[科普中國(guó)]-解環(huán)

簡(jiǎn)介

電磁環(huán)網(wǎng)是指不同電壓等級(jí)的線路通過線路兩端變壓器的電磁回路連接而成的并聯(lián)環(huán)路。電磁環(huán)網(wǎng)是電網(wǎng)發(fā)展過渡階段的產(chǎn)物,該運(yùn)行方式一般存在短路電流大、潮流分布及安全保護(hù)裝置復(fù)雜、保護(hù)配合困難、需要增加通信通道等問題。隨著網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的逐步完善，電網(wǎng)以電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行的方式將逐漸減少。

我國(guó)各城市電網(wǎng)的220/110kV 電磁環(huán)網(wǎng)已陸續(xù)解開。隨著500kV系統(tǒng)的逐步建立，新的500/220kV電磁環(huán)網(wǎng)又在不斷形成。雖然大家公認(rèn)500kV/220kV電磁環(huán)網(wǎng)最終也將解開，但由于電網(wǎng)發(fā)展的復(fù)雜性和多樣性，城市電網(wǎng)的220kV電網(wǎng)(下級(jí)電網(wǎng))結(jié)構(gòu)如何與500kV電網(wǎng)(上級(jí)電網(wǎng))的遠(yuǎn)景規(guī)劃相協(xié)調(diào)，如何避免隨上級(jí)電網(wǎng)的發(fā)展而形成新的電磁環(huán)網(wǎng)，如何防止環(huán)網(wǎng)解環(huán)運(yùn)行帶來的城市電網(wǎng)供電可靠性和供電安全性的降低、巨額投資的浪費(fèi)等問題，是需要深入探討和研究的重要課題1。

城市電網(wǎng)的發(fā)展及電磁環(huán)網(wǎng)的產(chǎn)生隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，城市電網(wǎng)傳輸?shù)墓β恃杆僭鲩L(zhǎng)，城市電網(wǎng)必須增建更高電壓等級(jí)的送電線路。在上級(jí)電網(wǎng)形成初期，上下級(jí)電網(wǎng)有時(shí)要沿同一路徑傳輸電能；甚至為適應(yīng)負(fù)荷增長(zhǎng)的需要，下級(jí)電網(wǎng)還要沿此路徑增建更多的送電線路。由此不可避免會(huì)出現(xiàn)不同電壓等級(jí)電網(wǎng)并列運(yùn)行的情況，即出現(xiàn)電磁環(huán)網(wǎng)。根據(jù)電磁環(huán)網(wǎng)的產(chǎn)生過程和原因可把城市電網(wǎng)的發(fā)展分為3個(gè)階段。

我國(guó)除北京、上海等少數(shù)特大城市外，大部分省會(huì)及重點(diǎn)城市的電網(wǎng)仍處在第一或第二階段。在500kV電網(wǎng)建設(shè)初期，500kV網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，為保證供電可靠性和安全性，采取將500kV線路與220kV線路交織在一起的電磁環(huán)網(wǎng)方式送電。隨著500kV網(wǎng)架進(jìn)一步發(fā)展，電磁環(huán)網(wǎng)應(yīng)打開運(yùn)行，因此應(yīng)適時(shí)加快完善高電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)，為打開電磁環(huán)網(wǎng)創(chuàng)造條件。

電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)時(shí)機(jī)的確定原則關(guān)于電磁環(huán)網(wǎng)的解環(huán)問題，需要從電網(wǎng)規(guī)劃階段開始認(rèn)真研究網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，避免不必要的投資浪費(fèi)。電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)與電網(wǎng)規(guī)劃相結(jié)合的基本思路是：1）適當(dāng)考慮城市上級(jí)骨干電網(wǎng)的遠(yuǎn)景規(guī)劃(規(guī)劃年限一般為20a甚至30a)，根據(jù)遠(yuǎn)景規(guī)劃劃分城市電網(wǎng)的各個(gè)發(fā)展階段；2）根據(jù)城市電網(wǎng)發(fā)展的不同階段制定不同的解環(huán)原則；3）根據(jù)城市電網(wǎng)不同發(fā)展階段的電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)原則確定解環(huán)時(shí)機(jī)和解環(huán)點(diǎn)；4）根據(jù)電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)結(jié)果修正城市下級(jí)電網(wǎng)的規(guī)劃方案，避免投資浪費(fèi)。

綜上所述，在城市電網(wǎng)發(fā)展的不同階段，電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)時(shí)機(jī)的確定原則如下：

1）若500 kV電網(wǎng)發(fā)生N?1故障或500kV主通道斷開將導(dǎo)致220 kV電網(wǎng)大規(guī)模功率轉(zhuǎn)移，則電磁環(huán)網(wǎng)必須解環(huán)。

2）若220 kV電網(wǎng)過于密集導(dǎo)致220 kV母線短路電流增加，超過設(shè)備的遮斷容量，則電磁環(huán)網(wǎng)應(yīng)解環(huán)，220 kV電網(wǎng)分片運(yùn)行。

3）在1）2）都沒有發(fā)生的情況下，建議暫時(shí)保留電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行。

4）若1）沒有發(fā)生、2）發(fā)生，建議在沒有明顯降低供電可靠性和供電安全性的情況下通過解環(huán)降低短路電流2。

電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)點(diǎn)的確定原則為保證供電可靠性和安全性，解環(huán)點(diǎn)要根據(jù)電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)后的最終目標(biāo)網(wǎng)架來確定，最終目標(biāo)網(wǎng)架應(yīng)滿足以下要求：

1）解環(huán)后盡量避免出現(xiàn)放射型網(wǎng)絡(luò)，即避免出現(xiàn)單電源單回路供電的情況。

2）解環(huán)后應(yīng)盡量維持小環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)(即雙方向電源供電)，若為單方向雙回路供電，電源宜來自不同母線。

3）下級(jí)電網(wǎng)的最終結(jié)構(gòu)宜為從同一500 kV 變電站引出的梅花瓣型的單(雙)環(huán)網(wǎng)，正常情況下各環(huán)網(wǎng)(梅花瓣)可斷開運(yùn)行，以避免形成電磁環(huán)網(wǎng)。

根據(jù)解環(huán)后期望得到的最終目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，城市電網(wǎng)電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)點(diǎn)的確定原則如下：

1）按最終目標(biāo)網(wǎng)架確定的220 kV 分區(qū)電網(wǎng)是電力平衡的。

2）應(yīng)保證解環(huán)后城市電網(wǎng)的供電可靠性和供電安全性無明顯降低。

3）解環(huán)后城市電網(wǎng)的220 kV 母線短路電流水平應(yīng)滿足導(dǎo)則要求。

4）解環(huán)線段的潮流應(yīng)較輕，解開后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的潮流分布影響不大。

城市下級(jí)電網(wǎng)布線原則城市下級(jí)電網(wǎng)宜形成易于解開電磁環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，以盡量避免產(chǎn)生新的電磁環(huán)網(wǎng)。城市上級(jí)電網(wǎng)的遠(yuǎn)景規(guī)劃可根據(jù)負(fù)荷的遠(yuǎn)景發(fā)展確定站點(diǎn)布局，并為其劃分相應(yīng)的最終供電區(qū)域。在過渡階段，由于新站點(diǎn)還未出現(xiàn)，新站點(diǎn)的供電區(qū)域?qū)⒂稍姓军c(diǎn)供電，此時(shí)下級(jí)電網(wǎng)的布線應(yīng)盡量在各最終供電區(qū)域中進(jìn)行；對(duì)于需要跨最終供電區(qū)域邊界的下級(jí)電網(wǎng)線路，由于其將來可能成為潛在的電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)線段，其布線應(yīng)盡可能短，以使下級(jí)電網(wǎng)的布局能夠發(fā)揮最大的投資效益3。