220kV變電站110kV母線正常運行方式安排分析

摘要：文章闡述了如何根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在220kV變電站110kV母線并列運行方式下，合理安排正常運行方式，從而減少計劃檢修時運行方式調(diào)整，降低故障時電網(wǎng)損失，提高事故情況下電網(wǎng)供電能力，降低事故處理難度，實現(xiàn)停電用戶的快速恢復(fù)。

關(guān)鍵詞：220kV變電站；110kV母線；電網(wǎng)結(jié)構(gòu)；雙回線路；同方向線路；外部電源 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM645 文章編號：1009-2374（2016）33-0133-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.065

目前湛江電網(wǎng)220kV變電站110kV母線均為雙母接線方式，且均采用220kV母線、主變、110kV母線并列運行方式，變電站有且僅有1臺主變高壓側(cè)及中壓側(cè)中性點地刀合上，變中及各出線間隔分別掛在不同母線上，如何合理安排母線接線方式呢？

一般來說，相對應(yīng)220kV變電站110kV母線，主變變中間隔為電源間隔；兩回線路直接供向同一變電站稱為雙回線路；兩回線路通過110kV網(wǎng)架，不經(jīng)220kV變電站110kV母線，供向同一變電站，稱為同方向線路；可以與其他大系統(tǒng)相連，供電220kV變電站110kV母線的線路，稱為外部電源線路；其他線路還包括地方電源線路及單電源線路。各類線路方式安排原則如下：

第一，雙回線路、同方向線路若開環(huán)運行，則此兩條110kV線路不應(yīng)掛在同一母線上；雙回線路、同方向線路若環(huán)網(wǎng)運行，則此兩條110kV線路須掛在同一母線上。

如圖1所示，實心表示開關(guān)在運行狀態(tài)，空心表示開關(guān)在熱備用狀態(tài)，由圖可知：110kV A線、B線并供110kV乙站，且110kV A線、B線在220kV甲站中掛不同母線上。此時若110kV C線故障，且C線開關(guān)拒動，由于110kV線路開關(guān)沒有失靈保護，而故障點又不在110kV母差保護范圍內(nèi)，因此只能通過220kV主變中后備保護切除故障，第一時段（一般0.9s）切開110kV母聯(lián)1012開關(guān)。如圖2所示。

從圖2可以看到，110kV母聯(lián)1012開關(guān)跳閘后，由于110kV A線、B線并供且掛在不同母線上，它們通過乙站母線串聯(lián)后相當(dāng)于甲站的另一臺110kV母聯(lián)開關(guān)，因此甲站兩條110kV母線上運行的所有主變均能感受到110kV C線的故障電流，故所有主變的中后備第二時段動作，切開（一般1.2s）220kV甲站所有主變變中開關(guān)，甲站110kV母線全部失壓，導(dǎo)致電網(wǎng)事故擴大。

同理，若110kV C線保護拒動，（一般情況下，220kV線路配有2套或2套以上相對獨立的保護裝置，保護拒動的幾率非常小，而110kV線路一般只有1套保護裝置），也只能通過主變中后備保護切除故障，最終一樣將切開220kV甲站所有主變變中開關(guān)，甲站110kV母線全部失壓，電網(wǎng)事故擴大。

因此，110kV雙回或多回線路環(huán)網(wǎng)運行時，不能參照220kV系統(tǒng)將環(huán)網(wǎng)運行線路掛在不同110kV母線上，而要掛在同一條110kV母線上。

第二，外部電源線路應(yīng)合理分布在各段母線上，應(yīng)考慮220kV變電站全站失壓的情況下，將110kV母線分段運行，如何能夠簡單地將更多、更重要的負荷快速恢復(fù)送電，防止事件等級上升，并事先根據(jù)預(yù)定的恢復(fù)路徑設(shè)置好外部電源線路、聯(lián)絡(luò)線路的定值區(qū)域等。

第三，主變變中開關(guān)及地方電源線路開關(guān)：（1）應(yīng)防止在220kV母線（110kV母線）分列運行時，通過2臺主變及110kV母線（220kV母線）充當(dāng)母聯(lián)開關(guān)；（2）應(yīng)充分考慮在主變或母線發(fā)生N-1故障后的供電能力。

第四，單電源線路開關(guān)及110kV母線單母故障可能導(dǎo)致全站失壓的線路開關(guān)：（1）應(yīng)考慮110kV母線N-1故障時，事故事件等級最小；（2）盡量使母聯(lián)開關(guān)電流盡量接近0。

第五，案例：如圖3為220kV A站110kV電網(wǎng)接線圖，A站、B站、C站均為220kV變電站，A站110kV母線、220kV母線均為雙母運行方式，3臺主變，其中#1主變150MVA，#2主變150MVA，#3主變180MVA；D站、E站、F站、G站、H站、I站、J站、K站、L站、O站均為110kV變電站，各站負荷如圖，其中D站、E站、F站、G站、H站、K站、L站、O站投入110kV線路備自投；M站、N站為110kV地方電源；圖中開關(guān)實心表示合位，空心表示分位，所有線路負載能力均為100MW。

由上分析可得出以下結(jié)論：（1）110kV AJ線、110kV AO線應(yīng)掛在不同母線上；（2）110kV AK甲線、110kV AK乙線應(yīng)掛在不同母線上；（3）110kV AL甲線、110kV AL乙線應(yīng)掛在不同母線上；（4）110kV AM甲線、110kV AM乙線線應(yīng)掛在同一母線上；（5）110kV AH線、110kV AI線應(yīng)掛在不同母線上；（6）在220kV A站全站失壓時，H站、I站可轉(zhuǎn)由110kV BG線（負載95MW）供電，110kV AE線接近滿載運行，因此220kV A站外部電源線路110kV AD線、110kV AF線應(yīng)掛在不同母線上；（7）通過電源進行考慮：#1主變、#2主變應(yīng)掛在同一母線上，#3主變、110kV AM甲線、110kV AM乙線、110kV AJ線應(yīng)掛在另一母線上；（8）單母線故障可能失壓的變電站為110kV I站、J站，因此110kV AJ線、110kV AI線應(yīng)掛在不同母線上；（9）為使A站110kV母聯(lián)開關(guān)電流盡量小，110kV AE線應(yīng)與#1、變中、#2變中掛同一母線；（10）在考慮全站（220kV）失壓情況下，由于110kV地方電源線路應(yīng)與110kV AF線掛不同母線（在110kV CF甲乙線并供時，110kV AF線可供電100MW）。

可得出：若#1變中、#2變中、110kV AE線、AO線、AI線、AF線應(yīng)掛110kV1M母線（同時應(yīng)注意#1變高、#2變高也應(yīng)掛同一220kV母線，假設(shè)#1變高、#2變高掛220kV1M母線，#3變高掛220kV2M母線），則#3變中、110kV AM甲線、AM乙線、AJ線、AH線、AD線應(yīng)掛110kV2M母線；可將110kV AK甲線與AL甲線掛110kV1M母線，則110kV AK乙線與AL乙線應(yīng)掛110kV2M母線。

此時，若A站220kV1M母線故障，A站電源256MW，負荷250MW，#3主變滿載運行；若A站220kV2M母線故障，A站電源376MW，負荷250MW；若A站220kV雙母線故障，則H站、I站轉(zhuǎn)由110kVBG線供電；E站轉(zhuǎn)由110kVCG線供電；O站、K站轉(zhuǎn)由110kVCF甲乙線供電；J站、L站轉(zhuǎn)由110kVCD線供電；均無需拉閘限電。若110kV1M母線故障，110kV I站失壓，O站、K站、E站110kV線路備自投動作，A站電源256MW，負荷160MW；若110kV2M母線故障，110kV J站失壓，H站、L站110kV線路備自投動作，A站電源300MW，負荷240MW。

220kV變電站110kV母線運行方式的確定要通過后果分析法，充分考慮220kV單母故障、雙母同時故障、110kV單母故障時，電網(wǎng)的供電能力越大，造成的事故事件等級越小，事故后負荷恢復(fù)、事故處理的難度越小，則母線電網(wǎng)運行方式越佳。

作者簡介：湯文武（1983-），男，湖南益陽人，湛江供電局電力調(diào)度控制中心中級工程師，研究方向：電力調(diào)度。

（責(zé)任編輯：小 燕）