CN111967155A - 一种基于电网接线模式及变压器规模的导线截面选取方法 - Google Patents

一种基于电网接线模式及变压器规模的导线截面选取方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于电网接线模式及变压器规模的导线截面选取方法，包括以下步骤：通过搭建不同接线模式的电网演算模型，计算上级变电站容量以及本级变电站容量不同配套情况下，同时满足主变N‑1校验和线路N‑1校验时导线允许的最大载流值，再计算导线的横截面，完成基于电网接线模式及变压器规模的导线截面，该方法能够确定导线的截面，保证电网安全性的同时提高经济性。

Description

一种基于电网接线模式及变压器规模的导线截面选取方法
技术领域
本发明属于电力系统配电网规划设计领域，涉及一种基于电网接线模式及变压器规模的导线截面选取方法。
背景技术
导线截面的选择是电网规划中的一项重要工作。当选择导线的截面较大时，一次工程投资较大；当选择导线截面较小时，一次工作的投资较小，但是运行中线路的损耗较大，为了能节省投资与能源，应合理经济地选择导线截面。目前导线截面选择的主要原则有：
按经济电流密度选择。从能量损耗的角度考虑，希望导线的截面越大越好，因此时导线阻抗变小，使电能损耗和电压损失都减小。但从线路投资和维护考虑，又希望导线截面小一些好，同此时导线单位长度价格降低、有色金属消耗减少、投资费用降低，比较经济。这是高压导线截面选择中的一对矛盾，解决的办法就是采用经济截面。按经济电流密度选择导线截面，能使线路的年运行费用接近最低，因而有较大的经济意义。
按长时允许电流(允许载流量)选择。导线通过最大长时负荷电流，也就是设计中的计算电流时，所产生的发热温度，不应超过其运行的最高允许温度。据此，工程上对各种型号、规格、材质的导线都有一个相应的长时允许负荷电流的规定，也叫允许载流量的规定。所以，设计选择时不必计算各种情况下导线的发热温度，只须按计算电流查电工手册得出相应的截面，并作温度修正即可。所选截面若不符合该原则，则在满负荷运行时，将会使导线过热烧坏绝缘或引起火灾和其他事故。
按正常运行允许电压损失选择。由于线路上有电阻和电抗，故电流通过导线时，除产生电能损耗外，还会产生电压损失，当电压损失超过一定的范围后，将使用电设备端子上的电压过低，影响用电设备的正常运行。所以，要保证用电设备的正常运行，必须根据线路的正常运行允许电压损失来选择导线截面，使线路电压损失低于允许值，以保证供电质量。
按机械强度条件选择。架空导线要经过搬运、架设、安装等操作，易受到机械损伤，运行又受自然条件影响较大，容易发生倒杆、断线等故障，所以架空导线有一个最小允许截面的规定。一般这一规定不作为选择计算项目，只作为校验项目。
在进行电力系统规划时，一般考虑线路投入运行后5～10年的输送容量，根据经济电流密度选择导线截面。未综合考虑电网供电安全标准要求、电网结构、变电站容量和台数等因素，因此需要开发出一种基于电网接线模式及变压器规模的导线截面选取方法，该方法能够在保证电网安全性的同时提高经济性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于电网接线模式及变压器规模的导线截面选取方法，该方法能够确定导线的截面，保证电网安全性的同时提高经济性。
为达到上述目的，本发明所述的基于电网接线模式及变压器规模的导线截面选取方法包括以下步骤：
通过搭建不同接线模式的电网演算模型，计算上级变电站容量以及本级变电站容量不同配套情况下，同时满足主变N-1校验和线路N-1校验时导线允许的最大载流值，再计算导线的横截面，完成基于电网接线模式及变压器规模的导线截面。
具体包括以下步骤：
1)确定电网的网架结构；
2)获取电网的变电站规模、容量及台数配置，计算该网架结构下本级变电站主变的最大负荷；
3)结合电网接线模式及本级变电站主变的最大负荷，计算不同变电站规模及网架结构下导线单回线路承载的最大电流；
4)根据计算得到的导线单回线路承载的最大电流，确定电源线路和联络线路的导线截面，完成基于电网接线模式及变压器规模的导线截面选取。
导线单回线路承载的最大电流I为：
Figure BDA0002631967070000031
其中，Pk为满足N-1条件下变电站最大功率，m为承载变电站功率的线路条数。
根据计算得到的导线单回线路承载的最大电流，根据《电力工程电气设计手册》中不同导线型号线路的极限输送能力，确定电源线路和联络线路的导线截面。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的基于电网接线模式及变压器规模的导线截面选取方法在具体操作时，根据在供电安全标准要求下电网结构、变压器容量及台数的匹配，然后计算不同变电站规模、电网结构下导线单回线路承载的最大电流，再以此计算导线的横截面，以实现电网发展的实际需求，同时提高电网供电可靠性，保证电网的安全稳定水平及运行控制水平。
附图说明
图1为本发明用于双链结构供电模式的示意图；
图2a为本发明用于双链结构三台变压器接线模式的示意图；
图2b为本发明用于双链结构其中一座为四台变压器接线模式的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
本发明所述的基于电网接线模式及变压器规模的导线截面选取方法包括以下步骤：
通过搭建不同接线模式的电网演算模型，计算上级变电站容量以及本级变电站容量不同配套情况下，同时满足主变N-1校验和线路N-1校验时导线允许的最大载流值，再计算导线的横截面，完成基于电网接线模式及变压器规模的导线截面。
具体包括以下步骤：
1)确定电网的网架结构；
2)获取电网的变电站规模、容量及台数配置，计算该网架结构下本级变电站主变的最大负荷；
3)结合电网接线模式及本级变电站主变的最大负荷，计算不同变电站规模及网架结构下导线单回线路承载的最大电流；
4)根据计算得到的导线单回线路承载的最大电流，确定电源线路和联络线路的导线截面，完成基于电网接线模式及变压器规模的导线截面选取。
导线单回线路承载的最大电流I为：
Figure BDA0002631967070000051
其中，Pk为满足N-1条件下变电站最大功率，m为承载变电站功率的线路条数。
根据计算得到的导线单回线路承载的最大电流，根据《电力工程电气设计手册》中不同导线型号线路的极限输送能力，确定电源线路和联络线路的导线截面。
实施例一
参考图1及图2a，当本发明用于双链结构(三站)三台变压器时，以主变配置为3×63MVA为例，计算单条线路承载最大电流值。
网络模型中330kV变压器的容量按照3×360MVA进行规划，110kV的主变容量按3×63MVA进行规划，其中，110kV变电站的主变负载率按照87％进行计算，则110kV主变的负荷为164.43MW。根据单条线路承载最大电流公式计算可知，各条线路承载最大电流值及推荐导线截面如表1所示。
表1
Figure BDA0002631967070000052
Figure BDA0002631967070000061
实施例二
参考图1及图2b，当本发明用于双链结构(三站)其中一座为四台变压器时，以主变配置为3×63MVA其中一座为4×63MVA为例，计算单条线路承载最大电流值。
网络模型中330kV变压器的容量按照3×360MVA进行规划，110kV的主变容量按3×63MVA其中一座为4×63MVA进行规划，其中，110kV变电站的主变负载率按照87％进行计算，则110kV主变的负荷为164.43MW其中一座为219.24MW。根据单条线路承载最大电流公式计算可知，各条线路承载最大电流值及推荐导线截面如表2所示。
表2
Figure BDA0002631967070000062

Claims (4)

1.一种基于电网接线模式及变压器规模的导线截面选取方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过搭建不同接线模式的电网演算模型，计算上级变电站容量以及本级变电站容量不同配套情况下，同时满足主变N-1校验和线路N-1校验时导线允许的最大载流值，再计算导线的横截面，完成基于电网接线模式及变压器规模的导线截面。
2.根据权利要求1所述的基于电网接线模式及变压器规模的导线截面选取方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
1)确定电网的网架结构；
2)获取电网的变电站规模、容量及台数配置，计算该网架结构下本级变电站主变的最大负荷；
3)结合电网接线模式及本级变电站主变的最大负荷，计算不同变电站规模及网架结构下导线单回线路承载的最大电流；
4)根据计算得到的导线单回线路承载的最大电流，确定电源线路和联络线路的导线截面，完成基于电网接线模式及变压器规模的导线截面选取。
3.根据权利要求1所述的基于电网接线模式及变压器规模的导线截面选取方法，其特征在于，导线单回线路承载的最大电流I为：
Figure FDA0002631967060000011
其中，Pk为满足N-1条件下变电站最大功率，m为承载变电站功率的线路条数。
4.根据权利要求1所述的基于电网接线模式及变压器规模的导线截面选取方法，其特征在于，根据计算得到的导线单回线路承载的最大电流，根据《电力工程电气设计手册》中不同导线型号线路的极限输送能力，确定电源线路和联络线路的导线截面。
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