电力系统的电磁环网.ppt

（河北电力调度通信中心，河北石家庄050021） 摘要：介绍了河北省南部电网电磁环网运行方式对电网安全稳定的影响及采取的相应措施，分析了电网安全自动装置对保障电网稳定运行的重要意义，提出了500 kV网架发展成熟后解环运行的建议。

关键词：电磁环网；电网稳定；自动装置；解环Abstract:This paper introduces the influence of the operating mode of electromagnetic loop network in southern Hebei power system on the power system stability,the countermeasures are also put forward.The author analyzes the significance of automation devices for the stability of the power system ,and proposessuggestions to break out the electromagnetic loop after the 500 kV power systemis developed.Keywords:electromagnetic loop network；power system stability；automation devices；break out loop高低压电磁环网是指两组不同电压等级的输电线路，通过两端变压器磁或电磁耦合回路连接所构成的环形电网。

河北省南部电网(以下简称河北南网)目前处于500 kV高压输电网发展的初期，500 kV网架比较薄弱，为了合理利用输变电资源，满足用户的要求，电网只能采取500/220 kV高、低压电磁环网的运行方式。

河北南网110 kV系统与220 kV系统在正常方式下采用分裂运行方式，但在特殊情况下,为提高供电可靠性和经济性,不因方式的改变降低用户的电能品质，需短时间低压合环运行，形成220/110 kV电磁环网运行的方式，但这种方式必须经计算验证，在不影响系统正常运行方式、不影响继电保护及安全自动装置正常动作、不造成系统局部过电压、过负荷的前提下方可环网运行。

电磁环网基础知识电磁环网简介电磁环网是指不同电压等级运行的线路．通过变压器电磁回路的联接而构成的环路。

一般情况中，往往在高一级电压线路投入运行初期，由于高一级电压网络尚未形成或网络尚不坚强，需要保证输电能力或为保重要负荷而运行电磁环网。

高低压电磁环网中高压线路断开引起的负荷转移很有可能造成事故扩大、系统稳定破坏。

国内220kV/110kV电磁环网已基本解环运行，但220kV 及以上电磁环网仍大量存在。

多年来，学者和业界人士已对电磁环网开展了大量的分析和探讨，指出需重视线路无故障跳线校核等。

一般认为电磁环网的缺点和风险主要包括：①上级电网故障后功率转移导致下级电网过载，其原因是上下级电网输电能力的不匹配；②上级电网故障后阻抗突增引发暂态失稳甚至系统振荡，其原因是上下级电网阻抗的不匹配；③系统短路水平增加，下级电网短路易超标；④网络结构不清晰，潮流转移特性复杂，增加了不可控的连锁故障风险；⑤增加了保护整定和二三道防线配置的困难。

从结构上看，电磁环网和同一电压等级元件构成的普通环网并无本质区别，最大的不同在于：电磁环网由于上下级电网阻抗和传输容量相差较大导致不均衡特性较为突出。

而合理的且能充分发挥自身能力的电网一般结构特性较为均衡。

随着电力系统的不断发展，电磁环网的形态愈加丰富和多样，有必要进行系统性分析，采取不同的应对策略。

弱环型与强环型根据电磁环网的结构强弱，电磁环网可分为以下几种类型：1）典型弱环网上、下级电网均薄弱的为典型弱环网，该结构的热稳定、暂/动态稳定较差，上级电网输电能力严重受限且不具备解环条件，与下文弱环Ⅰ型的共同点是上级通道故障后其潮流100%转移至下级电网。

2）弱环网Ⅰ型上级电网薄弱（发展不完善）而下级电网相对坚强的可定义为弱环网Ⅰ型，其主要问题是上级电网故障后功率转移可能导致下级薄弱环节元件过载。

3）弱环网Ⅱ型上级电网坚强而下级电网相对薄弱的可定义为弱环网Ⅱ型，上级电网的某一通道故障，潮流主要在上级电网内部转移，穿越下级电网的潮流较小，且系统阻抗没有显著增加，正常方式下运行风险较小，但在上级电网检修时可能存在典型弱环网的特性。

楚雄电网电磁环网及断环点理论分析与探讨石丽波摘要：基于楚雄电网实际存在的电磁环网，分析合环、解环运行的风险，并针对地区电网的220kV线路的热稳问题及片区新能源送出情况，考虑采用调整运行方式，设置断环点，同时在断环点加装220kV备自投装置的措施建议关键词：电磁环网；稳定；运行；断点；风险电力系统中的电磁环网是指不同电压等级的输电线路通过变压器电磁回路联接而成的环型电网，是电网向高电压等级发展过程的产物。

随着电网快速发展，500kV网络已经成为输变电主网络，2017年楚雄州第二座500kV变电站鹿城变建成，楚雄电网形成500/220kV鹿城-和平高低压电磁环网。

此时若将500/220kV电磁环网合环运行，不仅可能出现网损增大的经济问题，还可能出现严重的稳定问题；另一方面，若简单的将500/220kV电磁环网解环运行，则将削弱网络结构，使运行可靠性降低。

从500/220kV电磁环网的结构出发，分析楚雄电网电磁环网合环、解环运行的风险，并提出规避风险的建议，以解决电磁环网能否合环运行，怎样运行的问题，提高楚雄电网安全运行水平。

1、电磁环网运行原则电磁环网合环运行，易发生多重严重故障潮流转移引发次生稳定问题，最终导致在恶性连锁反应过程中系统崩溃、事故扩大。

将电磁环网解环是一项重要的防范系统崩溃的安全措施，但断开电磁环网又存在局部电网供电可靠性下降、发生一般或较大事故风险概率增加的问题。

统筹考虑上述因素，电磁环网的断、合环方式及其潮流控制主要遵循以下原则：（1）当电磁环网合环运行方式存在设备遮断容量超标问题或不满足负荷供电需求时，则提出断环措施并辅以备自投、低频低压减载等二次措施，尽可能减少故障后的负荷损失，尽量降低事故不良后果。

（2）按照《电力安全事故应急处置和调查处理条例》（国务院令第599号）的事故判断标准，对于断环后即单一供电的县级及以上城市，如存在 N-1故障即导致一般及以上事故情况的，优先采取合环运行方式，并控制关键断面潮流以满足N-1安全标准，保持系统稳定运行，不损失负荷，其它元件不超过规定的事故过负荷能力。

江西东部电网与主网电磁环网解环运行分析邬静【摘要】随着江西电网不断扩大,接入500 kV电源点不断增多,500 kV鄂赣第三回联络线建成投产网间受电大幅提高,江西电网500 kV系统输送潮流增大,系统短路容量也逐步提高,高低压电磁环网的问题日益突出.本文根据江西电网解环方案,结合实际情况对江西东部电网与江西主网解环运行进行分析.【期刊名称】《江西电力》【年(卷),期】2010(034)006【总页数】3页(P21-23)【关键词】电磁环网;电磁解环;短路容量【作者】邬静【作者单位】南昌供电公司,江西南昌,330000【正文语种】中文【中图分类】TM7321 江西500 kV主网构架电网内部仍保持电磁环网运行。

图1为江西东部电网示意图。

江西电网现有500 kV变电站12座，500 kV线路31条，接入500 kV系统发电厂4座，500 kV中部环网已经形成，并以此为核心形成东至上饶、西抵萍乡、南达赣州的双回路辐射形网架，500 kV主网架已成为电力输送主要通道。

2 东部电网概况图1 东部电网示意图江西东部电网现有火力发电厂3座，总装机容量2 300 MW，现有南乐I、II线和鹰抚I线三回500 kV线路以及梅余线、月梅线和铜里线三回220 kV线路与主网联系,且有四台500 kV主变，能够满足解环后正常方式下和一回联络线检修时的运行安全性和可靠性，已初步具备与主网解环运行的条件。

根据江西电网解环方案，通过将梅余线、月梅线短接，断开220 kV铜里线实施解环，解环后，东部电网通过500 kV南乐I、II线、抚鹰线与主网相联，东部3 江西东部电网与主网电磁环网运行存在的问题电力系统的电磁环网是指不同电压等级的输电线路通过变压器磁或电磁耦合构成的环形电网。

电力系统在高一级电压等级网络尚未成熟的情况下,为了获取大的网络传输功率以合理利用廉价资源,满足用户对最大用电的要求,不得不采用电磁环网运行。

所以在江西电网500 kV网架建设的初期，只能是采取电磁环网运行，这样就给电网运行带来种种弊端。

电磁环网是指不同电压等级运行的线路，通过变压器电磁回路的连接而构成的环路。

广东乳源县110kV鹰峰变电站和35kV候公渡变电站10kV馈线构成了一个电磁环网，如图1所示。

平时10kV候公渡线柱上油断路器QF断开，系统处于开环运行。

1 运行中出现的异常情况近年来，乳源县供电部门为提高供电可靠性，拟将10kV候公渡线柱上油断路器QF合上，使环网闭环运行。

为此，采用核相仪在柱上油断路器QF两侧进行核相试验，试验结果（以35kV候公渡站侧相序为参考相序记录）记录如下：1.1 相对地电压候公渡变电站侧：鹰峰变电站侧：a相对地6400V a'相对地6300Vb相对地6600V b'相对地6400Vc相对地6400V c'相对地6300V1.2 相间电压见表1。

正常情况下，相间电压试验结果应为表2数值（允许有少量的偏差）：相同两相间的电压差接近为零，不同两相间的电压差应接近电网的线电压12kV，由于乳源县35kV候公渡变电站和110kV鹰峰站系统主要用于地方小水电上网，因此，母线电压比电力系统额定电压10kV 要高。

显然，试验结果与正常情况相差很大，相同两相间存在很大的电压差。

因此10kV候公渡线柱上油断路器QF合不上，不能闭环运行。

3 异常情况的分析用Ua、Ub和Uc分别表示油断路器QF候公渡站侧线路的a相、b相和c相对地电压，用Ua'、Ub'、和Uc'、分别表示鹰峰站侧线路的a'相、b'和c'相（以35kV候公渡站侧相序为参考相序）对地电压。

对试验结果进行分析，可知油断路器QF两侧线路对地电压的相位关系，如图2所示，而正常情况下油断路器QF两侧线路对地电压的相位关系应为图3所示。

显然，油断路器QF两侧线路对地电压的相位发生了偏移。

在图1所示系统中，能使相位发生偏移的电气设备只有两个变电站的主变压器。

110kV鹰峰站主变压器联结组别为YN，yn0，d11。