濟(jì)南220 kV電網(wǎng)分區(qū)運(yùn)行的繼電保護(hù)整定計算方法

李　廣，沈　倩，李曉琦，王　浩（國網(wǎng)山東省電力公司濟(jì)南供電公司，濟(jì)南　250012）

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濟(jì)南220 kV電網(wǎng)分區(qū)運(yùn)行的繼電保護(hù)整定計算方法

李廣，沈倩，李曉琦，王浩
（國網(wǎng)山東省電力公司濟(jì)南供電公司，濟(jì)南250012）

摘要：2015年，濟(jì)南220 kV電網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行，即南北網(wǎng)分區(qū)供電，特殊方式下開環(huán)線路可轉(zhuǎn)為直配線。由于開環(huán)線路運(yùn)行方式多變且特殊，在繼電保護(hù)整定計算時，原有的運(yùn)行方式設(shè)置方法已不再適用。提出在電網(wǎng)內(nèi)部劃分計算子區(qū)域，各子區(qū)域獨(dú)立抓取所需廠站方式進(jìn)行計算，探討廠站方式和系統(tǒng)方式設(shè)置方法。新方法簡單有效，能夠滿足開環(huán)方式下整定計算的需要。

關(guān)鍵詞：濟(jì)南電網(wǎng)；開環(huán)運(yùn)行；廠站方式；系統(tǒng)方式

0　引言

目前，濟(jì)南地調(diào)的整定計算已在山東省地一體化整定計算系統(tǒng)（coBase系統(tǒng)）中開展，該系統(tǒng)依托網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了整定計算的標(biāo)準(zhǔn)化以及不同調(diào)控機(jī)構(gòu)間的在線維護(hù)、交換、校核數(shù)據(jù)，極大提升了整定計算工作質(zhì)量［1-2］。

近年來，在電源點(diǎn)增多、特高壓落地、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜等因素的共同作用下，濟(jì)南220 kV電網(wǎng)短路電流超標(biāo)、電磁環(huán)網(wǎng)、供電區(qū)域過大等問題逐漸凸顯。為解決上述問題，在2015年，濟(jì)南220 kV電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)整：在適當(dāng)?shù)臄嗝嫔祥_環(huán)運(yùn)行，分為南北兩個電網(wǎng)獨(dú)立供電，但特殊方式下開環(huán)線路可轉(zhuǎn)為直配線運(yùn)行［3-4］。

開環(huán)運(yùn)行前，在coBase系統(tǒng)中設(shè)置廠站方式時，只對主變投停及中性點(diǎn)接地進(jìn)行輪變，母線上其他元件的開關(guān)均默認(rèn)為閉合［5］。開環(huán)線路及兩端廠站運(yùn)行方式多變且某些運(yùn)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(jié)果的錯誤。若采用逐一添加排除條件的辦法，在較為復(fù)雜的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中工作量巨大，難以實(shí)現(xiàn)且極易出錯。因此有必要結(jié)合濟(jì)南電網(wǎng)開環(huán)的實(shí)際情況，探討整定計算方式設(shè)置的新原則和新方法。

1　2014年濟(jì)南電網(wǎng)概況

2014年，濟(jì)南電網(wǎng)500 kV、220 kV系統(tǒng)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(tǒng)調(diào)發(fā)電廠，長清站、聞韶站、濟(jì)南站、蟠龍站、天衍站5座500 kV變電站為電源點(diǎn)。濟(jì)南電網(wǎng)經(jīng)500 kV濟(jì)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(wǎng)聯(lián)絡(luò)；220 kV商河站分別通過陵河線并入德州電網(wǎng)及河慶線和雙河線并入濱州電網(wǎng)；濱州地區(qū)明集站、西王站、肖鎮(zhèn)站及淄博地區(qū)周村站通過220 kV中明線、繡周線、章周線并入濟(jì)南電網(wǎng)供電區(qū)域。因此，濟(jì)南220 kV電網(wǎng)在內(nèi)、外部均為緊密互聯(lián)狀態(tài)，如圖1所示。

2　2015年濟(jì)南電網(wǎng)運(yùn)行方式變化

根據(jù)山東電力調(diào)度控制中心要求，2015年濟(jì)南電網(wǎng)內(nèi)外部若干線路分兩個階段開環(huán)運(yùn)行，如圖1所示。

第一階段。開環(huán)方案為內(nèi)部220 kV邢韓線、邢歷線、許清線開環(huán)運(yùn)行，外部220 kV韶臨線、中蘇線、淄肖線和黨紅線開環(huán)運(yùn)行。

濟(jì)南電網(wǎng)正常運(yùn)行方式下220 kV許清線、邢韓線、邢歷線開環(huán)運(yùn)行，許清線清河站側(cè)開關(guān)、邢韓線邢村站側(cè)開關(guān)、邢歷線歷城站側(cè)開關(guān)分別斷開熱備用。當(dāng)局部電網(wǎng)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(fù)荷。直供站僅考慮直配線帶一臺主變運(yùn)行的方式［4-5］。

第二階段。開環(huán)方案為濟(jì)繡線、中明線、明西線和肖周線開環(huán)運(yùn)行。第二階段線路開環(huán)運(yùn)行實(shí)施后，濟(jì)南電網(wǎng)內(nèi)部徹底劃分為南、北網(wǎng)供電，500 kV聞韶站、濟(jì)南站為北部電網(wǎng)電源站，500 kV長清站、蟠龍站和天衍站為南部電網(wǎng)電源站；在外部，濟(jì)南電網(wǎng)與周邊地市電網(wǎng)220 kV聯(lián)絡(luò)線全部打開，濟(jì)南220 kV電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行。

圖1　濟(jì)南電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

3　分區(qū)計算思路及整定計算區(qū)域

3.1計算子區(qū)域及區(qū)域間線路

根據(jù)coBase系統(tǒng)的整定計算策略計算子區(qū)域即為電網(wǎng)中單獨(dú)劃分出來的一部分區(qū)域，該區(qū)域與電網(wǎng)其他部分之間可有聯(lián)絡(luò)線路存在；整定計算時，可根據(jù)需要，在該區(qū)域獨(dú)立設(shè)置其系統(tǒng)方式和初始方式，獨(dú)立進(jìn)行配合計算。因此，相鄰地調(diào)所管轄的電網(wǎng)之間相當(dāng)于兩個子區(qū)域，同樣的，同一地調(diào)所管轄的電網(wǎng)開環(huán)分割后，也相當(dāng)于兩個子區(qū)域，唯一的區(qū)別在于調(diào)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(qū)電網(wǎng)間的開環(huán)線路（例如濟(jì)南與泰安之間的220 kV黨紅線）與地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)部的開環(huán)線路（例如濟(jì)南電網(wǎng)內(nèi)部的220 kV許清線）本質(zhì)上相同。

區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線為線路兩端廠站分屬兩個子區(qū)域，且正常閉環(huán)運(yùn)行的線路。由于線路運(yùn)行方式唯一（停運(yùn)除外），故兩端廠站方式設(shè)置遵從一般廠站方式設(shè)置原則。

區(qū)域間邊界線路為線路兩端廠站分屬兩個子區(qū)域，正常一側(cè)開關(guān)開環(huán)運(yùn)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(yùn)行方式不唯一，故兩端廠站方式設(shè)置方法與一般線路兩端廠站方式設(shè)置方法有較大差異。

3.2整定計算區(qū)域劃分

根據(jù)開環(huán)方案，濟(jì)南電網(wǎng)內(nèi)部的幾條220 kV線路陸續(xù)開環(huán)運(yùn)行后，開環(huán)線路可在“熱備用”與“直配線”之間轉(zhuǎn)換，這種靈活的運(yùn)行方式也對其兩側(cè)廠站方式及系統(tǒng)方式設(shè)置提出了相應(yīng)的特殊要求。因此，濟(jì)南電網(wǎng)原有的整定計算方案的方式設(shè)置已無法適應(yīng)電網(wǎng)下一步南北分區(qū)的運(yùn)行方式。

為使新設(shè)計的計算方案完備且明晰，根據(jù)濟(jì)南輸電網(wǎng)電源分布、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以及兩個階段的開環(huán)方案，確定以許清線—邢歷線—邢韓線—濟(jì)繡線—中明線為斷面，將濟(jì)南電網(wǎng)劃分為南、北網(wǎng)兩個子區(qū)域獨(dú)立進(jìn)行配合計算，如圖1所示。第一次內(nèi)部開環(huán)方式調(diào)整后，區(qū)域間邊界線路為220 kV許清線、邢歷線、邢韓線，區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線為220 kV濟(jì)繡線、中明線；第二次內(nèi)部開環(huán)方式調(diào)整后，區(qū)域間邊界線路為220 kV許清線、邢歷線、邢韓線、濟(jì)繡線、中明線，區(qū)域間已無聯(lián)絡(luò)線。該劃分原則能夠滿足濟(jì)南電網(wǎng)兩個階段開環(huán)的共同需要，最大限度地減少兩個階段銜接過渡時，方案調(diào)整的工作量。

接下來，對開環(huán)線路兩側(cè)廠站方式及系統(tǒng)方式做特殊處理，以適應(yīng)南、北網(wǎng)計算時的不同要求。

4　coBase中開環(huán)線路兩側(cè)廠站方式設(shè)置

4.1總原則

對于其他子區(qū)域（例如省調(diào)或其他地調(diào)，以及本地區(qū)的其他子區(qū)域），本子區(qū)域廠站的方式設(shè)置應(yīng)如實(shí)反映本子區(qū)域邊界線路的開環(huán)情況。考慮到coBase系統(tǒng)中，與本子區(qū)域沒有直接聯(lián)系的其他子區(qū)域計算中只采用本子區(qū)域內(nèi)廠站的初始方式，且系統(tǒng)默認(rèn)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(shè)為邊界線路本側(cè)開關(guān)打開的開環(huán)運(yùn)行方式（作為本站特殊方式處理），以便于其他子區(qū)域進(jìn)行各自的整定計算時，無需手動調(diào)整，按照系統(tǒng)默認(rèn)抓取初始方式即可。

子區(qū)域邊界線路兩側(cè)廠站的方式設(shè)置原則。

1）需保證兩側(cè)廠站方式輪變的組合中不可出現(xiàn)使開環(huán)線路環(huán)網(wǎng)運(yùn)行的方式組合。

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

3）對側(cè)子區(qū)域配合計算時：需考慮邊界線路開環(huán)運(yùn)行的特殊方式；需考慮邊界線帶本側(cè)廠站一臺主變的特殊方式；不可抓取本側(cè)廠站正常方式輪變，否則會產(chǎn)生開環(huán)線路環(huán)網(wǎng)運(yùn)行的方式組合。

4.2兩側(cè)廠站方式設(shè)置方法

4．2．1一般開環(huán)線路設(shè)置原則

以許清線為例，說明coBase中濟(jì)南電網(wǎng)開環(huán)線路廠站方式設(shè)置原則。圖2中，許清線清河站側(cè)開環(huán)，當(dāng)局部電網(wǎng)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(wǎng)子區(qū)域）或許寺站（南網(wǎng)子區(qū)域）一臺主變運(yùn)行。

圖2　許清線開環(huán)運(yùn)行示意

清河站“基礎(chǔ)廠站方式”設(shè)置（未提及的開關(guān)默認(rèn)為閉合）。方式1（特殊方式）：許清線開關(guān)打開，1、2號變運(yùn)行，1號變?nèi)拷拥兀环绞?（正常方式）：許清線開關(guān)閉合，1、2號變運(yùn)行，1號變?nèi)拷拥兀环绞?（正常方式）：許清線開關(guān)閉合，1號變運(yùn)行；方式4（正常方式）：許清線開關(guān)閉合，2號變運(yùn)行；方式5（正常方式）：許清線開關(guān)閉合，1、2號變運(yùn)行，2號變?nèi)拷拥兀环绞?（特殊方式）：許清線開關(guān)閉合，許清線接帶清河站1號主變，清河站高、中、低壓側(cè)母聯(lián)均打開（在清河站220 kV側(cè)，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(yùn)行）；方式7（特殊方式）：許清線開關(guān)閉合，許清線接帶清河站2號主變，清河站高、中、低壓側(cè)母聯(lián)均打開（在清河站220 kV側(cè)，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(yùn)行）。

許寺站“基礎(chǔ)廠站方式”設(shè)置（未提及的開關(guān)默認(rèn)為閉合）。方式1（特殊方式）：許清線開關(guān)打開，1、2號變運(yùn)行，1號變?nèi)拷拥兀环绞?（正常方式）：許清線開關(guān)閉合，1、2號變運(yùn)行，1號變?nèi)拷拥兀环绞?（正常方式）：許清線開關(guān)閉合，1號變運(yùn)行；方式4（正常方式）：許清線開關(guān)閉合，2號變運(yùn)行；方式5（正常方式）：許清線開關(guān)閉合，1、2號變運(yùn)行，2號變?nèi)拷拥兀环绞?（特殊方式）：許清線開關(guān)閉合，許清線接帶許寺站1號主變，許寺站高、中、低壓側(cè)母聯(lián)均打開（在許寺站220 kV側(cè)，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(yùn)行）；方式7（特殊方式）：許清線開關(guān)閉合，許清線接帶許寺站2號主變，許寺站高、中、低壓側(cè)母聯(lián)均打開（在許寺站220 kV側(cè)，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(yùn)行）。

北網(wǎng)子區(qū)域“系統(tǒng)方式”設(shè)置。清河站方式2、3、4、5均設(shè)為相關(guān)方式（正常方式），許寺站的方式1、6、7設(shè)為相關(guān)方式（特殊方式）。

南網(wǎng)子區(qū)域“系統(tǒng)方式”設(shè)置。許寺站方式2、3、4、5均設(shè)為相關(guān)方式（正常方式），清河站的方式1、6、7設(shè)為相關(guān)方式（特殊方式）。

“初始方式”設(shè)置。在北網(wǎng)子區(qū)域，清河站方式2與許寺站方式1設(shè)為初始方式；在南網(wǎng)子區(qū)域，清河站方式1與許寺站方式2設(shè)為初始方式；在其他地區(qū)電網(wǎng)中，清河站方式1與許寺站方式1設(shè)為初始方式。

與此相似，地區(qū)電網(wǎng)間的開環(huán)線路——220kV黨紅線兩側(cè)廠站，以及地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)的開環(huán)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(jìn)行方式設(shè)置。由于邢村站連接兩條開環(huán)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(huán)線路設(shè)置原則

以邢村站為例，說明接有兩條開環(huán)線路的廠站方式設(shè)置原則。圖3中，邢韓線邢村站側(cè)開環(huán)、邢歷線歷城站側(cè)開環(huán)，當(dāng)局部電網(wǎng)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(wǎng)子區(qū)域）或邢村站（南網(wǎng)子區(qū)域）一臺主變、220 kV邢歷線直供歷城站（北網(wǎng)子區(qū)域）或邢村站一臺主變。

圖3　邢韓線、邢歷線開環(huán)運(yùn)行示意

圖4　邢村站主接線

邢村站“基礎(chǔ)廠站方式”設(shè)置（未提及的開關(guān)默認(rèn)為閉合）。圖4為邢村站主接線簡圖。設(shè)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(shè)置的廠站方式輪變時，不應(yīng)出現(xiàn)使邢韓線、邢歷線任一線路合環(huán)運(yùn)行的方式組合。

方式1（特殊方式）：邢韓線開關(guān)打開，邢歷線開關(guān)打開，1號、2號變運(yùn)行，1號變?nèi)拷拥兀环绞?（正常方式）：邢韓線開關(guān)閉合，邢歷線開關(guān)閉合，1號、2號變運(yùn)行，1號變?nèi)拷拥兀环绞?（正常方式）：邢韓線開關(guān)閉合，邢歷線開關(guān)閉合，1號變運(yùn)行；方式4（正常方式）：邢韓線開關(guān)閉合，邢歷線開關(guān)閉合，2號變運(yùn)行；方式5（正常方式）：邢韓線開關(guān)閉合，邢歷線開關(guān)閉合，1號、2號變運(yùn)行，2號變?nèi)拷拥兀环绞?（特殊方式）：邢韓線開關(guān)閉合，邢歷線開關(guān)打開，邢韓線接帶邢村站1號主變，邢村站高、中、低壓側(cè)母聯(lián)均打開（在邢村站220 kV側(cè)，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(yùn)行）；方式7（特殊方式）：邢韓線開關(guān)閉合，邢歷線開關(guān)打開，邢韓線接帶邢村站2號主變，邢村站高、中、低壓側(cè)母聯(lián)均打開（在邢村站220 kV側(cè)，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(yùn)行）；方式8（特殊方式）：邢歷線開關(guān)閉合，邢韓線開關(guān)打開，邢歷線接帶邢村站1號主變，邢村站高、中、低壓側(cè)母聯(lián)均打開（在邢村站220 kV側(cè)，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(yùn)行）；方式9（特殊方式）：邢歷線開關(guān)閉合，邢韓線開關(guān)打開，邢歷線接帶邢村站2號主變，邢村站高、中、低壓側(cè)母聯(lián)均打開（在邢村站220 kV側(cè)，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(yùn)行）。

北網(wǎng)子區(qū)域“系統(tǒng)方式”設(shè)置。在設(shè)置北網(wǎng)子區(qū)域系統(tǒng)方式時，將邢村站的方式1、6、7、8、9設(shè)為相關(guān)方式（特殊方式）。

南網(wǎng)子區(qū)域“系統(tǒng)方式”設(shè)置。在設(shè)置南網(wǎng)子區(qū)域系統(tǒng)方式時，將邢村站的方式2、3、4、5設(shè)為相關(guān)方式（正常方式）。

“初始方式”設(shè)置。在北網(wǎng)子區(qū)域，邢村站的方式1設(shè)為初始方式；在南網(wǎng)子區(qū)域，邢村站的方式2設(shè)為初始方式；在其他地區(qū)電網(wǎng)中，邢村站的方式1設(shè)為初始方式。

5　結(jié)語

濟(jì)南電網(wǎng)內(nèi)部開環(huán)運(yùn)行后，由于開環(huán)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(yùn)行方式多變，且某些運(yùn)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(jié)果的錯誤。若采用逐一添加排除條件的辦法，在較為復(fù)雜的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中工作量巨大，難以實(shí)現(xiàn)且極易出錯。而通過根據(jù)開環(huán)線路斷面劃分計算子區(qū)域的方法，在不同的子區(qū)域中有選擇性地關(guān)聯(lián)同一廠站的不同運(yùn)行方式，各個子區(qū)域相對獨(dú)立地進(jìn)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(wǎng)內(nèi)部線路開環(huán)運(yùn)行給配合計算帶來的問題。

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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(xiàn)標(biāo)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(hù)整定相關(guān)工作。