金長軍 張海濤 李 煉

（云南省臨滄供電局電力調度中心，云南 臨滄 677000）

臨滄電網(wǎng)220kV臨滄變電站1號主變由220kV新臨線單回線供電（見圖1），220kV新臨線所經(jīng)地段大部份處在臨滄雷電頻發(fā)區(qū)域，2010年220kV新臨線先后四次因雷擊跳閘，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行以及人民生產生活用電造成了嚴重威脅。110kV旗山變承擔了對臨滄城區(qū)部分負荷的供電，僅由 110kV新旗塘線（或110kV臨旗線）單一線路供電，供電可靠性相對較低。為了提高220kV臨滄變1號主變及110kV旗山變供電片區(qū)的供電可靠性，降低因主供線路故障跳閘導致該片區(qū)失電的概率，結合臨滄電網(wǎng)目前的網(wǎng)絡接線情況，提出 220kV新臨線－110kV、新旗塘線－110kV臨旗線的電磁環(huán)網(wǎng)運行方案（以下簡稱“該電磁環(huán)網(wǎng)”），并對其進行可行性分析。

1 220kV新云變、220kV臨滄變、110kV旗山變正常運行方式簡況

220kV新云變1、2號主變并列運行，由220kV漫新Ⅰ回線供電。220kV臨滄變1、2號主變分列運行，1號主變上 220kVⅠ母，由 220kV新云變經(jīng)220kV新臨線供電；2號主變上 220kVⅡ母，由220kV大臨線供電，斷點在母聯(lián)212斷路器。110kV旗山變1、2號主變由220kV新云變經(jīng)110kV新旗塘線供電，110kV臨旗線上臨滄變 110kVⅡ組母線空載備用，斷點在旗山變172斷路器（見圖1）。實施該電磁環(huán)網(wǎng)方案，需將110kV臨旗線倒至上臨滄變110kVⅠ組母線運行。

圖1 新云-旗山-臨滄供電方式示意圖

2 運行方式調整可行性分析

根據(jù)環(huán)網(wǎng)運行的各相關規(guī)定與要求，從環(huán)路內變壓器接線組別、靜態(tài)穩(wěn)定、動態(tài)穩(wěn)定、繼電保護4個方面對電磁環(huán)網(wǎng)運行的可行性進行分析，并提出控制要求。

2.1 整個環(huán)路內變壓器接線組別分析

該電磁環(huán)網(wǎng)內涉及的變壓器包括220kV新云變1、2號主變及臨滄變220kV1號主變，各變壓器接線組別見表1。

表1 電磁環(huán)網(wǎng)中的變壓器接線組別

從表1可見，該電磁環(huán)網(wǎng)中的各變壓器接線組別之差為零，滿足合環(huán)關于“變壓器接線組別之差為零”的要求。同時，該電磁環(huán)網(wǎng)中各側均為現(xiàn)運行設備，相位一致，符合合環(huán)關于“相位應一致”的要求。

2.2 靜態(tài)穩(wěn)定分析

靜態(tài)穩(wěn)定分析從以下五個方面進行，即合環(huán)后是否會造成環(huán)路內相關設備過載、該環(huán)網(wǎng)內相關CT變比是否滿足要求、合環(huán)時的潮流控制、環(huán)網(wǎng)運行過程中若發(fā)生220kV新臨線或220kV臨滄變1號主變N-1故障是否會導致220kV新云變主變過載、汛期小電上網(wǎng)是否對環(huán)網(wǎng)造成影響。

該電磁環(huán)網(wǎng)內涉及的相關設備的容量型號見表2、表3。

表2 該電磁環(huán)網(wǎng)內線路設備參數(shù)

表3 該電磁環(huán)網(wǎng)內變壓器參數(shù)

環(huán)路內的斷路器CT變比見表4。

表4 該環(huán)路內斷路器CT變比表

從表 4中可見，該環(huán)網(wǎng)內 CT變比最小的是600/5，而環(huán)路內由于受110kV導線線路截面的輸送限制允許通過的最大電流為415A，所以環(huán)路內潮流主要以線路熱穩(wěn)極限為限制條件。

1）典型方式合環(huán)潮流的轉移情況

根據(jù)目前運行情況，220kV新臨線主要承擔對110kV北郊變2號主變負荷的供電，110kV北郊變2號主變容量40MVA，目前最大負荷38.6MW，結合目前110kV旗山變、220KV臨滄變負荷水平，進行合環(huán)潮流計算分析如下。

（1）合環(huán)前潮流圖

圖2 典型方式潮流圖

（2）合環(huán)后，潮流計算如下

圖3 典型方式合環(huán)運行潮流圖

由上述潮流計算結果可以看出，采取合環(huán)方式后，目前負荷水平下潮流轉移不會導致環(huán)網(wǎng)內相關設備過載，且各變電站母線電壓處合格范圍。所以，該電磁合環(huán)滿足關于“合環(huán)后環(huán)網(wǎng)內各元件不致過載、各母線電壓不應超過規(guī)定值”的要求。

2）典型合環(huán)方式發(fā)生220kV通道故障開斷的電壓校核

在目前運行情況下，采取合環(huán)后，若發(fā)生220kV新臨線跳閘，則潮流計算如下：

圖4 典型合環(huán)方式220kV通道開斷潮流圖

從潮流計算可見，在目前運行情況下，采取合環(huán)方式后，若發(fā)生220kV新臨線跳閘，則負荷全部轉移至110kV新旗塘線供電，未造成環(huán)網(wǎng)內的相關輸電設備過載，且末端電壓滿足運行要求。

3）合環(huán)斷面滿負荷運行的安全分析

對該電磁環(huán)網(wǎng)在斷面按通道熱穩(wěn)極限（75MW）送電方式下的運行安全進行分析。其中，各站點負荷安排如下：臨滄變主供的北郊#2變負荷為40MW，旗山變兩臺主變滿負荷運行30MW，新云變除去旗山變負荷后供地區(qū)負荷50MW，新塘房電廠出力較小按全?？紤]。該方式下220kV新臨線和110kv新旗塘線斷面潮流在75MW。

（1）在220kV新臨線和110kV新臨T斷面潮流在該斷面熱穩(wěn)極限75MW以下，110kV臨旗線合環(huán)前后，地區(qū)電網(wǎng)潮流轉移情況圖5和圖6所示。

圖5 斷面重載合環(huán)前

圖6 斷面重載合環(huán)后

從潮流轉移看，在方式下合環(huán)不會導致 110kV新旗塘線以及臨旗線過載或重載。

（2）在220kV新臨線和110kV新臨T斷面潮流在該斷面熱穩(wěn)極限75MW的合環(huán)運行方式下，如果發(fā)生220kV新臨線（或臨滄#1主變）故障開斷 ，就將導致該電磁環(huán)網(wǎng)所供負荷轉由110kV新旗塘線供電，地區(qū)電網(wǎng)潮流分布如圖7所示。

圖7 斷面重載合環(huán)方式新臨線跳閘

從圖7可以看出，在220/110kV斷面潮流達到75MW 情況下發(fā)生 220kV新臨線故障開斷，則110kV通道負荷可以運行在安全水平以內，同時電壓水平會下降2.5kV左右，不會影響地區(qū)電網(wǎng)電壓質量。

4）合環(huán)方式下220kV新臨線（或臨滄#1主變）開斷對新云主變的運行影響

環(huán)網(wǎng)運行方式下發(fā)生220kV新臨線或220kV臨滄變1號主變N-1故障，則該電磁環(huán)網(wǎng)所供負荷將全部由新云主變承擔，由于云新兩臺主變容量不一致，對負荷兩臺主變負荷的分布情況進行分析。

根據(jù)短路電壓相等的兩臺并列運行變壓器，其負荷的分配與變壓器容量成正比的關系進行計算，并聯(lián)運行的220kV新云變1、2號主變的短路電壓相等，在分配負荷時，1號主變承擔負荷的比例為12/(12+15)×100%=44%，2號主變承擔負荷的比例為：15/(12+15) ×100%=56%（經(jīng)統(tǒng)計：實際運行當中新云變1、2號主變潮流分配與該理論計算結果相一致）。按合環(huán)運行斷面負荷最大方式考慮（2.2.3節(jié)方式），220kV新臨線跳閘后其線路負荷（31.4MW）轉移到新云主變后，新云主變負荷將達到 121MW，其中#1主變承擔負荷約 121×44%=53.24，#2主變承擔負荷約121×56%=67.8MW，與潮流分析基本一致，潮流分析如圖8所示。

圖8 新云主變負荷分布潮流圖

自2010年6月220kV新云變2號主變投運以來，1、2號主變采取并列運行方式，1號主變最大負荷35.11MW，2號主變最大負荷44.4MW，均出現(xiàn)在2011年3月。預計未來2～3年220kV新云變1號主變最大負42MW，2號主變最大負荷53.3MW。按合環(huán)運行期間最大方式考慮（斷面控制75MW），即轉移 220kV新臨線負荷達到 38.6MW 時發(fā)生220kV新臨線或220kV臨滄1號主變N-1開斷，新云變的負荷最大將達到 133.9MW（42+53.3+38.6=133.9MW），按主變負荷分配比例，事故后新云#1主變負荷將達到59MW，#2主變負荷約75MW，不存在過載運行。

因此該電磁環(huán)網(wǎng)采用合環(huán)運行后，在220kV新臨線或臨滄主變故障后，不會造成運行的新云兩臺主變過載。

5）合環(huán)方式下220kV新云變220kV橋斷路器（或220kV I段母線）跳閘的運行影響

合環(huán)運行方式，若發(fā)生220kV新云變220kV內橋斷路器（#212），或220kV I段母線跳閘，則新云變、臨滄#1主變負荷將全部轉由新云#2主變供電，#2主變額定容量為150MVA，根據(jù)負荷發(fā)展情況，預計新云、臨滄#1主變負荷最大將達到130MW左右（其中220kV新臨線和110kV新旗臨線斷面功率總量控制在 75MW 以內），該故障后不會造成新云#2主變過載，但供電末端110kV北郊變母線電壓會下降6kV左右，同時，由于負荷轉移到110kV斷面，110kV新旗臨線負荷較重，所以需加強對該線路的負荷調控。潮流分析如圖9和圖10所示。

6）主網(wǎng) 500/220kV漫灣-大朝山電磁環(huán)網(wǎng)方式下對該電磁環(huán)網(wǎng)的運行安全影響

220kV臨滄變是云南主網(wǎng)500/220kV漫灣-新云-臨滄-大朝山電磁環(huán)網(wǎng)（以下簡稱“漫灣-大朝山”電磁環(huán)網(wǎng)）的斷點，如果因檢修等因素影響需要短時合環(huán)調電，則500/220kV漫灣-大朝山電磁環(huán)網(wǎng)合環(huán)對該電磁環(huán)網(wǎng)的影響分析如下：

圖9 正常合環(huán)方式

圖10 新云220kV母線分段開關跳閘

圖11 漫灣-大朝山電磁環(huán)網(wǎng)合環(huán)前

在臨滄變對500/220kV漫灣-大朝山電磁環(huán)網(wǎng)進行合環(huán)，合環(huán)操作前潮流分布如圖11，臨滄變合環(huán)后潮流分布如圖12，可以看出220/110kV新云-臨滄電磁環(huán)網(wǎng)斷面已經(jīng)不能滿足 N-1運行安全要求（220kV新臨線+110kV新旗塘線斷面負荷達到145.1MW），此間如果再發(fā)生漫灣電廠出線的 N-1開斷，則潮流的轉移將導致110kV新旗塘線過載，潮流分布如圖13所示。

圖12 漫灣-大朝山電磁環(huán)網(wǎng)合環(huán)后

圖13 合環(huán)期間漫昆線N-1開斷的潮流轉移

通過分析可以看出，如果500/220kV漫灣-大朝山電磁環(huán)網(wǎng)需合環(huán)調電，則會造成合環(huán)運行的220/110kV新云-臨滄電磁環(huán)網(wǎng)斷面不滿足安全運行控制要求。在500/220kV漫灣-大朝山電磁環(huán)網(wǎng)需合環(huán)調電時，需解開220/110kV新云-臨滄電磁環(huán)網(wǎng)。

7）220kV臨滄變備自投裝置的適應性分析

目前臨滄變 220kV備自投裝置為南瑞繼保RCS-9653，220kV備自投裝置只能實現(xiàn)臨滄變220kV進線備投功能，即斷點在#252、#254開關時方能投入 BZT功能，設計實施該備投裝置時未做220kV母線分段（212斷路器）的備投功能（二次接線未接入）。自2008年220kV臨滄變實施分裂運行方式后，斷點均設在母線分段#212斷路器，臨滄變220kV備自投裝置已經(jīng)不具備投入運行條件。臨滄變110kV備自投裝置在臨滄變實施增容（增加2號主變）改造后相應二次接線未完善，故已經(jīng)不具備運行條件。而本次電磁合環(huán)方式未改變臨滄變分裂運行的方式，故臨滄變220kV備自投裝置不會對本次合環(huán)構成影響。

8）汛期小電上送分析

目前，并入110kV新旗塘線的的小電僅有新塘房電站，裝機 18MW，（另有部份小電通過 110kV北郊變35kV母線及110kV旗山變35kV母線并網(wǎng)，在汛大方式下小電上送也不會超過10MW），因此汛期小電上送不會給該電磁環(huán)網(wǎng)造成影響。

9）動態(tài)穩(wěn)定分析

220/110kV新云-臨滄電磁環(huán)網(wǎng)的內只有新塘房一座電站其電站內的設備參數(shù)見表5。

表5 與新塘房電站設備參數(shù)情況

（1）結合220/110kV新云-臨滄電磁環(huán)網(wǎng)的開、合環(huán)方式，以 2011年汛期典型方式進行小擾動分析，與臨滄電網(wǎng)機組強相關的振蕩模式共有5個（阻尼均大于 4.5%），在 220/110kV電磁環(huán)網(wǎng)開、合環(huán)方式下各模式的阻尼水平變化情況如表6所示。

表6 與臨滄電網(wǎng)強相關的振蕩模式變化情況

可以看出，220/110kV新云-臨滄電磁環(huán)網(wǎng)開、合環(huán)對臨滄電網(wǎng)的振蕩模式影響變化不大。

（2）結合 220/110kV新云-臨滄電磁環(huán)網(wǎng)的汛期全開機合環(huán)方式、220kV新臨線停運方式方式，以2011年汛期典型方式進行小擾動分析，與臨滄電網(wǎng)機組強相關的振蕩模式共有 5個（阻尼均大于4.5%），在 220/110kV電磁環(huán)網(wǎng)汛期全開機合環(huán)方式、220kV新臨線停運方式方式下各模式的阻尼水平變化情況如表7所示。

表7 與臨滄電網(wǎng)強相關的振蕩模式變化情況

可以看出，220/110kV新云-臨滄電磁環(huán)網(wǎng)汛期全開機合環(huán)方式、220kV新臨線停運方式對臨滄電網(wǎng)的振蕩模式影響變化不大。

（3）在220/110kV新云-臨滄電磁環(huán)網(wǎng)汛期全開機合環(huán)方式下220kV新臨線停運后，110kV新旗塘線、110kV臨旗線單瞬故障的穩(wěn)定情況，如圖14所示。

在 220kV新臨線停運后，110kV新旗塘線、110kV臨旗線單瞬故障下電網(wǎng)可以保持穩(wěn)定。

結論：220/110kV新云-臨滄電磁環(huán)網(wǎng)合環(huán)對臨滄地區(qū)電網(wǎng)動穩(wěn)水平影響不大，可以進行合環(huán)。

10）繼電保護

經(jīng)臨滄地調保護組校核，220kV臨滄變、220kV新云變、110kV旗山變現(xiàn)有保護配置可滿足220kV新臨線、110kV新旗塘線、110kV臨旗線電磁合環(huán)方式運行。

圖14

11）小結

綜上所述，結合新云、臨滄#1主變供電區(qū)域近期負荷發(fā)展水平，在控制 220kV新臨線和相關110kV線路（新旗塘線或臨新線）斷面潮流在75MW后，可以將220kV新云變-110kV旗山變-220kV臨滄變電磁環(huán)網(wǎng)合環(huán)運行。

3 電磁環(huán)網(wǎng)運行中的控制要求及注意事項

（1）進行220kV新云變-110kV旗山變-220kV臨滄變電磁環(huán)網(wǎng)合環(huán)前以及合環(huán)運行期間，必須控制220kV新臨線與110kV新旗塘線（任意段）斷面潮流之和在 75MW 以內，并滿足 220kV新臨線與110kV臨旗線斷面潮流之和在75MW以內。

（2）該電磁環(huán)網(wǎng)運行過程中，220kV臨滄變2號主變檢修或故障需轉移負荷（即由臨滄#2變所供的110kV北郊變負荷需部分轉移）至該環(huán)網(wǎng)供電（停電調電），或其他原因導致無法保證 220kV新臨線+110kV新旗塘線（或 110kV臨新線）斷面潮流之和在75MW以下時，該電磁環(huán)網(wǎng)需開環(huán)運行。

（3）220kV新云變-110kV旗山變-220kV臨滄變電磁環(huán)網(wǎng)合環(huán)運行期間，不允許220kV臨滄變兩臺主變分別供電區(qū)域間進行合環(huán)調電。

（4）500/220kV漫灣-大朝山電磁環(huán)網(wǎng)需在220kV漫灣-新云-臨滄-大朝山進行電磁環(huán)網(wǎng)合環(huán)操作前，必須解開220kV新云變-110kV旗山變-220kV臨滄變電磁環(huán)網(wǎng)。

（5）220kV新云變容量120MWA的主變單臺運行時，合環(huán)方式下發(fā)生220kV新臨線跳閘，潮流轉移后120MWA的主變有過載的可能（最大過載倍率為1.1倍），相關運行監(jiān)控單位需在主變事故過載運行時間要求內轉移部分負荷。

（6）220kV新云變-110kV旗山變-220kV臨滄變電磁環(huán)網(wǎng)合環(huán)運行期間，如果發(fā)生新云變220kV橋斷路器（#212）或新云#1主變故障跳閘，則新云變、臨滄#1變負荷將全部轉移到新云#2主變（150MVA）供電，并加重110kV新旗臨線潮流，事故后應加強新云#2主變、110kV新旗臨線路潮流調控，以及臨滄#1主變供電的110kV北郊變供電區(qū)域的電壓調整。

（7）220kV新云變-110kV旗山變-220kV臨滄變電磁環(huán)網(wǎng)合環(huán)運行期間，新云變、臨滄變供電區(qū)域正常操作或事故情況下涉及 110kV旗山變、220kV臨滄變、220kV新云變的斷、合環(huán)操作時，應做好潮流調控確保各斷面滿足 N-1安全控制要求，并嚴防該電磁環(huán)網(wǎng)供電區(qū)域與臨滄#2主變供電區(qū)域與主網(wǎng)形成新的電磁環(huán)網(wǎng)方式運行。

（8）做好相關繼電保護定值的跟蹤校核，確保保護裝置滿足電網(wǎng)運行安全要求。

（9）合環(huán)操作應盡可能的調整合環(huán)兩側的電壓相等。

（10）臨滄地調、220kV新云變、220kV臨滄變、110kV旗山變、新塘房電站、臨滄縣調等相關單位、廠、站的運行人員熟悉掌握該電磁環(huán)網(wǎng)方式運行情況。變電管理所、電力調度中心根據(jù)本方案制定相應事故處理預案，并報地調備案。

（11）事故情況下，應根據(jù)保護動作情況判斷故障原因或者故障點，在有效隔離故障點后，再按調度處理原則進行復電，避免盲目復電造成事故的擴大。