基于110KV电网网架结构优化研究

谭伟球

（广东电网公司阳春供电局，广东 阳江 529600）

随着电力系统的发展，电网规模不断扩大，电网结构日益复杂，电网的安全稳定运行问题日显突出。建设一个结构合理、安全可靠，适应系统发展的电网是十分必要。

1 电网网架结构要求

电网网架应满足电力系统经济性、可靠性与灵活性的基本要求：

1.1 大城市电网都是电力系统受端系统，集中了较大比重的负荷和电源，要强化受端系统建设，在正常运行方式下，当受端系统发生任何单一故障仍保持系统稳定并同时不损失负荷；而在正常检修运行方式下，则允许采取切机、切负荷等措施，以保证受端系统稳定运行。满足上述要求的受端系统必须在电气上具有足够的短路容量和足够大的惯性，使得在各种暂态情况下，内部所有的同步电机都能成为保持同步运行的整体，这是满足系统安全稳定水平的物质基础。

1.2 能满足城市发展的需要，适应电网各种运行方式下的潮流变化，潮流流向合理，并具备一定的灵活性。

1.3 电网网架应当具有较大的抗干扰能力，能够满足《电力系统安全稳定导则》的要求，防止发生灾害性大面积停电事故。

1.4 电网结构简明、层次清晰，要贯彻“分层分区”的原则。

1.5 为避免电源过于集中，防止因负荷转移引起的恶性连锁反应，主力电源一般接入高压输电网。分散外接电源是建立坚强的受端系统，建设合理的电网结构的重要原则。

图1 单回辐射式接线

图2 双回辐射式接

图3 单环网接线

图4 双环网接线

图5 单链式接线

图6 双链式接线

1.6 电网无功功率按电网分区就地平衡

1.7 满足供电可靠性的要求，城网网架中任一元件无故障断开，应能保持电网稳定运行，并不致使其它元件超过事故过负荷的规定。在城市配电网中，要满足“N－1”原则，在具有重要政治、经济影响大城市的中心区，要考虑满足更高的供电可靠性要求，例如“N－2”。

1.8 电网建设的同时，要使调度自动化、通信、安全自动、继电保护等控制系统和网架配套建设协调发展。

2 常见110kV接线分析

目前，我省较为常见的110kV网络接线形式主要有:双回辐射式接线、环网接线、“T”型接线和手拉手式接线，其中“T”型接线又分为单“T”、双“T”和 3“T”接线。

2.1 辐射式接线

辐射式分为单回辐射式(图1)和双回辐射式(图 2)两种。

单回辐射式接线形式最为简单，投资少，当220kV变电站母线或线路出现故障时将导致相联的110kV变电站全站停电。当220kV甲站停电时，还会形成大面积停电。可见，该接线方式可靠性低，线路故障及故障排除时间为对用户停电时间，主要用于农村和非重要负荷地区，城区已很少使用这种接线。

双回辐射式见图2，由于110kV变电站均为双回路供电，若220kV变电站110kV侧母线为双母线时，双回出线应接于不同母线上，当任1回故障，另1回供电，满足“n-1”要求。还可以采取双回路一主一备的运行方式。该接线方式可靠性较高，运行方式灵活，投资略高于单回辐射式。

2.2 环网接线

图3为单环网接线，常见于110kV高压配电网。该接线方式简单清晰，正常运行时环网运行，环网中任一元件发生故障，负荷转移方便，供电可靠性高。但B站通过110kV站转供，电压和供电可靠性略低。为满足“n-1”要求，甲A 线或甲C线的最大载流量应满足A、B、C三站最终的总负荷，环内亦不宜新增第四座110kV站。图4为双环网接线，除具有单环网的特点外，因具有四回电源线路，较单环网有更高的可靠性。如甲A线和甲C线导线截面选择恰当，还有条件满足“n-2”要求。

2.3 链式接线

单链式接线如图5所示。如开环网运行，其可靠性相当于单回辐射式接线。如环网运行，将增大系统短路电流。可靠性、灵活性都很差，优点是投资省。这种电网结构应逐步过渡到“手拉手”式或双回链式。

典型双回链式如图6所示。当220kV甲、乙任一220kV变电站停电时，110kVA、B、C三站均不停电。这种电网结构接线严密，可靠性很高，有利于防止大面积停电，在城区等要求供电可靠性高的地区可采用该接线形式。正常运行方式下，可断开AB线或BC线实现开环运行。

2.4 “手拉手”式接线

“手拉手”式接线是从链式接线衍生而来，接线方式见图7。该接线方式接线简单，负荷转移方便。正常运行时，AB线断开，当甲A线或乙B线出现故障时可闭合，实现两个220kV供电区间互相支援。如在A站B侧装设备自投装置，可满足n-2要求。因而该接线方式具有较高的可靠性。

图7 手拉手式电源接线

2.5 “T”型接线

“T”型接线使110千伏高压配电网络结构和变电站主接线形式简单，减少中间环节，减少占地，从而大大节省投资，不论是架空线还是电缆线，不论是单电源还是双电源都可采用，可靠性较高，当变压器负荷率低时更适合用“T”型接法。具体形式有:单侧电源单“T”接线、双侧电源单“T”接线、单侧电源双“T”接线、双侧电源双“T”接线、单侧电源三“T”接线、双侧电源三“T”接线。

2.5.1 单“T”接线主要优点较简单、投资省、运行方便、但是其可靠性低，双侧电源单“T”接线尽管电源点满足“n-1”原则，但是其线路、变压器无法满足“n-1”原则。

2.5.2 双“T”接线优点是简单、投资省、有较高的可靠性，采用线路变压器组，有一回线路停运时，接在该线路的一台变压器退出运行，另一台变压器承担全部负荷，如果变压器负荷率较低(变电站为两台变压器时为50%)，此时变压器负荷率100%。

2.5.3 三“T”接线即变电站采用线路变压器组接线，每座变电站最终有3台主变、3路变压器进线，每回110kV线路分别T接不同变电站的3台主变。优点是设备利用率高、可靠性高、采用线路变压器组，适用于架空线路和电缆线路，当任一回线路故障停运时，只需在受端变电站内适当的操作及站内备自投，把负荷转移到其他两台变压器，如果变压器取低负荷率(变电站为两台变压器时为67%)，此时变压器负荷率100%。三“T”接线因其可靠性高、占地少等优点，为各经济发达地区采用，广泛应用于城市中心等高负荷密度、高供电可靠性要求地区。尽管具有线路路径选取困难的缺点，但可以通过采用电缆线路解决。

3 实例分析

广东省某市某区域现有220kV变电站9座，110kV电网接线形式较多:单电源双“T”接线。

该地区未来负荷密度较高，随着负荷的发展，对供电可靠性提出更高的要求，应建设相匹配的电网结构，并改善和加强当前电网的薄弱部分。同时由于征地费用上升，城市化程度的提高，变电站占地，走廊选取等因素，也应考虑。

3.1 110kV电网建设宜以双电源双“T”接线为主，缺少220kV变电站地区，可建设单电源双“T”接线。

3.2 电源稀疏地区，因线路较长，110kV站有转供电力需要，可采用手拉手式接线，对于现有双回辐射式接线和单链式接线，也应逐渐过渡为手拉手式接线。这样做的好处是:充分利用原有接线，以较少的工程量、较低的投资，给予110kV变电站更多的电源点，提高供电可靠性。

3.3 改造分析

目前110kVA站双回路由220kVB站供电，规划几年后投产的C站双“T”A-C线，待220kVD站投产时，可新建双回路T接B-A线，形成双侧电源双“T”接线。如图8、图9。

图8 A-B线现状

图9 D站投产后接线

4 结语

电网网架是整个电力系统的重要组成部分，也是电网电源的主体，应从电力系统的全局出发，依据规划负荷密度、负荷分布及增长情况以及各地实际情况进行改造。

电网网架结构中，三T接线和双回链式接线是未来广东110kV电网主要采用的接线方式。不少研究报告表明，三T接线和双回链式接线各有优势，三T接线在经济性方面占优，双回链式接线则在灵活性方面占优，110kV电网结构在满足安全可靠的前提下，应当尽量节省走廊。还应与城市规划相结合，综合考虑电网接线布置。

[1]包齐明.对河池电网网架结构的思考[J].广西电力技术，2000-06-30.