“输电线路备用问题”的一点介绍

by guojie on 2月 23, 2008

输电线路在设计时一般都会有备用线路,由于我的专业并不是可靠性,只能在这里写一些简单的。其实,备用线路这个提法是不常用的,因为事实上如果让某条线路专门用来备用是不合理的,一般都是备用线路平时也运行,所以并不存在纯粹的备用线路。
一般线路的结构有下面3种,更复杂的结构基本上都是它们组合而成的。

晕,这个图也太不清楚了吧,链接个大图:http://www.ncepubbs.cn/bbs/UploadFile/2008-2/200822321422986019.jpg

第一种是最普通的接线形式,主要用在配电变压器(比如说小区里的变压器,街边变电箱)接入千家万户,也用在不连续用电的用户(比如农村浇地用),结构简单便于维修,但是,是最不可靠的,因为它没有备用线路。
第二种是双回线路,就是平时有两回(每回就是3根,ABC三相)导线供电,任意一回出问题不影响连续供电。双回线路分为同杆架设和不同杆架设,同杆架设就是每根铁塔6根导线,但是,如果仅考虑铁塔倒塌,它的可靠性并不比普通型好,倒塌任一座会停电。不同杆架设就是相当于2条普通形式的接线,当然不一定就是想图上画的两回离得很近,也许比较远,这样铁塔倒塌任意一座都不影响连续供电,缺点是占用大量输电走廊(如耕地占用)。
第三种是环网,类似于计算机的环形拓扑。环上任意一点断开,不影响供电连续。但是,环网的暂态性能不好,安全规程要求一部分环网禁止闭环运行(就是在环上人为设置一个断点,出现故障后再通过自动装置把它合上)。还有就是如果发生故障,环网的电压有可能比较低,造成电能质量不合格(电灯过暗、电动机过流)。
当然,实际中三种网络是结合起来的,如双回环网、双环环网(如,日字型环网),这样可靠性就更高。
电力专业中评价可靠性有“N-1准则”,“N-2准则”。。。依此类推。所谓“N-x准则”就是,一共网上有N个节点,x个出现故障不影响运行连续性。现在,我们国家按国际惯例,110kV及以上的电网设计都通过“N-1准则”,再改变运行方式时往往要求“N-2校验”。(德国前一两年引起一次西欧大停电,原因是有一条巨轮通过,需要停运跨河线路一条,但是运行人员没有进行“N-2校验”,另一事故发生,导致多国与联合电网解列。美国814大停电更是因为没有符合“N-1准则”,五大湖水利发电7条线路中1条停运就导致大面积停电。)500kV的主网则更加严格。如果突破“N-x准则”,就会引起潮流剧烈变化导致事故。不过还可以通过及时主动解列等手段保住重要的生活用电、要害部门用电。
N一般都是成千上万,一般x都不会很大,大家可以从排列组合原理得出可能情况巨多,x大于5的计算计算机都难以胜任,何况计算出来还要设计线路。
但是,再这次冰灾中似乎前面的可靠性设计受到严峻挑战,因为我们国家遇到了几乎是“N-N”的毁灭性事故。面对大部分铁塔倒塌的情况,x是1还是5甚至都无关紧要了。
以前,我们国家在贵州建了一个西电东送“日字型环网”,是由双回线构成的两个套在一起的环网,500kV,2001年建成,可靠性是非常高的。但是在冰灾中受到毁灭性打击,造成所有的7个变电站(电厂)全部停运,贵阳电网面临黑启动(就是连保证电厂发电,如锅炉上水、给煤、排渣等的电都没有,黑启动是一个非常复杂、昂贵、漫长的过程)。
以上就是一点介绍,进一步阅读可以参阅《电力系统可靠性》,电力出版社。

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