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1、第二十九届中国电网调度运行会收录论文全集第二十九届中国电网调度运行会收录论文全集 - 1 - 江苏220kV电网分区运行及限制短路容量方 案的探讨 朱 寰，刘国平 （江苏省电力公司调度通信中心，南京 210024） 摘 要：摘 要： 随着电网规模的不断扩大和 500kV 电网结构的加强， 江苏 220kV 电网短 路容量超标问题日益突出，严重影响着系统的安全稳定运行。文章通过对江苏电 网短路电流水平的分析，提出了分区运行等限制短路电流的措施，并对实现 220kV 电网分区运行的重点问题进行了探讨，为电网规划和运行提供了有益的建 议。 关键词： 关键词：电网；分区运行；短路容量；限制措施 0 引
2、 言 江苏省是我们国家的经济大省， 近几年处于经济的高速增长期， 全省用电量增长突飞猛 进， 电网用电负荷节节攀升。 2004 年全省统调用电量 1593.36 亿 KWH， 最高用电负荷 2456.0 万 KW， 最高日用电量 5.38 亿 KWH。 全省总装机容量 2397.92 万 KW， 占华东电网总装机的 30.1 。作为华东电网最大的组成部分，江苏电网经过数十年的发展，已初步形成了以 500 千伏 环网为主网架，220 千伏电网逐步分层分区运行的电网格局。本文对江苏电网的短路电流水 平和限制系统短路电流的措施进行了研究分析， 并对实现 220kV 电网分区运行的重点问题进 行了探讨
3、，对电网的规划和运行提出了有益的建议。 1 近五年江苏电网 220kV 侧短路电流水平的变化情况 近五年来江苏用电负荷增长迅猛，2000 年江苏电网最大用电负荷 1487.4 万 KW，2004 年达到了 2456.0 万 KW， 年平均增长率超过了 10。 五年里江苏的电网结构也得到了很大的 加强，2000 年底江苏电网 500kV 变电所仅 8 座，变电容量为 550 万千伏安，截至 2004 年底 江苏电网 500kV 变电所 17 座，变电容量增加到 1900 万千伏安。500 千伏过江中通道、东通 道的先后建成投运形成了江苏电网目前北电南送的过江断面； 500 千伏武南梅里车坊双 线
4、建成投运， 形成江南电网西电东送的南通道。 至此江苏 500 千伏主网已基本形成“日”字 形双环网网络。 电网的快速发展使得全网的短路电流水平不断提高， 越限情况十分严重， 2000 年-2004 年部分厂站 220kV 母线短路电流增长情况如表 1 所示。 表 1 2000 年-2004 年部分厂站 220kV 母线短路电流增长情况 单位：kA 南京 镇江 常州 无锡 苏州 徐州 东善桥变谏壁电厂 武南变斗山变 石牌变 车坊变 徐州电厂 2000 年 27.4 41.1 30.0 43.3 无 无 33.9 2001 年 32.7 42.0 38.9 56.1/48.023.6 35.5 3
5、4.4 第二十九届中国电网调度运行会收录论文全集第二十九届中国电网调度运行会收录论文全集 - 2 - 2002 年 35.3 42.3 40.1 48.9 32.0. 36.6 38.6 2003 年 38.9 47.5 40.9 54.3/48.041.0 45.5 39.2 2004 年 42.9 49.8 46.8 48.4 57.7/4653.5/45 44.1 额定遮 断电流 50 50 50 50 50 50 50 注：/表示 全合环方式/采取措施后的短路电流 表 1 列出了短路电流超标问题最为严重的苏南五市和徐州地区的代表厂站在 2000 年 -2004 年短路电流水平变化情况，
6、 可以看到近几年来上述地区电网 220kV 侧短路电流增长十 分迅速，至 2004 年底全合环方式下均已接近或超过其额定遮断电流。回顾短路电流的发展 历史：2001 年夏季高峰前随着 500kV 石牌变、车坊变等输变电工程的建成投运，全合环方 式下 500kV 斗山变的 220kV 母线三相接地短路电流首次超标， 为此常锡间 4 条 220kV 联络线 实施了解环，苏南电网分为宁镇常和苏锡两片运行；2003 年随着武南东亭降压运行线路 等输变电工程的投运， 500kV斗山变的220kV母线三相接地短路电流又一次超过其额定电流， 为此实施了胶山分排、 董浜分排、 武南东亭双线馈供等局部运行方式的
7、调整来限制短路电 流；2004 年 3 月 25 日，500 千伏张家港变及其配套工程投运后，苏锡间 7 回 220 千伏线路 实施解环运行，解决了苏、锡 220 千伏电网短路电流超标的矛盾，同时进一步提高了苏、锡 两市电网的供电能力，使得 500/220 千伏电网的潮流分布更趋合理。2004 年 12 月 31 日石 牌#2 主变建成投运后， 500kV 石牌和车坊变的 220kV 母线三相接地短路电流超标， 苏州电网 石牌、车坊间 220 千伏联络线解环运行，标志着江苏地区电网内部分层分区运行的开始。 2 2005 年江苏电网短路电流水平现状及控制措施探讨 2.1 2005 年江苏电网短路
8、电流水平现状 2005 年是江苏电网的基建投产年，预计全年新增装机容量约 1400 万 kW，占 2004 年底 现有装机总容量的 58.4.随着大规模电源的接入系统，500/220kV 主网的短路电流急剧增 加， 截止 2005 年底， 江苏电网将有 3 个 500kV 变电站的 500kV 母线和 10 个 500/220kV 厂站 的 220kV 母线三相短路电流陆续超过其额定遮断电流。表 2 列出了江苏电网部分枢纽变在 2004 年底2005 年底期间短路电流的变化情况。面对如此严峻的形势，必须考虑采取一系 列措施来限制系统短路电流，确保电网安全运行。 表 2 2004 年底2005
9、年底江苏电网部分枢纽变全合环方式下短路电流 单位（kA） 变电站 2004 年底 2005 年中 2005年底额定遮断电流 500kV 母线 49.9 54.3 63.4 63 石牌 220kV 母线 57.7 62.2 66.2 50 车坊 220kV 母线 53.5 60 66.5 50 500kV 母线 54.2 59.5 63.1 63 武南 220kV 母线 46.8 52.4 56.7 50 500kV 母线 49.8 53.6 58.1 50 斗山 220kV 母线 48.4 49 52 50 张家港 220kV 母线 41.7 42.6 50.5 50 梅里 220kV 母线
10、46.5 48 48.4 50 第二十九届中国电网调度运行会收录论文全集第二十九届中国电网调度运行会收录论文全集 - 3 - 徐州电厂 220kV 母线 44.1 52.1 53 50 任庄 220kV 母线 43.9 51.6 53 50 2.2 2005 年控制电网短路电流措施的探讨 2.2.1 局部地区解环运行 2005 年江苏主网呈现出全网性短路电流超标的趋势，分层分区已经势在必行。本着降 低系统短路电流、优化电网潮流、简化电网结构等原则，考虑实施分层分区方案如下： （1）江南江北 220kV 电网分片运行 220kV 过江线谏泰双线多年来一直为江苏电网的北电南送作出重大贡献，但由于其
11、与 500kV 过江线构成了强电磁环网， 从而一定程度上制约了 500kV 过江通道的输送能力。 随着 500kV 过江西通道的建成投运，将具备条件解开过江断面的 500/220kV 电磁环网，同时也可 以有效缓解谏壁电厂 220kV 母线短路电流超标的矛盾，使电网结构更清晰。 （2）苏州 220kV 电网南北分片运行 常熟电厂期#1、2 机组、吴江#1 主变投运后，车坊、石牌 220kV 母线三相短路电流将 超开关额定遮断电流。为此结合远景规划考虑选择石牌变和车坊变供电范围之间的 6 回 220kV 线路实施解环运行，苏州电网分为南、北两片运行。 （3）镇江 220kV 电网东西分片运行 谏
12、壁电厂技改两台机组全部投运后， 谏壁电厂、 官塘变 220kV 母线三相短路电流超开关 额定遮断电流。考虑到谏壁电厂出线东送常州西送南京，故选择此断面解开镇江电网，将镇 江西部电网并入南京电网， 镇江东部电网并入常州电网， 实现了镇江 220kV 电网东西分片运 行。 根据初步研究结果，至 2006 年，江苏 220 千伏电网将初步形成苏州（南部） 、苏州（西 部） 、苏州（东北部） 、无锡（东南部） 、无锡（西南部） 、无锡（中北部） 、宜兴常州（南部） 、 常州（北部）镇江（东部） 、镇江（西部）南京（江南） 、南京（江北）扬州、泰州南通盐城、 徐州宿迁淮阴连云港共 12 片电网运行。为了
13、保证分区运行后地区电网的供电可靠性及提高 全网供电能力，同时也为电网分区运行创造条件，必须加快江北、龙潭、锡西南、苏州西、 武北、连云港等 500 千伏项目的实施进度。 2.2.2 局部地区运行方式调整 对于暂不具备分区运行条件的地区电网， 按工程进度作短路电流水平的滚动计算， 适时 调整电网运行方式。 这些运行方式的调整一般作为限制系统短路电流水平的过渡方案， 电网 运行方式的灵活性和供电可靠性将难免受到一定的影响， 最终必须结合电网规划实现分层分 区，简化电网结构。 （1）常州电网运行方式调整 戚墅堰#1 燃机建成并入武南 220kV 母线后，武南变 220kV 母线三相短路电流将超开关
14、额定遮断电流。 方式调整考虑实施武南变空出 220kV段或段母线， 戚墅堰#1 燃机通过电 厂至武南变线路、武南变 220kV段或段母线、南运 4581/82 双线改并宜兴电网运行，可 以有效的限制武南变 220kV 母线短路电流在额定遮断电流以内。 该方式是迫于解决短路电流问题而采取的临时方式， 方式调整后武南变 220kV 分段开关 第二十九届中国电网调度运行会收录论文全集第二十九届中国电网调度运行会收录论文全集 - 4 - 正常潮流较大，武南#4 主变跳闸将导致过载；同时宜兴电网少了 2 回 220kV 受电联络通道， 牺牲了一定的供电可靠性。 待常州地区新的 500kV 电源点投运后将
15、考虑实施常州电网内部的 分区方案。 （2）无锡电网运行方式调整 夏港期#6 机建成投运后，斗山变 220kV 母线三相短路电流超开关额定遮断电流。届 时将视潮流情况选择开断斗山变部分 220kV 出线。 （3）徐州电网运行方式调整 三堡#2 主变投运后， 徐州电厂、 任庄变 220 kV 母线三相短路电流超开关额定遮断电流。 考虑实施彭任 4683/84 双线与任贺 4680/82 双线搭接方式， 可以有效的限制徐州地区 220kV 断路器短路电流在额定遮断电流以内。同时启用 220kV 潘邵 2622 线路过负荷解列措施以提 高徐州地区电力送出能力，但存在一定的运行风险。 2.2.3 采取措
16、施限制新投产机组对电网的短路电流注入 2005 年大规模电源的接入使得地区 220kV 电网短路电流急剧增加，表 3 列出了 2005 年 苏州地区新投产电源对 220kV 电网短路电流的影响。据此我们可以考虑对稳定性较好的苏 中、苏南电网新建电源，采取装设串联电抗器、采用高阻抗变压器等技术手段，最大程度地 限制新投产机组对电网的短路电流注入， 并以此作为电源接入电网的一个必要条件， 避免因 某一电源点接入造成电网结构或方式的大幅调整。 同时在规划中也考虑从苏州电网中切出一 部分机组接入上海电网， 而不是通过苏锡电网向上海电网送电， 这种方案可以同时有效降低 江苏石牌变和上海徐行变的短路电流。 表 3 2005 年苏州地区新投产电源对苏州 220kV 电网短路电流的影响 对苏州电网短路电流影响（kA） 预计投产日 期 电源名称 容量 (万 kW) 石牌 220kV 母线 车坊 220kV 母线 张家港 220kV 母线 2 月 28 日 太仓港环保三期#6 30 +0.75 / / 3 月 31 日 常熟第二发电厂#1 60 +0.4 / / 7 月
