一种110千伏电网结构的分析与应用实践

薛恒宇 王宏

摘要：分析对比了三类典型的110千伏电网结构方式，并重点对链式电网结构中单链结构的优点进行分析。在此基础上，以廊坊电网为例，提出了以单链作为110千伏电网网架的规划目标，并对廊坊电网实践中的三种规划方案进行了分析，说明了在市建成区或负荷集中地区单链结构是一种值得选取的目标电网结构。

关键词：电网结构；分析；应用

作者简介：薛恒宇（1992-），男，河北廊坊人，同济大学电子与信息工程学院本科生。（上海 200092）王宏（1974-），男，内蒙古杭锦后旗人，河北廊坊供电公司，高级工程师，注册安全工程师。（河北 廊坊 065000）

中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）06-0247-02

国家电网公司2013年6月发布了《配电网规划技术导则》（以下简称《导则》）的企业标准，其中明确了110千伏电压等级为配电网。《导则》中将110千伏电网结构分为三大类共7种，三大类是指辐射、环网、链式结构。辐射和环网结构110千伏变电站上级是同一个220千伏变电站。链式结构包括单链、双链和三链，为110千伏变电站供电的是不同220千伏变电站。依据《导则》对双电源的定义：分别来自两个不同变电站，或来自不同电源进线的同一变电站内两段母线。可以看出，链式结构110千伏变电站是双电源，而辐射和环网结构的110千伏变电站不是双电源。链式结构变电站由于是双电源，供电可靠性最高。因此，在供电可靠性相对要求较高的市中心区域及负荷密集地区一般采用链式电网结构。

一、单链式电网结构的优点

图1列出了链式结构的四种典型接线方式。单链是为负荷提供双电源供电电網结构中最简单、投资最少、占用资源最省的接线方式。主要表现在三个方面：一是减少了线路走廊资源的占用。单链变电站一般2路进线，而双链和三链分别为4路和6路进线，前者占用的通道资源较少、投资最省。二是节省了变电站的用地。两回进线的高压侧母线一般采用内桥接线方式，该种接线方式使用4台断路器（按3台主变考虑，下同），结构简单。四回进线的母线一般采用单母线分段。该种接线方式使用8台断路器，即有8个110千伏间隔。六回进线的母线一般采用双母线接线方式。该种接线方式使用10台断路器，即有10个110千伏间隔。相比之下，单链占用的变电站用地最少，同样，投资最少。三是作为地区推荐的目标电网结构，供电区域内的电网可根据电网建设阶段、供电安全水平要求和实际情况，发展初期及过渡期可采用过渡电网结构，通过建设与改造逐步实现推荐的目标电网结构。如发展初期，220千伏变电站布点少，电网采用辐射结构。220千伏变电站布点增加，辐射结构也便于向单链结构过渡。

单链电网结构中的110千伏变电站与辐射和环网结构变电站相比，110千伏变电站实现了双电源供电，满足供电可靠性要求高的区域需求；与双链和三链相比，在投资和自然资源节省等方面具有优势。因此，在编制市建成区或城镇中心区电网规划时，考虑规划区域商业、住宅相对集中且对用电可靠性要求较高，而同时电力建设用地资源和线路走廊又相对紧张的实际，适宜选取单链结构作为110千伏电网的规划建设目标。

二、在廊坊地区电网中的应用实践

单链电网结构是廊坊电网110千伏规划目标网架，网络之间形成较为完善的互相支援结构，110千伏变电站实现了双电源供电。

1.电网结构由辐射式提升为单链式

电网建设初期，供电范围内负荷相对较小，用户的可靠性相对较低，此时电网电源布点较少，电网结构较为简单，一般采用辐射式供电，即电源（220千伏变电站）——110千伏变电站的结构。随着城镇用电的持续增加和电气化铁路的不断建设，对供电可靠性的要求越来越高，需要双电源110千伏变电站为负荷供电，此时220千伏变电站布点也不断增加，110千伏电网此时具备了由辐射结构提升为供电可靠性更高的单链结构。

如图2所示，2013年霸州中西部主要由康仙220千伏站（主变容量2×180兆瓦，由霸州500千伏站供电）供电，所带的110千伏变电站为许庄、辛店和何庄，110千伏电网都为辐射结构。由于仅有康仙220千伏站一个电源，许庄、辛店供电的可靠性不高，康仙站故障时存在全站停电的危险或检修时存在限电的情况。

近几年随着霸州城区居民、温泉商务和旅游用电需求的不断增加，原有变电站不能满足负荷需求。新建了赵家务220千伏变电站（主变容量2×240兆瓦，由固安500千伏变电站供电）和沙城110千伏变电站为该区域供电，2014年赵家务投运，2015年沙城站投运。赵家务220千伏站为原有3个110千伏变电站提供了第二个电源接入点，即通过新建赵家务到许庄两回、到何庄两回，同时辛店站两回双T线路改为∏入；新建的沙城站∏入赵家务和康仙站之间的联络线，如图3所示。2015年电网结构成为单链结构，每个110千伏变电站都有2个220千伏站供电，且2个220千伏变电站由不同的500千伏变电站供电，供电的可靠性大为提高。尤其是辛店和许庄站，运行方式相比以前更加灵活，检修时停电范围大为缩小，减少了倒闸操作工作量，降低了变电运行人员的安全风险。

对比2013年与2015年霸州中西部电网结构可以看出，随着220千伏变电站的布点增加，110千伏网架由初期的辐射发展到单链的目标网架，电网结构得到有效改善，该地区电网结构更加坚强。

2.电网结构由双链过渡为单链

双链结构中T接方式，建设初期由于供电负荷相对较小，接线简单，同时也节省了从变电站直接出线占用的大量线路通道，比较适应当时的情况。但在运行过程中，线路发生外力破坏，尤其是搭接点同塔并架受外力破坏后易发生大面积停电事故。该种接线防范事故风险的能力较低。近年来110千伏下级10千伏配电网网架结构的不断建设和完善，T接的变电站主变停电后，负荷由联络的其他变电站的10千伏配网带出，T接的变电站具备了全站停电的条件。此时，在T接点对线路进行切改，T接变电站的双回线路由T接改造为∏接，电网结构由双链过渡为单链式，供电的可靠性进一步提高。廊坊市区南部110千伏网架建设发展过程是一个典型的例子。

廊坊市区南部集中了廊坊的龙河工业园、安次工业园等3个工业产业园区。图4为2013年该区域110千伏电网的结构示意图，电网结构为双链T接，即由两个220千伏变电站作为电源，通过两条110千伏线路联结，110千伏变电站分别T（搭）接在两条联络线路上。该种结构的最大弱点是110千伏变电站可靠性相对较低，一条线路故障时所有连接线路全部跳闸，电网防范事故能力相对较差；且线路检修时停电范围较大，一条线路检修时涉及到所有变电站的倒闸操作，变电运行人员的安全风险较大。

编制电网规划时，将王常甫110千伏变电站的双T改造为∏接，新建的南孟、相士屯110千伏变电站∏接入电网，如图5所示。可以看出，2015年电网结构成为单链式，运行较为灵活，任何一条线路检修或故障不影响其余线路的正常运行，可靠性明显提高。远期根据园区负荷需求发展，可在单链中接入新的110千伏变电站，每条单链中最多接入3个110千伏变电站。

对比2013年与2015年廊坊市区南部电网结构可以看出，110千伏网架由初期的双链发展到单链的目标网架，110千伏新建输变电工程直接破入原有的110千伏线路，投资大为减少。2015年廊坊市區南部110千伏网架形成单链式，110千伏变电站运行方式更加灵活，任一条线路故障时仅故障线路停电，停电范围比以前明显减少，对网络的冲击和影响减到最小。

3.建立电源间的联络

220千伏电源点或220千伏变电站布点少，220千伏网架结构较为薄弱的地区，220千伏电源点（220千伏变电站）的联络和支撑可以通过下一级电压等级即110千伏电网结构的完善来实现。这种通过110千伏通道传输的电力容量虽然有限，但在220千伏变电站发生事故时，可以通过110千伏通道为220千伏事故变电站的110千伏母线供电，能满足相当一部分负荷的供出，最大限度减小停电范围。廊坊三河燕郊地区110千伏电网规划即是典型一例。

三河市燕郊镇西临通州区，交通便利，明显的区位优势使该区域商业、居民地产的用电增速一直保持高位增长，也是廊坊地区电网建设投入的重点区域。邵府220千伏变电站是目前为燕郊南部提供电源的唯一220千伏变电站，其所带一街110千伏变电站为辐射结构。邵府站由三河电厂甲母线供电，如图7所示。

规划建设的中赵甫220千伏变电站位于燕郊中部，其电源为三河电厂的乙母线。三河电厂的甲乙两段母线无电气连接。中赵甫110千伏线路一回连接一街110千伏站，另一回成为与邵府站110千伏之间的联络线。三河电厂一段母线停电时，通过110千伏联络线及中赵甫到一街到邵府的单链，建立中赵甫与邵府互相支援的结构，减少电源故障时的停电风险。

三、结论

220千伏变电站的不断建设为110千伏网架结构的完善提供了有利条件。110千伏电网结构采用单链作为目标网架，由不同的220千伏变电站供电，110千伏变电站具备了为用户提供双电源的供电条件。同时，考虑了线路走廊和变电站占地等自然资源的最少消耗，极大压缩了110千伏输变电工程的投资。因此，在市建成区或负荷集中地区，单链式是一种值得选取的目标电网结构。

（责任编辑：王祝萍）