻抗超過聯絡線本身所具備的穩定極值，當阻抗超出聯絡線極限時，此時系統會出現明顯振蕩現象，最終使得事故擴大，因此在高低壓電磁環網運行過程中，管理人員一定要注意該方面的問題。

3.3 線路本身自然功率出現問題

如果線路兩側電壓相等，進行某一定值功率的傳輸過程中，在線路電感上出現的無功功率的損耗和兩側線路電容內出現的無功功率相等時，該有功功率的值就是線路的本身自然功率，對于高低壓電網及超高壓電網來說，一個穩定、平衡的自然功率尤為重要，由于超高壓電線路在進行長距離電能輸送時，線路中出現的無功功率會不斷增加，而其中無功損耗是線損中的主要成分，假設線路中自然功率超過了線路中的有功功率，這樣大量的無功將無處可去，最終流向系統，導致系統電壓明顯增高，進而使得線路的有功損耗增加，如果線路中傳輸的有功功率小于線路中的自然功率，那么系統兩側必然會給予不足，因為線路電感中所損耗的主要為無功功率，因此在高低壓電磁環網運行時需要重視該方面的問題，以維持電網的正常運行。

3.4 電磁環網運行過程中出現的經濟問題

因為電壓不同的線路在運行過程中，其自然傳輸功率相差較大，這就導致斷面的高電壓線路中的職能未能充分體現，另外在并聯的線路當中，運行線路中線路內的電阻值為反比傳輸功率，因此要想使得線路的傳輸功率實現最優狀態，恰當的使用解環也是一種常用方案，與此同時，還可適當的對電網運行結構做優化，最終盡可能的使電網的潮流合理分配，以最大可能的增加電網運行經濟效益。

3.5 電磁環網運行過程中的管理問題

因為我國電壓等級不斷增高，各個系統之間的相互聯系日益密切，這就使得電力系統越來越加大型化、系統化，一方面，這樣會使得電力系統運行更加穩定、有效，另一方面過于大型的電力系統對管理人員的能力要求也越來越高，如果管理人員能力不高，或者其對電網復雜性和不安全因素沒有系統的掌握，在面對事故時，就很難準確迅速的判斷并解決，最終導致事故的危險性增加，使得事故范圍擴大，導致系統性故障出現的頻率增高，例如美加大停電就是因為高一級電路出現故障后，因為管理人員的原因，未能采取準確、有效的措施，最終導致極為嚴重的后果。

4 結語

在我國電網建設過程中，因為各種因素影響，出現了高低壓電磁環網，這些電磁環網的出現一方面會使得電網穩定性得到提升，但是另一方面也會出現一系列問題。本文就某地區電磁環網對電網的影響及應用進行了分析，以期可為相關工作者提供一點借鑒。

參考文獻

[1] 吳敬儒，徐永禧.我國特高壓交流輸電的發展前景

[J].電網技術，2005，（19）：1-4.

[2] 黃明良.拉西瓦水電站接入系統與西北750kV電網

建設方案的研究[J].電網技術，2005，29

（13）：20-25.

[3] 周孝信.大電網動態安全分析與監控[A].中國電

機工程學會年會[C].2005，36（14）：291-292.

[4] 李晨光，李柏青，湯涌.電磁環網線路無故障跳

線和單永故障穩定性分析[J].電力系統自動化，

2003，27（1）：99-100.

作者簡介：張海峰（1985—），男，云南紅河人，云南省玉溪電力設計院助理工程師，研究方向：電力

設計。endprint

摘要：高低壓電磁環網是我國電網發展過程中出現的一種電力運行方式，當前隨著我國網架結構的不斷建設，電磁環網在我國電網中的占有比例不斷減少，但是隨著電力系統的自動化、微機化及一些重要客戶對電力穩定性要求的提高，在一些電力網架建設困難及容載很低的地區使用電磁環網仍然具有必要。

關鍵詞：高低壓電磁環網；電網影響；電力系統

中圖分類號：TM712 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）09-0126-02

高低壓電磁環網是我國電網發展過程中的一項電力運行方式，在我國電網發展初期，高低壓電磁環網的運行為電力部門帶來了相當可觀的經濟收益，其在電網檢修及供電可靠等方面也做出了杰出的貢獻，但是隨著我國主網架的不斷加強，高低壓電磁環網的很多的安全問題逐漸暴露出來了。當前高低壓電磁環網在運行過程中，首先電磁環網使用的目的是為了使得供電盡量可靠，但是其在運行過程中潮流分布復雜、短路中存在的電流大，所用的保護裝置和穩定措施極為復雜，致使保護難度增加，通信通道需要增加等問題出現，因此積極研究并解決上述出現的問題具有一定的意義。

1 高低壓電磁環網簡介

高低壓電磁環網指的是兩個電壓具有一定差異的線路利用變壓器回路相互連接并且通過并聯而運行一種電力運行方式。致使電磁環網回路出現故障的原因有很多，例如常見的規劃、管理等，很多發達國家的高低壓電磁環網也存在問題，但是因為發達國家電網建造時一般主網架非常堅固，所以對電磁環網運行過程中出現問題的研究并不多，他們更加注重研究電網平衡過程中的柔性控制（即FACTS技術）。當前。我國正在建造的特高壓1000kV電網和超高壓750kV電網，但是因為一些原因制約使得主網架大多很薄弱，因此為了盡可能的使得資源合理利用，在我國很多地區很長時間內仍然需要使用高低壓電磁環網并聯方式。

2 某電網運行分析

某電網的220kV網架相對較為薄弱，電網內有3座220kV的變電站，其樞紐站A站有2條220kV的電網線路和鄰省相連接，另外該電網通過單回線經過B站向省內煤礦在內的的一些重要工業區供電，這種單向線長途供電線路出現故障曾經使得一些重要客戶多次停電，損失極大，因為要想對網架進行完善所需投資極大，所以該電網一直使用高低壓電磁環網的運行方式來增強該供電網絡的供電可靠性。因為地方電廠的機組在運行時受到外界條件的限制，常常運行不穩定，再加上單機容量較小，使得電網穩定程度差。

而當前該電網的主要運行方式包括：（1）220kVA-B帶B站；（2）B線帶C站并供D城負荷，110kVA線供A市區所有負荷；（3）E線供F、G城的所有負荷，另外D城電網無大電源支撐，因此一部分電能必須通過A站東送，目前D城內一些企業雖然有自備電廠，但是因為裝機容量很小，加上管理和運行人員缺乏經驗，如果出現跳閘，那么必然造成小電網的功率較大程度的缺額，而地方電廠又難以保證電網的運行穩定，這樣很容易導致整個電網系統出現瓦解，如表1所示為幾次影響較為嚴重的電網事故，這些電網事故使得企業礦區停電，使得礦區安全生產存在嚴重的安全隱患。

3 高低壓電磁環網運行問題分析

高低壓電磁環網是電力發展過程中為了保證電網穩定的一種方式，其在剛開始使用時，確實為電力系統帶去了極為顯著的經濟收益，在電網穩定及供電安全可靠方面也起了較為突出的作用，但是隨著我國主架網的不斷建設及加強，高低壓電磁環網運行導致的問題也日益凸顯出來了。

3.1 電網導線出現熱穩定電流故障

在電力運行過程中，流經導線的電流必須要比穩定電流的最大值要小，這是電網電流傳輸中的一個先決條件，如果導線傳輸過程中有熱穩定電流現象，且該現象長期保持，必然會使得導線所具備的機械強度明顯下降，致使導線出現非彈性形變，弧垂變大，最終導致線路出現故障，另外出現上述現象也會使得導線本身具備的流通容量明顯降低，降低線路壽命等。因此在高低壓電磁環網運行過程中一定要確保在面對任何情況在高壓線路斷開之后流經低電壓等級的導線電流小于熱穩定電流。

3.2 電網線路傳輸功率出現問題

在電力運行過程中，所有使用的輸電線路中傳輸的功率一定不能超過電力系統所限定的極值，如果使用的高低壓電磁環網較為簡單，那么系統兩側之間存在的聯絡阻抗必然比高壓線路阻抗要小，但是如果高壓線路因為出現故障而斷開，此時低壓線路中的傳輸功率必然顯著增加，造成系統之間的聯絡阻抗明顯增強，這時如果不采取有效的措施，極容易使得阻抗超過聯絡線本身所具備的穩定極值，當阻抗超出聯絡線極限時，此時系統會出現明顯振蕩現象，最終使得事故擴大，因此在高低壓電磁環網運行過程中，管理人員一定要注意該方面的問題。

3.3 線路本身自然功率出現問題

如果線路兩側電壓相等，進行某一定值功率的傳輸過程中，在線路電感上出現的無功功率的損耗和兩側線路電容內出現的無功功率相等時，該有功功率的值就是線路的本身自然功率，對于高低壓電網及超高壓電網來說，一個穩定、平衡的自然功率尤為重要，由于超高壓電線路在進行長距離電能輸送時，線路中出現的無功功率會不斷增加，而其中無功損耗是線損中的主要成分，假設線路中自然功率超過了線路中的有功功率，這樣大量的無功將無處可去，最終流向系統，導致系統電壓明顯增高，進而使得線路的有功損耗增加，如果線路中傳輸的有功功率小于線路中的自然功率，那么系統兩側必然會給予不足，因為線路電感中所損耗的主要為無功功率，因此在高低壓電磁環網運行時需要重視該方面的問題，以維持電網的正常運行。

3.4 電磁環網運行過程中出現的經濟問題

因為電壓不同的線路在運行過程中，其自然傳輸功率相差較大，這就導致斷面的高電壓線路中的職能未能充分體現，另外在并聯的線路當中，運行線路中線路內的電阻值為反比傳輸功率，因此要想使得線路的傳輸功率實現最優狀態，恰當的使用解環也是一種常用方案，與此同時，還可適當的對電網運行結構做優化，最終盡可能的使電網的潮流合理分配，以最大可能的增加電網運行經濟效益。

3.5 電磁環網運行過程中的管理問題

因為我國電壓等級不斷增高，各個系統之間的相互聯系日益密切，這就使得電力系統越來越加大型化、系統化，一方面，這樣會使得電力系統運行更加穩定、有效，另一方面過于大型的電力系統對管理人員的能力要求也越來越高，如果管理人員能力不高，或者其對電網復雜性和不安全因素沒有系統的掌握，在面對事故時，就很難準確迅速的判斷并解決，最終導致事故的危險性增加，使得事故范圍擴大，導致系統性故障出現的頻率增高，例如美加大停電就是因為高一級電路出現故障后，因為管理人員的原因，未能采取準確、有效的措施，最終導致極為嚴重的后果。

4 結語

在我國電網建設過程中，因為各種因素影響，出現了高低壓電磁環網，這些電磁環網的出現一方面會使得電網穩定性得到提升，但是另一方面也會出現一系列問題。本文就某地區電磁環網對電網的影響及應用進行了分析，以期可為相關工作者提供一點借鑒。

參考文獻

[1] 吳敬儒，徐永禧.我國特高壓交流輸電的發展前景

[J].電網技術，2005，（19）：1-4.

[2] 黃明良.拉西瓦水電站接入系統與西北750kV電網

建設方案的研究[J].電網技術，2005，29

（13）：20-25.

[3] 周孝信.大電網動態安全分析與監控[A].中國電

機工程學會年會[C].2005，36（14）：291-292.

[4] 李晨光，李柏青，湯涌.電磁環網線路無故障跳

線和單永故障穩定性分析[J].電力系統自動化，

2003，27（1）：99-100.

作者簡介：張海峰（1985—），男，云南紅河人，云南省玉溪電力設計院助理工程師，研究方向：電力

設計。endprint