濟南220 kV電網分區運行的繼電保護整定計算方法

李　廣，沈　倩，李曉琦，王　浩（國網山東省電力公司濟南供電公司，濟南　250012）

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濟南220 kV電網分區運行的繼電保護整定計算方法

李廣，沈倩，李曉琦，王浩
（國網山東省電力公司濟南供電公司，濟南250012）

摘要：2015年，濟南220 kV電網開環運行，即南北網分區供電，特殊方式下開環線路可轉為直配線。由于開環線路運行方式多變且特殊，在繼電保護整定計算時，原有的運行方式設置方法已不再適用。提出在電網內部劃分計算子區域，各子區域獨立抓取所需廠站方式進行計算，探討廠站方式和系統方式設置方法。新方法簡單有效，能夠滿足開環方式下整定計算的需要。

關鍵詞：濟南電網；開環運行；廠站方式；系統方式

0　引言

目前，濟南地調的整定計算已在山東省地一體化整定計算系統（coBase系統）中開展，該系統依托網絡，實現了整定計算的標準化以及不同調控機構間的在線維護、交換、校核數據，極大提升了整定計算工作質量［1-2］。

近年來，在電源點增多、特高壓落地、網架結構日益復雜等因素的共同作用下，濟南220 kV電網短路電流超標、電磁環網、供電區域過大等問題逐漸凸顯。為解決上述問題，在2015年，濟南220 kV電網運行方式進行調整：在適當的斷面上開環運行，分為南北兩個電網獨立供電，但特殊方式下開環線路可轉為直配線運行［3-4］。

開環運行前，在coBase系統中設置廠站方式時，只對主變投停及中性點接地進行輪變，母線上其他元件的開關均默認為閉合［5］。開環線路及兩端廠站運行方式多變且某些運行方式之間互斥，因此在配合計算時，簡單的廠站方式輪變組合將會造成計算結果的錯誤。若采用逐一添加排除條件的辦法，在較為復雜的電網結構中工作量巨大，難以實現且極易出錯。因此有必要結合濟南電網開環的實際情況，探討整定計算方式設置的新原則和新方法。

1　2014年濟南電網概況

2014年，濟南電網500 kV、220 kV系統潮流總體格局是西電東送，以石橫電廠甲站、黃臺電廠、章丘電廠3座統調發電廠，長清站、聞韶站、濟南站、蟠龍站、天衍站5座500 kV變電站為電源點。濟南電網經500 kV濟南站、長清站、聞韶站、蟠龍站、天衍站主變及220 kV韶臨線、中蘇線與省網聯絡；220 kV商河站分別通過陵河線并入德州電網及河慶線和雙河線并入濱州電網；濱州地區明集站、西王站、肖鎮站及淄博地區周村站通過220 kV中明線、繡周線、章周線并入濟南電網供電區域。因此，濟南220 kV電網在內、外部均為緊密互聯狀態，如圖1所示。

2　2015年濟南電網運行方式變化

根據山東電力調度控制中心要求，2015年濟南電網內外部若干線路分兩個階段開環運行，如圖1所示。

第一階段。開環方案為內部220 kV邢韓線、邢歷線、許清線開環運行，外部220 kV韶臨線、中蘇線、淄肖線和黨紅線開環運行。

濟南電網正常運行方式下220 kV許清線、邢韓線、邢歷線開環運行，許清線清河站側開關、邢韓線邢村站側開關、邢歷線歷城站側開關分別斷開熱備用。當局部電網供電能力不足及事故方式下，考慮上述3條線路直供一端變電站負荷。直供站僅考慮直配線帶一臺主變運行的方式［4-5］。

第二階段。開環方案為濟繡線、中明線、明西線和肖周線開環運行。第二階段線路開環運行實施后，濟南電網內部徹底劃分為南、北網供電，500 kV聞韶站、濟南站為北部電網電源站，500 kV長清站、蟠龍站和天衍站為南部電網電源站；在外部，濟南電網與周邊地市電網220 kV聯絡線全部打開，濟南220 kV電網獨立運行。

圖1　濟南電網結構

3　分區計算思路及整定計算區域

3.1計算子區域及區域間線路

根據coBase系統的整定計算策略計算子區域即為電網中單獨劃分出來的一部分區域，該區域與電網其他部分之間可有聯絡線路存在；整定計算時，可根據需要，在該區域獨立設置其系統方式和初始方式，獨立進行配合計算。因此，相鄰地調所管轄的電網之間相當于兩個子區域，同樣的，同一地調所管轄的電網開環分割后，也相當于兩個子區域，唯一的區別在于調度管轄范圍不同，但對整定計算沒有影響。從這個意義上說，地區電網間的開環線路（例如濟南與泰安之間的220 kV黨紅線）與地區電網內部的開環線路（例如濟南電網內部的220 kV許清線）本質上相同。

區域間聯絡線為線路兩端廠站分屬兩個子區域，且正常閉環運行的線路。由于線路運行方式唯一（停運除外），故兩端廠站方式設置遵從一般廠站方式設置原則。

區域間邊界線路為線路兩端廠站分屬兩個子區域，正常一側開關開環運行熱備用，特殊方式下可直供某一端廠站的線路。由于線路運行方式不唯一，故兩端廠站方式設置方法與一般線路兩端廠站方式設置方法有較大差異。

3.2整定計算區域劃分

根據開環方案，濟南電網內部的幾條220 kV線路陸續開環運行后，開環線路可在“熱備用”與“直配線”之間轉換，這種靈活的運行方式也對其兩側廠站方式及系統方式設置提出了相應的特殊要求。因此，濟南電網原有的整定計算方案的方式設置已無法適應電網下一步南北分區的運行方式。

為使新設計的計算方案完備且明晰，根據濟南輸電網電源分布、網架結構以及兩個階段的開環方案，確定以許清線—邢歷線—邢韓線—濟繡線—中明線為斷面，將濟南電網劃分為南、北網兩個子區域獨立進行配合計算，如圖1所示。第一次內部開環方式調整后，區域間邊界線路為220 kV許清線、邢歷線、邢韓線，區域間聯絡線為220 kV濟繡線、中明線；第二次內部開環方式調整后，區域間邊界線路為220 kV許清線、邢歷線、邢韓線、濟繡線、中明線，區域間已無聯絡線。該劃分原則能夠滿足濟南電網兩個階段開環的共同需要，最大限度地減少兩個階段銜接過渡時，方案調整的工作量。

接下來，對開環線路兩側廠站方式及系統方式做特殊處理，以適應南、北網計算時的不同要求。

4　coBase中開環線路兩側廠站方式設置

4.1總原則

對于其他子區域（例如省調或其他地調，以及本地區的其他子區域），本子區域廠站的方式設置應如實反映本子區域邊界線路的開環情況。考慮到coBase系統中，與本子區域沒有直接聯系的其他子區域計算中只采用本子區域內廠站的初始方式，且系統默認方式1為初始方式，因此需將邊界線路兩端廠站的方式1設為邊界線路本側開關打開的開環運行方式（作為本站特殊方式處理），以便于其他子區域進行各自的整定計算時，無需手動調整，按照系統默認抓取初始方式即可。

子區域邊界線路兩側廠站的方式設置原則。

1）需保證兩側廠站方式輪變的組合中不可出現使開環線路環網運行的方式組合。

2）本側子區域配合計算時：本側廠站所有正常方式均參與輪變；本區域中，邊界線路的上一級線路需與本側保護配合，即邊界線路的本側開關不可斷開；邊界線的本側保護不需與對側廠站其他線路配合，僅需考慮邊界線路開環運行以及帶對側廠站一臺主變運行的特殊方式，即本側子區域抓取對側廠站特殊方式。

3）對側子區域配合計算時：需考慮邊界線路開環運行的特殊方式；需考慮邊界線帶本側廠站一臺主變的特殊方式；不可抓取本側廠站正常方式輪變，否則會產生開環線路環網運行的方式組合。

4.2兩側廠站方式設置方法

4．2．1一般開環線路設置原則

以許清線為例，說明coBase中濟南電網開環線路廠站方式設置原則。圖2中，許清線清河站側開環，當局部電網供電能力不足及事故方式下，考慮220 kV許清線直供清河站（北網子區域）或許寺站（南網子區域）一臺主變運行。

圖2　許清線開環運行示意

清河站“基礎廠站方式”設置（未提及的開關默認為閉合）。方式1（特殊方式）：許清線開關打開，1、2號變運行，1號變全部接地；方式2（正常方式）：許清線開關閉合，1、2號變運行，1號變全部接地；方式3（正常方式）：許清線開關閉合，1號變運行；方式4（正常方式）：許清線開關閉合，2號變運行；方式5（正常方式）：許清線開關閉合，1、2號變運行，2號變全部接地；方式6（特殊方式）：許清線開關閉合，許清線接帶清河站1號主變，清河站高、中、低壓側母聯均打開（在清河站220 kV側，許清線與1號變位于一條母線，其余元件位于另一條母線，清河站完全分列為兩部分運行）；方式7（特殊方式）：許清線開關閉合，許清線接帶清河站2號主變，清河站高、中、低壓側母聯均打開（在清河站220 kV側，許清線與2號變位于一條母線，其余元件位于另一條母線，清河站完全分列為兩部分運行）。

許寺站“基礎廠站方式”設置（未提及的開關默認為閉合）。方式1（特殊方式）：許清線開關打開，1、2號變運行，1號變全部接地；方式2（正常方式）：許清線開關閉合，1、2號變運行，1號變全部接地；方式3（正常方式）：許清線開關閉合，1號變運行；方式4（正常方式）：許清線開關閉合，2號變運行；方式5（正常方式）：許清線開關閉合，1、2號變運行，2號變全部接地；方式6（特殊方式）：許清線開關閉合，許清線接帶許寺站1號主變，許寺站高、中、低壓側母聯均打開（在許寺站220 kV側，許清線與1號變位于一條母線，其余元件位于另一條母線，許寺站完全分列為兩部分運行）；方式7（特殊方式）：許清線開關閉合，許清線接帶許寺站2號主變，許寺站高、中、低壓側母聯均打開（在許寺站220 kV側，許清線與2號變位于一條母線，其余元件位于另一條母線，許寺站完全分列為兩部分運行）。

北網子區域“系統方式”設置。清河站方式2、3、4、5均設為相關方式（正常方式），許寺站的方式1、6、7設為相關方式（特殊方式）。

南網子區域“系統方式”設置。許寺站方式2、3、4、5均設為相關方式（正常方式），清河站的方式1、6、7設為相關方式（特殊方式）。

“初始方式”設置。在北網子區域，清河站方式2與許寺站方式1設為初始方式；在南網子區域，清河站方式1與許寺站方式2設為初始方式；在其他地區電網中，清河站方式1與許寺站方式1設為初始方式。

與此相似，地區電網間的開環線路——220kV黨紅線兩側廠站，以及地區電網內的開環線路——220kV邢韓線一端的韓倉站、邢歷線一端的歷城站也按照上述原則進行方式設置。由于邢村站連接兩條開環線路，故下面對邢村站方式做特別說明。

4．2．2接有兩條開環線路設置原則

以邢村站為例，說明接有兩條開環線路的廠站方式設置原則。圖3中，邢韓線邢村站側開環、邢歷線歷城站側開環，當局部電網供電能力不足及事故方式下，考慮220 kV邢韓線直供韓倉站（北網子區域）或邢村站（南網子區域）一臺主變、220 kV邢歷線直供歷城站（北網子區域）或邢村站一臺主變。

圖3　邢韓線、邢歷線開環運行示意

圖4　邢村站主接線

邢村站“基礎廠站方式”設置（未提及的開關默認為閉合）。圖4為邢村站主接線簡圖。設置邢村站廠站方式時，不考慮邢韓線、邢歷線同時分別直供邢村站一臺主變的極端特殊情況。同時，設置的廠站方式輪變時，不應出現使邢韓線、邢歷線任一線路合環運行的方式組合。

方式1（特殊方式）：邢韓線開關打開，邢歷線開關打開，1號、2號變運行，1號變全部接地；方式2（正常方式）：邢韓線開關閉合，邢歷線開關閉合，1號、2號變運行，1號變全部接地；方式3（正常方式）：邢韓線開關閉合，邢歷線開關閉合，1號變運行；方式4（正常方式）：邢韓線開關閉合，邢歷線開關閉合，2號變運行；方式5（正常方式）：邢韓線開關閉合，邢歷線開關閉合，1號、2號變運行，2號變全部接地；方式6（特殊方式）：邢韓線開關閉合，邢歷線開關打開，邢韓線接帶邢村站1號主變，邢村站高、中、低壓側母聯均打開（在邢村站220 kV側，邢韓線與1號變位于一條母線，邢歷線斷開，其余元件位于另一條母線，邢村站完全分列為兩部分運行）；方式7（特殊方式）：邢韓線開關閉合，邢歷線開關打開，邢韓線接帶邢村站2號主變，邢村站高、中、低壓側母聯均打開（在邢村站220 kV側，邢韓線與2號變位于一條母線，邢歷線斷開，其余元件位于另一條母線，邢村站完全分列為兩部分運行）；方式8（特殊方式）：邢歷線開關閉合，邢韓線開關打開，邢歷線接帶邢村站1號主變，邢村站高、中、低壓側母聯均打開（在邢村站220 kV側，邢歷線與1號變位于一條母線，邢韓線斷開，其余元件位于另一條母線，邢村站完全分列為兩部分運行）；方式9（特殊方式）：邢歷線開關閉合，邢韓線開關打開，邢歷線接帶邢村站2號主變，邢村站高、中、低壓側母聯均打開（在邢村站220 kV側，邢歷線與2號變位于一條母線，邢韓線斷開，其余元件位于另一條母線，邢村站完全分列為兩部分運行）。

北網子區域“系統方式”設置。在設置北網子區域系統方式時，將邢村站的方式1、6、7、8、9設為相關方式（特殊方式）。

南網子區域“系統方式”設置。在設置南網子區域系統方式時，將邢村站的方式2、3、4、5設為相關方式（正常方式）。

“初始方式”設置。在北網子區域，邢村站的方式1設為初始方式；在南網子區域，邢村站的方式2設為初始方式；在其他地區電網中，邢村站的方式1設為初始方式。

5　結語

濟南電網內部開環運行后，由于開環線路在特殊情況下可直配任一端變電站的一臺主變，造成線路及兩端廠站運行方式多變，且某些運行方式之間互斥，因此在配合計算時，簡單的廠站方式輪變組合將會造成計算結果的錯誤。若采用逐一添加排除條件的辦法，在較為復雜的電網結構中工作量巨大，難以實現且極易出錯。而通過根據開環線路斷面劃分計算子區域的方法，在不同的子區域中有選擇性地關聯同一廠站的不同運行方式，各個子區域相對獨立地進行配合計算，如此處理起來較為簡單明了，避免了大量添加排除條件的麻煩，有效解決了電網內部線路開環運行給配合計算帶來的問題。

參考文獻

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Relay Protection Setting Calculation M ethod for Subarea Operation of Jinan 220 kV Power Grid

LI Guang，SHEN Qian，LI Xiaoqi，WANG Hao
（State Grid Jinan Power Supply Company，Jinan 250012，China）

Abstract:The 220 kV power grid of Jinan is operated in open-loop in 2015，namely the north and the south network provides power separately，and in some special modes，opened transmission lines could be converted into straight lines．Because of the variety and particularity of the opened lines，the original operation mode setting method is no longer applicable for protection setting calculation in coBase system．A new method is proposed，which indicates that the network could be divided into subregions，and each sub-region grasps required plant-station modes and calculates independently．The setting methods of plantstation mode and system mode are discussed．The new method is simple and efficient，and it meets the need of setting calculation in open-loop mode．

Key words:Jinan power grid；open-loop operation；plant-station mode；system mode

中圖分類號：TM732

文獻標志碼：B

文章編號：1007-9904（2016）02-0050-05

收稿日期：2015-10-04

作者簡介：

李廣（1986），男，工程師，從事繼電保護整定相關工作。