高低压电磁环网对电网的影响及应用

摘要：高低压电磁环网是我国电网发展过程中出现的一种电力运行方式，当前随着我国网架结构的不断建设，电磁环网在我国电网中的占有比例不断减少，但是随着电力系统的自动化、微机化及一些重要客户对电力稳定性要求的提高，在一些电力网架建设困难及容载很低的地区使用电磁环网仍然具有必要。

关键词：高低压电磁环网；电网影响；电力系统

中图分类号：TM712 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）09-0126-02

高低压电磁环网是我国电网发展过程中的一项电力运行方式，在我国电网发展初期，高低压电磁环网的运行为电力部门带来了相当可观的经济收益，其在电网检修及供电可靠等方面也做出了杰出的贡献，但是随着我国主网架的不断加强，高低压电磁环网的很多的安全问题逐渐暴露出来了。当前高低压电磁环网在运行过程中，首先电磁环网使用的目的是为了使得供电尽量可靠，但是其在运行过程中潮流分布复杂、短路中存在的电流大，所用的保护装置和稳定措施极为复杂，致使保护难度增加，通信通道需要增加等问题出现，因此积极研究并解决上述出现的问题具有一定的意义。

1 高低压电磁环网简介

高低压电磁环网指的是两个电压具有一定差异的线路利用变压器回路相互连接并且通过并联而运行一种电力运行方式。致使电磁环网回路出现故障的原因有很多，例如常见的规划、管理等，很多发达国家的高低压电磁环网也存在问题，但是因为发达国家电网建造时一般主网架非常坚固，所以对电磁环网运行过程中出现问题的研究并不多，他们更加注重研究电网平衡过程中的柔性控制（即FACTS技术）。当前。我国正在建造的特高压1000kV电网和超高压750kV电网，但是因为一些原因制约使得主网架大多很薄弱，因此为了尽可能的使得资源合理利用，在我国很多地区很长时间内仍然需要使用高低压电磁环网并联方式。

2 某电网运行分析

某电网的220kV网架相对较为薄弱，电网内有3座220kV的变电站，其枢纽站A站有2条220kV的电网线路和邻省相连接，另外该电网通过单回线经过B站向省内煤矿在内的的一些重要工业区供电，这种单向线长途供电线路出现故障曾经使得一些重要客户多次停电，损失极大，因为要想对网架进行完善所需投资极大，所以该电网一直使用高低压电磁环网的运行方式来增强该供电网络的供电可靠性。因为地方电厂的机组在运行时受到外界条件的限制，常常运行不稳定，再加上单机容量较小，使得电网稳定程度差。

而当前该电网的主要运行方式包括：（1）220kVA-B带B站；（2）B线带C站并供D城负荷，110kVA线供A市区所有负荷；（3）E线供F、G城的所有负荷，另外D城电网无大电源支撑，因此一部分电能必须通过A站东送，目前D城内一些企业虽然有自备电厂，但是因为装机容量很小，加上管理和运行人员缺乏经验，如果出现跳闸，那么必然造成小电网的功率较大程度的缺额，而地方电厂又难以保证电网的运行稳定，这样很容易导致整个电网系统出现瓦解，如表1所示为几次影响较为严重的电网事故，这些电网事故使得企业矿区停电，使得矿区安全生产存在严重的安全隐患。

3 高低压电磁环网运行问题分析

高低压电磁环网是电力发展过程中为了保证电网稳定的一种方式，其在刚开始使用时，确实为电力系统带去了极为显著的经济收益，在电网稳定及供电安全可靠方面也起了较为突出的作用，但是随着我国主架网的不断建设及加强，高低压电磁环网运行导致的问题也日益凸显出来了。

3.1 电网导线出现热稳定电流故障

在电力运行过程中，流经导线的电流必须要比稳定电流的最大值要小，这是电网电流传输中的一个先决条件，如果导线传输过程中有热稳定电流现象，且该现象长期保持，必然会使得导线所具备的机械强度明显下降，致使导线出现非弹性形变，弧垂变大，最终导致线路出现故障，另外出现上述现象也会使得导线本身具备的流通容量明显降低，降低线路寿命等。因此在高低压电磁环网运行过程中一定要确保在面对任何情况在高压线路断开之后流经低电压等级的导线电流小于热稳定电流。

3.2 电网线路传输功率出现问题

在电力运行过程中，所有使用的输电线路中传输的功率一定不能超过电力系统所限定的极值，如果使用的高低压电磁环网较为简单，那么系统两侧之间存在的联络阻抗必然比高压线路阻抗要小，但是如果高压线路因为出现故障而断开，此时低压线路中的传输功率必然显著增加，造成系统之间的联络阻抗明显增强，这时如果不采取有效的措施，极容易使得阻抗超过联络线本身所具备的稳定极值，当阻抗超出联络线极限时，此时系统会出现明显振荡现象，最终使得事故扩大，因此在高低压电磁环网运行过程中，管理人员一定要注意该方面的问题。

3.3 线路本身自然功率出现问题

如果线路两侧电压相等，进行某一定值功率的传输过程中，在线路电感上出现的无功功率的损耗和两侧线路电容内出现的无功功率相等时，该有功功率的值就是线路的本身自然功率，对于高低压电网及超高压电网来说，一个稳定、平衡的自然功率尤为重要，由于超高压电线路在进行长距离电能输送时，线路中出现的无功功率会不断增加，而其中无功损耗是线损中的主要成分，假设线路中自然功率超过了线路中的有功功率，这样大量的无功将无处可去，最终流向系统，导致系统电压明显增高，进而使得线路的有功损耗增加，如果线路中传输的有功功率小于线路中的自然功率，那么系统两侧必然会给予不足，因为线路电感中所损耗的主要为无功功率，因此在高低压电磁环网运行时需要重视该方面的问题，以维持电网的正常运行。

3.4 电磁环网运行过程中出现的经济问题

因为电压不同的线路在运行过程中，其自然传输功率相差较大，这就导致断面的高电压线路中的职能未能充分体现，另外在并联的线路当中，运行线路中线路内的电阻值为反比传输功率，因此要想使得线路的传输功率实现最优状态，恰当的使用解环也是一种常用方案，与此同时，还可适当的对电网运行结构做优化，最终尽可能的使电网的潮流合理分配，以最大可能的增加电网运行经济效益。

3.5 电磁环网运行过程中的管理问题

因为我国电压等级不断增高，各个系统之间的相互联系日益密切，这就使得电力系统越来越加大型化、系统化，一方面，这样会使得电力系统运行更加稳定、有效，另一方面过于大型的电力系统对管理人员的能力要求也越来越高，如果管理人员能力不高，或者其对电网复杂性和不安全因素没有系统的掌握，在面对事故时，就很难准确迅速的判断并解决，最终导致事故的危险性增加，使得事故范围扩大，导致系统性故障出现的频率增高，例如美加大停电就是因为高一级电路出现故障后，因为管理人员的原因，未能采取准确、有效的措施，最终导致极为严重的后果。

4 结语

在我国电网建设过程中，因为各种因素影响，出现了高低压电磁环网，这些电磁环网的出现一方面会使得电网稳定性得到提升，但是另一方面也会出现一系列问题。本文就某地区电磁环网对电网的影响及应用进行了分析，以期可为相关工作者提供一点借鉴。

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作者简介：张海峰（1985—），男，云南红河人，云南省玉溪电力设计院助理工程师，研究方向：电力

设计。