110 kV擴(kuò)大內(nèi)橋主接線型式的優(yōu)化

賀春光，徐慶華，鞏保峰，穆永保，劉 航，陳 寧

(1.國網(wǎng)邯鄲供電公司，河北 邯鄲 056035；2.國網(wǎng)河北省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，石家莊 050011)

110 kV擴(kuò)大內(nèi)橋主接線型式的優(yōu)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(wǎng)邯鄲供電公司，河北 邯鄲 056035；2.國網(wǎng)河北省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，石家莊 050011)

由于變電站進(jìn)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(jìn)線回路數(shù)以及提升變電站建設(shè)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。在滿足可靠性的前提下，對(duì)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(jīng)濟(jì)性比較、簡化條件等方面進(jìn)行優(yōu)化，可為110 kV變電站主接線型式選擇提供參考。

中壓配電網(wǎng)；電壓序列；主接線型式

電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目常受建設(shè)環(huán)境困難、工程造價(jià)高等因素的影響，變電站進(jìn)線路徑選擇越來越困難。因此，有必要進(jìn)一步研究在滿足可靠性的前提下，減少變電站的進(jìn)線回路數(shù)，提升變電站建設(shè)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。擴(kuò)大內(nèi)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(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，使其具備更高的經(jīng)濟(jì)性。

1 擴(kuò)大內(nèi)橋接線簡化型式

三回進(jìn)線的擴(kuò)大內(nèi)橋接線雖然轉(zhuǎn)帶方式多，負(fù)荷轉(zhuǎn)帶能力強(qiáng)，但缺點(diǎn)是保護(hù)配合復(fù)雜、線路投資大。如果把三回進(jìn)線簡化為兩回進(jìn)線，即兩條線路帶3臺(tái)主變，橋開關(guān)2臺(tái)，1臺(tái)合上，1臺(tái)熱備用。在正常方式下1回線路帶2臺(tái)主變，另1回線路帶1臺(tái)主變。當(dāng)1回線路故障時(shí)，橋開關(guān)合上，另1回線路帶3臺(tái)主變。此方式有2路進(jìn)線，4臺(tái)開關(guān)，任意1回線路故障，均不損失負(fù)荷。擴(kuò)大內(nèi)橋接線如圖1所示，不僅實(shí)現(xiàn)了任意一回線路故障條件下的負(fù)荷轉(zhuǎn)供，而且節(jié)約了1回進(jìn)線。

圖1 擴(kuò)大內(nèi)橋接線

2 供電可靠性比較

擴(kuò)大內(nèi)橋接線改進(jìn)方案如圖2所示，計(jì)算邊界條件設(shè)置如下。

(1)只考慮3臺(tái)主變，進(jìn)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(shè)備故障率按河北南網(wǎng)典型值計(jì)算，每百臺(tái)變壓器的年強(qiáng)迫停運(yùn)率0.09次、平均修復(fù)時(shí)間3.97 h；每百臺(tái)斷路器年強(qiáng)迫停運(yùn)率0.15次、平均修復(fù)時(shí)間10.00 h；每百公里架空線路年強(qiáng)迫停運(yùn)率8.23次、平均修復(fù)時(shí)間5.00 h。

(3)110 kV進(jìn)線長度按6 km計(jì)算。

(4)10 kV側(cè)接線型式相同，均采用單母線三分段接線。

(5)10 kV側(cè)為單輻射線路，用戶一個(gè)，10 kV線路長2 km。

圖2 擴(kuò)大內(nèi)橋接線改進(jìn)方案

通過可靠性評(píng)估指標(biāo)計(jì)算軟件得到擴(kuò)大內(nèi)橋接線改進(jìn)方案的各個(gè)指標(biāo)值，年用戶平均停電次數(shù)AITC-1為0.002 8次/戶, 年用戶平均停電時(shí)間AIHC-1為0.009 1 h/戶，用戶每次平均停電持續(xù)時(shí)間CAIDI為3.220 3 h /停電戶，系統(tǒng)年總電量不足指標(biāo)ENSI為0.008 2 MWh，系統(tǒng)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(jìn)線和3回進(jìn)線的擴(kuò)大內(nèi)橋方案的可靠性，可以得到如下結(jié)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(jìn)線。

3 經(jīng)濟(jì)性比較

110 kV架空線路單位長度造價(jià)水平60～80萬元；電纜線路工程的造價(jià)由電氣部分和土建部分組成。電纜土建部分單位造價(jià)則跟工藝類型有關(guān)。110 kV電纜線路工程電氣部分單位長度造價(jià)為191.25萬元；土建部分折單位長度造價(jià) 322.94萬元。變電站設(shè)備價(jià)格相對(duì)穩(wěn)定，110 kV站內(nèi)一個(gè)金屬絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS)間隔設(shè)備投資為51萬元，50 MVA變壓器為200萬元。

根據(jù)擴(kuò)大內(nèi)橋接線改進(jìn)方式，可計(jì)算得其投資較傳統(tǒng)擴(kuò)大內(nèi)橋接線節(jié)約411萬元，僅需444萬元。擴(kuò)大內(nèi)橋接線改進(jìn)之后，經(jīng)濟(jì)性進(jìn)一步提高至0.12%。

4 擴(kuò)大內(nèi)橋接線簡化條件

通過比較可靠性可知，在現(xiàn)有河北南網(wǎng)110 kV線路及開關(guān)設(shè)備等故障與計(jì)劃停電時(shí)間情況下，兩者供電可靠性幾乎相同，河北南網(wǎng)現(xiàn)有擴(kuò)大內(nèi)橋接線可進(jìn)行簡化。

若110 kV線路更長，110 kV線路及開關(guān)設(shè)備等故障與計(jì)劃停電時(shí)間更多，擴(kuò)大內(nèi)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(huì)隨之降低。因此在簡化擴(kuò)大內(nèi)橋接線方式前，一定需先根據(jù)實(shí)際參數(shù)進(jìn)行可靠性校驗(yàn)。

110 kV線路及開關(guān)設(shè)備等故障與計(jì)劃停電時(shí)間一般受限于當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的調(diào)度以及運(yùn)營條件。因此，主要研究在河北南網(wǎng)現(xiàn)狀水平情況下，110 kV長度增加對(duì)供電可靠性的影響(計(jì)算時(shí)考慮線路增長對(duì)故障停電時(shí)間的影響)。

設(shè)110 kV每回進(jìn)線長度均為。當(dāng)0

表1 擴(kuò)大內(nèi)橋接線與其簡化方案的供電可靠率差異表 %

由表1可知，當(dāng)時(shí)，擴(kuò)大內(nèi)橋接線與其簡化方案的供電可靠性相當(dāng)，擴(kuò)大內(nèi)橋接線具有更高的投資效益，推薦采用擴(kuò)大內(nèi)橋接線簡化方案；當(dāng)時(shí)，擴(kuò)大內(nèi)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(kuò)大內(nèi)橋接線簡化方案。綜合所述，河北南網(wǎng)在可靠性層面，可對(duì)擴(kuò)大內(nèi)橋接線方式進(jìn)行簡化。

考慮線路“N-1”方面，擴(kuò)大內(nèi)橋接線方案可滿足線路“N-1”以及檢修狀態(tài)下的“N-1”，一旦簡化，將無法滿足檢修狀態(tài)下的“N-1”；同時(shí)要實(shí)現(xiàn)線路“N-1”，則對(duì)變壓器變壓器負(fù)載率以及進(jìn)線規(guī)格提出更高要求。因此，在要求滿足檢修狀態(tài)下的“N-1”的地區(qū)，不宜對(duì)擴(kuò)大內(nèi)橋接線方式進(jìn)行簡化。在要求滿足線路“N-1”的地區(qū)，若對(duì)擴(kuò)大內(nèi)橋接線方式進(jìn)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(jìn)線。

5 結(jié)語

河北南網(wǎng)在不要求滿足檢修狀態(tài)下的“N-1”地區(qū)，110 kV變電站可采用擴(kuò)大內(nèi)橋接線簡化方式，但110 kV進(jìn)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(tài)下的“N-1”地區(qū)，仍使用擴(kuò)大內(nèi)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(wǎng)規(guī)劃技術(shù)研究。

TM727

A

2095-1256(2017)03-0363-03

2017-03-13