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摘要:输电线路截面的选择在电力网发展中一直是一个备受关注的话题。超高压变电站在电网中一般处于枢纽地位,以500kV/220kV/35kV(66kV)降压变电站居多,若其输电线路截面选择过小则往往成为电网发展的瓶颈。文章结合实际工作经验,从电力规划的角度,提出了与规划主变容量相匹配的超高压变电站各级输电线路截面的简化选择方法。
关键词:输电线路;导线截面;超高压变电站;500kV变电站
电力网导线截面的选择方法,通常要根据电力网的性质确定。超高压变电站一般指500kV变电站,随着电网的快速发展,电网中500kV变电站的建设力度不断加大。超高压变电站输电线路截面的选择不仅要满足电网建设初期电力传输要求,而且应适应电网远景的发展要求。文献[1]指出,“导线截面的选择应考虑线路投入运行后5~10年的发展,在计算中必须采用正常运行方式下经常重复出现的最高负荷,但在系统发展还不明确的情况下,导线截面不宜选的过小。”从电力规划角度讲,“重复出现的最高负荷”在导线选择中往往是个较难明确的量,也成了导线截面计算的难点所在。本文则另辟蹊径,对500kV变电站500kV输电线路、220kV输电线路截面的选择从不同的角度提出了不同的简化选择方法(500kV变电站低压侧一般不设计送出线路,因此本文不考虑低压侧线路截面的选择)。
1 电力系统的构成
电力规划是从电力网架结构角度宏观把握,因此有必要了解电力系统的构成:简单来讲,电力系统由发电厂、输电线路、变电站、用户(包括各种用电设备)四大部分构成,如图1所示:
随着社会经济的迅猛发展,电网建设也随之进入高速发展时代。电力规划(主要指输电网电力规划)和电网建设二者之间更形成一种相辅相成的关系:电力规划制约着电网建设,电网建设影响电力规划。输电线路作为电力网中一个极其重要的环节,其截面的选择至关重要,若选择过小,则往往成为制约电网发展的瓶颈。
对于500kV变电站,在系统中一般属于枢纽变电站,起到电力传输和再分配的作用。因此,500kV输电线路截面的选择不仅应该考虑和本变电站规模相匹配,而且应从规划角度考虑,留有满足电网再发展的裕度。
一般情况下,对于500kV变电站送出线路,可以考虑单回送出线路的持续极限容量和规划主变容量相匹配。如对于主变容量规划为4台750MVA的变电站,其单回送出线路的持续极限容量为3000MVA。可选择4×400mm2的导线,反推出其P为1250MW。下面进行简单的分析论证:
若某500kV变电站500kV规划出线8回,其中按4回进线、4回出线考虑(如图3所示),每回进线经济输送容量为1250MW,从设计角度讲,主变正常下潮流为主变容量的60%,则送出通道电力为3200MW,4回4×400导线可全部送出,如图3所示。相应,若6回进线、2回出线,进线输送容量仍按每回经济输送1250MW考虑,则两回出线仍能全部送出主变下负荷之后的富余电力。所以,对于4台750MVA规划规模的500kV变电站,500kV出线截面选择4×400mm2即可满足主变下负荷的需要,也能满足输送通道电力送出需要。
图3
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3 500kV变电站220kV配出线路截面的选择
从电网规划角度考虑,随着电网的发展,线路走廊显得越加珍贵。因此,同塔双回甚至同塔多回建设的线路越来越普遍。对于500kV变电站配出的220kV线路,其出线截面的选择一般应考虑和500kV主变容量相匹配,并考虑220kV线路送出通道“N-1”。例如规划4台750MVA主变容量的500kV变电站,其220kV规划出线按16回出是合适的,按主变满负荷计,并考虑送出通道“N-1”,至少14回线路需送出主变全部降压功率,计算得S为630mm²,因此220kV送出线路导线截面可按2×400mm²选择。
4 结论
导线截面的正确选择与整个电网供电能力及供电可靠性息息相关,电力设计者应在电网前期建设阶段结合电力网规划合理选择导线截面,至少应考虑线路投入运行后5~10年的发展。本文提出500kV变电站其500kV单回输电线路截面的选择可依据其极限输送容量与变电站规划主变容量相匹配选择、220kV配出线路截面选择按照变电站主变满负荷及送出通道“N-1”角度计算,充分考虑了电网的中长期发展,是电网前期工作中一种较为简洁高效的导线截面选择方式,已在多项工程中采用。需要指出的是,这种方法计算得到的导线截面,还要进行必要的校验工作。在高海拔地区,导线截面的选择还要进行电晕校验。
参考文献
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论文作者:陈伟,张云子,谢小艳,王虎,贾盼盼
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/28
标签:截面论文; 变电站论文; 线路论文; 电网论文; 导线论文; 电力论文; 送出论文; 《电力设备》2017年第21期论文;