110 kV擴大內橋主接線型式的優化

賀春光，徐慶華，鞏保峰，穆永保，劉 航，陳 寧

(1.國網邯鄲供電公司，河北 邯鄲 056035；2.國網河北省電力公司經濟技術研究院，石家莊 050011)

110 kV擴大內橋主接線型式的優化

賀春光1，徐慶華2，鞏保峰2，穆永保2，劉 航2，陳 寧2

(1.國網邯鄲供電公司，河北 邯鄲 056035；2.國網河北省電力公司經濟技術研究院，石家莊 050011)

由于變電站進線路徑選擇越來越難，有必要在滿足可靠性前提下減少變電站進線回路數以及提升變電站建設和運行的經濟性。在滿足可靠性的前提下，對110 kV變電站最普遍的主接線型式，從接線型式簡化、供電可靠率比較、經濟性比較、簡化條件等方面進行優化，可為110 kV變電站主接線型式選擇提供參考。

中壓配電網；電壓序列；主接線型式

電網建設項目常受建設環境困難、工程造價高等因素的影響，變電站進線路徑選擇越來越困難。因此，有必要進一步研究在滿足可靠性的前提下，減少變電站的進線回路數，提升變電站建設和運行的經濟性。擴大內橋主接線型式作為110 kV變電站最普遍的主接線型式，可在滿足可靠性的前提下，對其進行優化，使其具備更高的經濟性。

1 擴大內橋接線簡化型式

三回進線的擴大內橋接線雖然轉帶方式多，負荷轉帶能力強，但缺點是保護配合復雜、線路投資大。如果把三回進線簡化為兩回進線，即兩條線路帶3臺主變，橋開關2臺，1臺合上，1臺熱備用。在正常方式下1回線路帶2臺主變，另1回線路帶1臺主變。當1回線路故障時，橋開關合上，另1回線路帶3臺主變。此方式有2路進線，4臺開關，任意1回線路故障，均不損失負荷。擴大內橋接線如圖1所示，不僅實現了任意一回線路故障條件下的負荷轉供，而且節約了1回進線。

圖1 擴大內橋接線

2 供電可靠性比較

擴大內橋接線改進方案如圖2所示，計算邊界條件設置如下。

(1)只考慮3臺主變，進線來自不同220 kV變電站或220 kV變電站的不同110 kV母線。

(2)設備故障率按河北南網典型值計算，每百臺變壓器的年強迫停運率0.09次、平均修復時間3.97 h；每百臺斷路器年強迫停運率0.15次、平均修復時間10.00 h；每百公里架空線路年強迫停運率8.23次、平均修復時間5.00 h。

(3)110 kV進線長度按6 km計算。

(4)10 kV側接線型式相同，均采用單母線三分段接線。

(5)10 kV側為單輻射線路，用戶一個，10 kV線路長2 km。

圖2 擴大內橋接線改進方案

通過可靠性評估指標計算軟件得到擴大內橋接線改進方案的各個指標值，年用戶平均停電次數AITC-1為0.002 8次/戶, 年用戶平均停電時間AIHC-1為0.009 1 h/戶，用戶每次平均停電持續時間CAIDI為3.220 3 h /停電戶，系統年總電量不足指標ENSI為0.008 2 MWh，系統年總停電損失LOSS為0.000 2萬元，供電可靠率RS-1為99.999 9%。

比較2回進線和3回進線的擴大內橋方案的可靠性，可以得到如下結論：兩種主接線方式，供電可靠性基本相同，但卻能比之前省去一回進線。

3 經濟性比較

110 kV架空線路單位長度造價水平60～80萬元；電纜線路工程的造價由電氣部分和土建部分組成。電纜土建部分單位造價則跟工藝類型有關。110 kV電纜線路工程電氣部分單位長度造價為191.25萬元；土建部分折單位長度造價 322.94萬元。變電站設備價格相對穩定，110 kV站內一個金屬絕緣金屬封閉開關設備(GIS)間隔設備投資為51萬元，50 MVA變壓器為200萬元。

根據擴大內橋接線改進方式，可計算得其投資較傳統擴大內橋接線節約411萬元，僅需444萬元。擴大內橋接線改進之后，經濟性進一步提高至0.12%。

4 擴大內橋接線簡化條件

通過比較可靠性可知，在現有河北南網110 kV線路及開關設備等故障與計劃停電時間情況下，兩者供電可靠性幾乎相同，河北南網現有擴大內橋接線可進行簡化。

若110 kV線路更長，110 kV線路及開關設備等故障與計劃停電時間更多，擴大內橋接線一旦簡化，供電可靠性將下降顯著一些，投資效益比也會隨之降低。因此在簡化擴大內橋接線方式前，一定需先根據實際參數進行可靠性校驗。

110 kV線路及開關設備等故障與計劃停電時間一般受限于當地電網的調度以及運營條件。因此，主要研究在河北南網現狀水平情況下，110 kV長度增加對供電可靠性的影響(計算時考慮線路增長對故障停電時間的影響)。

設110 kV每回進線長度均為。當0

表1 擴大內橋接線與其簡化方案的供電可靠率差異表 %

由表1可知，當時，擴大內橋接線與其簡化方案的供電可靠性相當，擴大內橋接線具有更高的投資效益，推薦采用擴大內橋接線簡化方案；當時，擴大內橋接線與其簡化方案的供電可靠性差異也較小，均小于0.000 6%，推薦采用擴大內橋接線簡化方案。綜合所述，河北南網在可靠性層面，可對擴大內橋接線方式進行簡化。

考慮線路“N-1”方面，擴大內橋接線方案可滿足線路“N-1”以及檢修狀態下的“N-1”，一旦簡化，將無法滿足檢修狀態下的“N-1”；同時要實現線路“N-1”，則對變壓器變壓器負載率以及進線規格提出更高要求。因此，在要求滿足檢修狀態下的“N-1”的地區，不宜對擴大內橋接線方式進行簡化。在要求滿足線路“N-1”的地區，若對擴大內橋接線方式進行簡化，宜使用LGJ-300 mm2及以上架空線或YJV-630 mm2及以上電纜作為進線。

5 結語

河北南網在不要求滿足檢修狀態下的“N-1”地區，110 kV變電站可采用擴大內橋接線簡化方式，但110 kV進線宜使用LGJ-300 mm2及以上架空線或YJV-630 mm2及以上電纜。在要求滿足檢修狀態下的“N-1”地區，仍使用擴大內橋接線方式，不建議簡化。

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(本文編輯：趙艷粉)

Optimization of Main Wiring Type of 110 kV Extended Inner Bridge

HE Chunguang1, XU Qinghua2，GONG Baofeng2，MU Yongbao2，LIU Hang2，CHEN Ning2

(1. State Grid Handan Electric Power Supply Company, Handan 056035, China；2. State Grid Hebei Economic Research Institute, Shijiazhuang 050011, China)

It becomes more and more difficult to select substation routes, which can not only meet the reliability requirement, but also reduce the circuit number of substations into the line, and enhance the economy of substation construction and operation. On the premise of meeting the reliability requirements, this research optimizes the main wiring type of extended inner bridge, the most common type in 110 kV substation, from the perspective of simplifying wiring pattern and conditions, and comparing power supply reliability and economy, with a view to providing reference to the selection of 110 kV substation main wiring type in China.

MV distribution network；voltage sequence；main wiring type

10.11973/dlyny201703034

賀春光(1979—)，男，碩士，工程師，從事配電網規劃技術研究。

TM727

A

2095-1256(2017)03-0363-03

2017-03-13