济南220 kV电网分区运行的继电保护整定计算方法

李　广，沈　倩，李晓琦，王　浩（国网山东省电力公司济南供电公司，济南　250012）



济南220 kV电网分区运行的继电保护整定计算方法

李广，沈倩，李晓琦，王浩
（国网山东省电力公司济南供电公司，济南250012）

摘要：2015年，济南220 kV电网开环运行，即南北网分区供电，特殊方式下开环线路可转为直配线。由于开环线路运行方式多变且特殊，在继电保护整定计算时，原有的运行方式设置方法已不再适用。提出在电网内部划分计算子区域，各子区域独立抓取所需厂站方式进行计算，探讨厂站方式和系统方式设置方法。新方法简单有效，能够满足开环方式下整定计算的需要。

关键词：济南电网；开环运行；厂站方式；系统方式

0　引言

目前，济南地调的整定计算已在山东省地一体化整定计算系统（coBase系统）中开展，该系统依托网络，实现了整定计算的标准化以及不同调控机构间的在线维护、交换、校核数据，极大提升了整定计算工作质量［1-2］。

近年来，在电源点增多、特高压落地、网架结构日益复杂等因素的共同作用下，济南220 kV电网短路电流超标、电磁环网、供电区域过大等问题逐渐凸显。为解决上述问题，在2015年，济南220 kV电网运行方式进行调整：在适当的断面上开环运行，分为南北两个电网独立供电，但特殊方式下开环线路可转为直配线运行［3-4］。

开环运行前，在coBase系统中设置厂站方式时，只对主变投停及中性点接地进行轮变，母线上其他元件的开关均默认为闭合［5］。开环线路及两端厂站运行方式多变且某些运行方式之间互斥，因此在配合计算时，简单的厂站方式轮变组合将会造成计算结果的错误。若采用逐一添加排除条件的办法，在较为复杂的电网结构中工作量巨大，难以实现且极易出错。因此有必要结合济南电网开环的实际情况，探讨整定计算方式设置的新原则和新方法。

1　2014年济南电网概况

2014年，济南电网500 kV、220 kV系统潮流总体格局是西电东送，以石横电厂甲站、黄台电厂、章丘电厂3座统调发电厂，长清站、闻韶站、济南站、蟠龙站、天衍站5座500 kV变电站为电源点。济南电网经500 kV济南站、长清站、闻韶站、蟠龙站、天衍站主变及220 kV韶临线、中苏线与省网联络；220 kV商河站分别通过陵河线并入德州电网及河庆线和双河线并入滨州电网；滨州地区明集站、西王站、肖镇站及淄博地区周村站通过220 kV中明线、绣周线、章周线并入济南电网供电区域。因此，济南220 kV电网在内、外部均为紧密互联状态，如图1所示。

2　2015年济南电网运行方式变化

根据山东电力调度控制中心要求，2015年济南电网内外部若干线路分两个阶段开环运行，如图1所示。

第一阶段。开环方案为内部220 kV邢韩线、邢历线、许清线开环运行，外部220 kV韶临线、中苏线、淄肖线和党红线开环运行。

济南电网正常运行方式下220 kV许清线、邢韩线、邢历线开环运行，许清线清河站侧开关、邢韩线邢村站侧开关、邢历线历城站侧开关分别断开热备用。当局部电网供电能力不足及事故方式下，考虑上述3条线路直供一端变电站负荷。直供站仅考虑直配线带一台主变运行的方式［4-5］。

第二阶段。开环方案为济绣线、中明线、明西线和肖周线开环运行。第二阶段线路开环运行实施后，济南电网内部彻底划分为南、北网供电，500 kV闻韶站、济南站为北部电网电源站，500 kV长清站、蟠龙站和天衍站为南部电网电源站；在外部，济南电网与周边地市电网220 kV联络线全部打开，济南220 kV电网独立运行。

图1　济南电网结构

3　分区计算思路及整定计算区域

3.1计算子区域及区域间线路

根据coBase系统的整定计算策略计算子区域即为电网中单独划分出来的一部分区域，该区域与电网其他部分之间可有联络线路存在；整定计算时，可根据需要，在该区域独立设置其系统方式和初始方式，独立进行配合计算。因此，相邻地调所管辖的电网之间相当于两个子区域，同样的，同一地调所管辖的电网开环分割后，也相当于两个子区域，唯一的区别在于调度管辖范围不同，但对整定计算没有影响。从这个意义上说，地区电网间的开环线路（例如济南与泰安之间的220 kV党红线）与地区电网内部的开环线路（例如济南电网内部的220 kV许清线）本质上相同。

区域间联络线为线路两端厂站分属两个子区域，且正常闭环运行的线路。由于线路运行方式唯一（停运除外），故两端厂站方式设置遵从一般厂站方式设置原则。

区域间边界线路为线路两端厂站分属两个子区域，正常一侧开关开环运行热备用，特殊方式下可直供某一端厂站的线路。由于线路运行方式不唯一，故两端厂站方式设置方法与一般线路两端厂站方式设置方法有较大差异。

3.2整定计算区域划分

根据开环方案，济南电网内部的几条220 kV线路陆续开环运行后，开环线路可在“热备用”与“直配线”之间转换，这种灵活的运行方式也对其两侧厂站方式及系统方式设置提出了相应的特殊要求。因此，济南电网原有的整定计算方案的方式设置已无法适应电网下一步南北分区的运行方式。

为使新设计的计算方案完备且明晰，根据济南输电网电源分布、网架结构以及两个阶段的开环方案，确定以许清线—邢历线—邢韩线—济绣线—中明线为断面，将济南电网划分为南、北网两个子区域独立进行配合计算，如图1所示。第一次内部开环方式调整后，区域间边界线路为220 kV许清线、邢历线、邢韩线，区域间联络线为220 kV济绣线、中明线；第二次内部开环方式调整后，区域间边界线路为220 kV许清线、邢历线、邢韩线、济绣线、中明线，区域间已无联络线。该划分原则能够满足济南电网两个阶段开环的共同需要，最大限度地减少两个阶段衔接过渡时，方案调整的工作量。

接下来，对开环线路两侧厂站方式及系统方式做特殊处理，以适应南、北网计算时的不同要求。

4　coBase中开环线路两侧厂站方式设置

4.1总原则

对于其他子区域（例如省调或其他地调，以及本地区的其他子区域），本子区域厂站的方式设置应如实反映本子区域边界线路的开环情况。考虑到coBase系统中，与本子区域没有直接联系的其他子区域计算中只采用本子区域内厂站的初始方式，且系统默认方式1为初始方式，因此需将边界线路两端厂站的方式1设为边界线路本侧开关打开的开环运行方式（作为本站特殊方式处理），以便于其他子区域进行各自的整定计算时，无需手动调整，按照系统默认抓取初始方式即可。

子区域边界线路两侧厂站的方式设置原则。

1）需保证两侧厂站方式轮变的组合中不可出现使开环线路环网运行的方式组合。

2）本侧子区域配合计算时：本侧厂站所有正常方式均参与轮变；本区域中，边界线路的上一级线路需与本侧保护配合，即边界线路的本侧开关不可断开；边界线的本侧保护不需与对侧厂站其他线路配合，仅需考虑边界线路开环运行以及带对侧厂站一台主变运行的特殊方式，即本侧子区域抓取对侧厂站特殊方式。

3）对侧子区域配合计算时：需考虑边界线路开环运行的特殊方式；需考虑边界线带本侧厂站一台主变的特殊方式；不可抓取本侧厂站正常方式轮变，否则会产生开环线路环网运行的方式组合。

4.2两侧厂站方式设置方法

4．2．1一般开环线路设置原则

以许清线为例，说明coBase中济南电网开环线路厂站方式设置原则。图2中，许清线清河站侧开环，当局部电网供电能力不足及事故方式下，考虑220 kV许清线直供清河站（北网子区域）或许寺站（南网子区域）一台主变运行。

图2　许清线开环运行示意

清河站“基础厂站方式”设置（未提及的开关默认为闭合）。方式1（特殊方式）：许清线开关打开，1、2号变运行，1号变全部接地；方式2（正常方式）：许清线开关闭合，1、2号变运行，1号变全部接地；方式3（正常方式）：许清线开关闭合，1号变运行；方式4（正常方式）：许清线开关闭合，2号变运行；方式5（正常方式）：许清线开关闭合，1、2号变运行，2号变全部接地；方式6（特殊方式）：许清线开关闭合，许清线接带清河站1号主变，清河站高、中、低压侧母联均打开（在清河站220 kV侧，许清线与1号变位于一条母线，其余元件位于另一条母线，清河站完全分列为两部分运行）；方式7（特殊方式）：许清线开关闭合，许清线接带清河站2号主变，清河站高、中、低压侧母联均打开（在清河站220 kV侧，许清线与2号变位于一条母线，其余元件位于另一条母线，清河站完全分列为两部分运行）。

许寺站“基础厂站方式”设置（未提及的开关默认为闭合）。方式1（特殊方式）：许清线开关打开，1、2号变运行，1号变全部接地；方式2（正常方式）：许清线开关闭合，1、2号变运行，1号变全部接地；方式3（正常方式）：许清线开关闭合，1号变运行；方式4（正常方式）：许清线开关闭合，2号变运行；方式5（正常方式）：许清线开关闭合，1、2号变运行，2号变全部接地；方式6（特殊方式）：许清线开关闭合，许清线接带许寺站1号主变，许寺站高、中、低压侧母联均打开（在许寺站220 kV侧，许清线与1号变位于一条母线，其余元件位于另一条母线，许寺站完全分列为两部分运行）；方式7（特殊方式）：许清线开关闭合，许清线接带许寺站2号主变，许寺站高、中、低压侧母联均打开（在许寺站220 kV侧，许清线与2号变位于一条母线，其余元件位于另一条母线，许寺站完全分列为两部分运行）。

北网子区域“系统方式”设置。清河站方式2、3、4、5均设为相关方式（正常方式），许寺站的方式1、6、7设为相关方式（特殊方式）。

南网子区域“系统方式”设置。许寺站方式2、3、4、5均设为相关方式（正常方式），清河站的方式1、6、7设为相关方式（特殊方式）。

“初始方式”设置。在北网子区域，清河站方式2与许寺站方式1设为初始方式；在南网子区域，清河站方式1与许寺站方式2设为初始方式；在其他地区电网中，清河站方式1与许寺站方式1设为初始方式。

与此相似，地区电网间的开环线路——220kV党红线两侧厂站，以及地区电网内的开环线路——220kV邢韩线一端的韩仓站、邢历线一端的历城站也按照上述原则进行方式设置。由于邢村站连接两条开环线路，故下面对邢村站方式做特别说明。

4．2．2接有两条开环线路设置原则

以邢村站为例，说明接有两条开环线路的厂站方式设置原则。图3中，邢韩线邢村站侧开环、邢历线历城站侧开环，当局部电网供电能力不足及事故方式下，考虑220 kV邢韩线直供韩仓站（北网子区域）或邢村站（南网子区域）一台主变、220 kV邢历线直供历城站（北网子区域）或邢村站一台主变。

图3　邢韩线、邢历线开环运行示意

图4　邢村站主接线

邢村站“基础厂站方式”设置（未提及的开关默认为闭合）。图4为邢村站主接线简图。设置邢村站厂站方式时，不考虑邢韩线、邢历线同时分别直供邢村站一台主变的极端特殊情况。同时，设置的厂站方式轮变时，不应出现使邢韩线、邢历线任一线路合环运行的方式组合。

方式1（特殊方式）：邢韩线开关打开，邢历线开关打开，1号、2号变运行，1号变全部接地；方式2（正常方式）：邢韩线开关闭合，邢历线开关闭合，1号、2号变运行，1号变全部接地；方式3（正常方式）：邢韩线开关闭合，邢历线开关闭合，1号变运行；方式4（正常方式）：邢韩线开关闭合，邢历线开关闭合，2号变运行；方式5（正常方式）：邢韩线开关闭合，邢历线开关闭合，1号、2号变运行，2号变全部接地；方式6（特殊方式）：邢韩线开关闭合，邢历线开关打开，邢韩线接带邢村站1号主变，邢村站高、中、低压侧母联均打开（在邢村站220 kV侧，邢韩线与1号变位于一条母线，邢历线断开，其余元件位于另一条母线，邢村站完全分列为两部分运行）；方式7（特殊方式）：邢韩线开关闭合，邢历线开关打开，邢韩线接带邢村站2号主变，邢村站高、中、低压侧母联均打开（在邢村站220 kV侧，邢韩线与2号变位于一条母线，邢历线断开，其余元件位于另一条母线，邢村站完全分列为两部分运行）；方式8（特殊方式）：邢历线开关闭合，邢韩线开关打开，邢历线接带邢村站1号主变，邢村站高、中、低压侧母联均打开（在邢村站220 kV侧，邢历线与1号变位于一条母线，邢韩线断开，其余元件位于另一条母线，邢村站完全分列为两部分运行）；方式9（特殊方式）：邢历线开关闭合，邢韩线开关打开，邢历线接带邢村站2号主变，邢村站高、中、低压侧母联均打开（在邢村站220 kV侧，邢历线与2号变位于一条母线，邢韩线断开，其余元件位于另一条母线，邢村站完全分列为两部分运行）。

北网子区域“系统方式”设置。在设置北网子区域系统方式时，将邢村站的方式1、6、7、8、9设为相关方式（特殊方式）。

南网子区域“系统方式”设置。在设置南网子区域系统方式时，将邢村站的方式2、3、4、5设为相关方式（正常方式）。

“初始方式”设置。在北网子区域，邢村站的方式1设为初始方式；在南网子区域，邢村站的方式2设为初始方式；在其他地区电网中，邢村站的方式1设为初始方式。

5　结语

济南电网内部开环运行后，由于开环线路在特殊情况下可直配任一端变电站的一台主变，造成线路及两端厂站运行方式多变，且某些运行方式之间互斥，因此在配合计算时，简单的厂站方式轮变组合将会造成计算结果的错误。若采用逐一添加排除条件的办法，在较为复杂的电网结构中工作量巨大，难以实现且极易出错。而通过根据开环线路断面划分计算子区域的方法，在不同的子区域中有选择性地关联同一厂站的不同运行方式，各个子区域相对独立地进行配合计算，如此处理起来较为简单明了，避免了大量添加排除条件的麻烦，有效解决了电网内部线路开环运行给配合计算带来的问题。

参考文献

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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

中图分类号：TM732

文献标志码：B

文章编号：1007-9904（2016）02-0050-05

收稿日期：2015-10-04

作者简介：

李广（1986），男，工程师，从事继电保护整定相关工作。