现代电网运行技术(电磁环网第九节)
电磁环网
（河北电力调度通信中心，河北石家庄050021） 摘要：介绍了河北省南部电网电磁环网运行方式对电网安全稳定的影响及采取的相应措施，分析了电网安全自动装置对保障电网稳定运行的重要意义，提出了500 kV网架发展成熟后解环运行的建议。
关键词：电磁环网；电网稳定；自动装置；解环Abstract:This paper introduces the influence of the operating mode of electromagnetic loop network in southern Hebei power system on the power system stability,the countermeasures are also put forward.The author analyzes the significance of automation devices for the stability of the power system ,and proposessuggestions to break out the electromagnetic loop after the 500 kV power systemis developed.Keywords:electromagnetic loop network；power system stability；automation devices；break out loop高低压电磁环网是指两组不同电压等级的输电线路，通过两端变压器磁或电磁耦合回路连接所构成的环形电网。
河北省南部电网(以下简称河北南网)目前处于500 kV高压输电网发展的初期，500 kV网架比较薄弱，为了合理利用输变电资源，满足用户的要求，电网只能采取500/220 kV高、低压电磁环网的运行方式。
河北南网110 kV系统与220 kV系统在正常方式下采用分裂运行方式，但在特殊情况下,为提高供电可靠性和经济性,不因方式的改变降低用户的电能品质，需短时间低压合环运行，形成220/110 kV电磁环网运行的方式，但这种方式必须经计算验证，在不影响系统正常运行方式、不影响继电保护及安全自动装置正常动作、不造成系统局部过电压、过负荷的前提下方可环网运行。
第九章：现代电力系统的运行(无作业)
有功负荷频率静态特性
n n
PLD = a0 + a1 f + ...... + a f
3、电力系统的频率调整 、
（1）变动周期小于10s，变化幅度小 变动周期小于10s， 10s
调速器 频率的一次调整
（2）变动周期在（10s，180s），变化幅度较大 变动周期在（10s，180s），变化幅度较大 ），
一般而言： 一般而言：
K L* ≈ 1.5
c) 一次调整过程分析 P P0' P0 PG B' A' A O' B PLD0 O PL PL
负荷减小的功率为
PLD = K L f
发电机增发的功率为
PG = K G f
由功率平衡 f0' f0 f
PLD 0 + K L f = K G f
PLD 0 = ( K G + K L )f = K S f
KS－系统的单位调节功率
注意： 注意： 取功率的增大或频率的上升为正； 取功率的增大或频率的上升为正； 为保证调速系统本身运行的稳定， 为保证调速系统本身运行的稳定，不能采用过大的 单位调节功率； 单位调节功率； 对于满载机组，不再参加调整。 对于满载机组，不再参加调整。 对于系统有若干台机参加一次调频： 对于系统有若干台机参加一次调频：
Pm = C1ω C2ω 2 = C1 f C2 f 2
各变量都是标么值， 、 各变量都是标么值，C1、C2 为常数，且通常有C 为常数，且通常有 1＝2C2
功率－ 功率－频率静态特性
2、电力系统负荷的静态频率特性 、
有功负荷随频率的变化特性称为负荷的频率静态特性 有功负荷随频率的变化特性称为负荷的频率静态特性
现代电网运行技术
在此基础上很快出现了原始的直流发电机、 低压直流电的输电线路（电压100－400V）. 但由于是直流电，且电压低，输送功率小， 输电距离短。
第一章 现代电力系统的基本特征
? 50年后，即1882年，出现了世界第一个 电力系统，即用蒸气机发出的电能通过 1500－2000V的输电线，将1.5KW的功 率输送到57km外，驱动水泵。它包含了发 电、输电、用电设备。因此可以说形成了 一个最简单的电力系统。
电力工程系
Department of Electrical Engineering
现代电网运行技术
North China Electric Power University
第一章 现代电力系统的基本特征
一、什么是电力系统 二、什么是现代电力系统 三、现代电力系统的优势和问题 四、现代电力系统的结构
第一章 现代电力系统的基本特征
? 根据目前的电网规划，2020年前后国家电 网将基本建成“四横六纵”的特高压骨干 网架，国家电网跨区输送容量将占全国装 机总容量的25％以上。
? 高压直流输电： 随着晶闸管的发展，高压 直流（HVDC）输电对大容量远距离输电更 具有吸引力。
? 当电力系统由于系统稳定的考虑而不适合 联网或系统的额定频率不相同时，HVDC可 以提供非同步联网。
? 500kV直流输电 测量用光学互感器
第一章 现代电力系统的基本特征
? 现代电网是以超高压电压等级形成主网架， 以国家、区域、省网分层的电压等级为结 构特点。大容量机组直接接入超高压主网， 使之有利于远距离输电，这样可以最大限 度的合理利用能源。我国形成全国联网的 进程是随着三峡水电厂的投产加快的。
第9章现代电力系统的运行
第二节 电力系统无功功率与电压的调整
❖综合负荷的电压静态特性：电压与负荷取用的有 功功率和无功功率的关系：
❖在额定电压附近，电压与无功 功率的关系比较密切，表现为无 功功率对电压具有较大的变化率。
❖分析系统运行的电压水平应从 系统的无功功率入手。
一、电力系统的无功功率平衡
1、无功电源：发电机、同步调相机、静电电容器、 静止补偿器等。
❖频率增加，负荷取用功
率增加；频率减小，负荷
取用功率减小。（负荷的
调节效应）
❖电力系统频率变化范围
很小，在较小的频率范围
内，该曲线接近直线。
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第9章现代电力系统的运行
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3.电力系统的频率调整
（1）一次调整：针对第一种负荷变动进行的调整。 利用发电机组上装设调速器系统。
❖系统中一台发电机和一 综合负荷，静态频率特性 曲线如图：
❖负荷的变化将引起频率的变化;
❖原因是负荷的经常性变化,随时 都将打破电源有功出力与负荷消 耗的有功功率之间的平衡;
❖在电力系统运行中,必须调节电 源的功率保持系统的功率平衡,使 系统的频率运行在允许的范围内。
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第9章现代电力系统的运行
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一、电力系统有功功率
2. 有功功率电源和备用容量：
PUcIosEU sin
X
Eco sU IX sin IsinEcosU
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X 第9章现代电力系统的运行
X
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（1）发电机：
❖发电机的无功输出与电压 的关系：
PUcIosEU sin
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XX
QUsIinEU cosU2
XX
电磁环网运行的理论分析与探讨
低压 切负荷 、 过频切机 、 功率联切等安稳装 置 ， 以保 持系统 用
稳定 。 比起因为振荡造成系统崩溃 ， 甩负荷甩机组 已经是 挽
故 而有必要通过理论分析 电磁 环网运行特点 ， 结合 电网 安全稳定运行要求 ． 在此基础上提出相应 控制措施 。
回负荷损失 的有效方式 。 ２１ 造成 系统 电压水平降低 ．． ２
∑ｚ
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Ｓ ｉｎ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｓ ｎ ｃ ｃ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｙＶｉ ｏ ｉ
２１ 年 ８ ０２ 月第 ２ 期 ４
科 技 视 界
能源科技
热稳定 电流 ， 是指导线在一定时 间内所能通过 的最大电 流， 其值 表明导线 承受热效应 的能力 ， 是线路 传输最 大功率 的重要参数 。在 电磁环网中 ， 必须保证 高压侧断开后 ， 低压侧
是原有 一级高压 线路 ， 随着 负荷增长 渐渐满载 后 ， 有建设 更 高一 电压等级 网络需求 。而在高一级 电网建设初 期 ， 网络薄
弱． 且潮流 负荷在 电磁环 网中并 不大 ， 时多采用 电磁环 网 此 闭环运行 ． 其具安全稳定经济性。随着高一级 电网发展成熟 ， 其运行又常产生诸多不稳定 因素 ， ： 如 功率环流损 耗 ， 功率转 移 ， 负荷 ， 引起事故扩 大等不利影响 ， 时又要求 电磁 环 过 或 此
鬣聪蟪蹲
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图 ２２ 较 成 熟 的 电磁 环 溃。此极值称 为系统的稳定极
值
自然功率 ． 是指当输电线路传输功率所 消耗 和产生 的无
功达到平衡时 ， 此时所输送的功率 即为 自然 功率 。若输 电线
路输送功率大 于 自然功率 ． 线路 电感所 消耗 的无功大于对地
电磁环网基础知识
电磁环网基础知识电磁环网简介电磁环网是指不同电压等级运行的线路．通过变压器电磁回路的联接而构成的环路。
一般情况中，往往在高一级电压线路投入运行初期，由于高一级电压网络尚未形成或网络尚不坚强，需要保证输电能力或为保重要负荷而运行电磁环网。
高低压电磁环网中高压线路断开引起的负荷转移很有可能造成事故扩大、系统稳定破坏。
国内220kV/110kV电磁环网已基本解环运行，但220kV 及以上电磁环网仍大量存在。
多年来，学者和业界人士已对电磁环网开展了大量的分析和探讨，指出需重视线路无故障跳线校核等。
一般认为电磁环网的缺点和风险主要包括：①上级电网故障后功率转移导致下级电网过载，其原因是上下级电网输电能力的不匹配；②上级电网故障后阻抗突增引发暂态失稳甚至系统振荡，其原因是上下级电网阻抗的不匹配；③系统短路水平增加，下级电网短路易超标；④网络结构不清晰，潮流转移特性复杂，增加了不可控的连锁故障风险；⑤增加了保护整定和二三道防线配置的困难。
从结构上看，电磁环网和同一电压等级元件构成的普通环网并无本质区别，最大的不同在于：电磁环网由于上下级电网阻抗和传输容量相差较大导致不均衡特性较为突出。
而合理的且能充分发挥自身能力的电网一般结构特性较为均衡。
随着电力系统的不断发展，电磁环网的形态愈加丰富和多样，有必要进行系统性分析，采取不同的应对策略。
弱环型与强环型根据电磁环网的结构强弱，电磁环网可分为以下几种类型：1）典型弱环网上、下级电网均薄弱的为典型弱环网，该结构的热稳定、暂/动态稳定较差，上级电网输电能力严重受限且不具备解环条件，与下文弱环Ⅰ型的共同点是上级通道故障后其潮流100%转移至下级电网。
2）弱环网Ⅰ型上级电网薄弱（发展不完善）而下级电网相对坚强的可定义为弱环网Ⅰ型，其主要问题是上级电网故障后功率转移可能导致下级薄弱环节元件过载。
3）弱环网Ⅱ型上级电网坚强而下级电网相对薄弱的可定义为弱环网Ⅱ型，上级电网的某一通道故障，潮流主要在上级电网内部转移，穿越下级电网的潮流较小，且系统阻抗没有显著增加，正常方式下运行风险较小，但在上级电网检修时可能存在典型弱环网的特性。
浅述现代电网调度运行方式
浅述现代电网调度运行方式摘要：电网调度主要是指电网运行，电网调度运行工作是电力系统的一项重要工作，电网调度关乎整个电力系统的生死存亡，近几年，随着科学技术的迅猛发展，电网调度工作显得尤其重要，新时代、新形势下对电网调度运行方式提出了新的要求和任务，面对着这样的形势我们需要对现代电网调度运行方式应用进行一个探究。
关键词：电网调度；运行方式当前中国许多地方开始使用电线网络调节的自身运转，然而，事实上，在运转时，受到技能与条例等方面的制约，部分区域的电线网络调节运转方法有很大的不同。
而电网调度作为一项技术含量较高的工作，其运行方式涉及到了供电设备、供电系统等。
因此，现代电网调度运行方式的研究在很大程度上将能为提升电力系统调度运行方式的优化保驾护航，同时为电网自动化做出贡献。
一、现代电网实行电力调度运行的关键性现代电网中的电力调度正是自身为了保证企业在平常的生产运行过程中，其电力系统供电的可靠性和安全性，保证现代电网的生产中每个环节均能够实现更为高效、有序的展开而运用的一种先进、合理的管理措施，供电企业中的电力调度在整体电力系统的运行中发起到了非常重要的指导效果。
伴随现代我国科学技术的高速发展和创新，对于现代电网中调度及管理工作科学性的含金量需求也随之不断增高。
因此我国供电企业作为国内电网建设工程中的基础单位，对于推进电网建设工程，创建好一流的供电企业起到了尤为重要的作用，所以供电企业在特定意义能够说是我国电力系统中极为关键的一环，由于供电企业将直接地和每位电力用户联系，那么各地供电企业的发展状况也将直接地关系到了我国电力行业是否能够进入一个可持续发展的阶段。
二、现阶段国内各地供电企业的发展状况现阶段，因为国内经济的发展实现了由较早的计划经济逐渐向着市场的经济发生转变，国内各地的供电企业为获得更好的发展前景，不断地壮大企业自身的发展规模，也在不断地进行着深化的体制创新与改革，一些供电企业在这个发展过程中慢慢建立了一套相应的现代电网管理制度，并且在目前的发展进程中已经取得了一定的成绩。
现代电网运行技术(电磁环网)
第四章 电磁环网的运行与控制
第四章 电磁环网的运行与控制
而在输电线路中，一般以输送有功功率为 主，无功功率是分层分区进行平衡的，正 常情况下输送的有功功率一般远大于循环 功率的有功功率，因此出现有功环流现象 较少，主要是无功环流，表象特征是电磁 环网中出现无功功率沿同一方向（顺时针 或逆时针方向）周而复始的环流。
第四章 电磁环网的运行与控制
1、 高低压电磁环网在一定阶段的利弊分析 如图：神大线与神万线组成的电磁环网
这个电磁环网是合环好还是开环好，要从稳 定性和安全性来分析。
第四章 电磁环网的运行与控制
1）稳定性 合环时，当潮流由神头送往大同电厂方向的 情况下，神大与神万线的综合送电暂态极 限为600MW。
第四章 电磁环网的运行与控制
一、电磁环网的发展过程 实际上，电磁环网是电网发展过程中的产 物，当电网规模只有110kV运行时，为了提 高输送功率，建设220kV线路，在220kV还 没形成坚强网络之前，与110kV网络形成电 磁环网，随着传输功率的增加，电磁环网对 系统运行的弊病逐渐显露出来，在一定的条 件下开断电磁环网。
第四章 电磁环网的运行与控制
但随着500kV的线路在几个大区电网中的 建设，由于各种因素，新的500/220kV电磁 环网在近一些年来又不断形成。虽然大家一 致认为500/220kV电磁环网最终必须打开， 但究竟应当具备什么条件才需打开，还没有 见到有明确的说法，因而影响了这个问题的 及时解决。迄今似已取得共识，但也有一个 过程。
第四章 电磁环网的运行与控制
由于500kV线路没有形成坚强的网络，必须 组成220/500kV电磁环网运行。
第四章 电磁环网的运行与控制
广义的讲，凡是不同电压等级的网络相连，都可能 出现电磁环网，根据电力系统110kV、220kV、330kV、 500kV网络出现和不断完善的历史情况来分析，出现电 磁环网的条件可以归纳为： 1) 区域网内部出现了高一级电压的网络（神大）； 2) 相连的区域之间出现了高一级电压的网间联络线 （大房Ⅱ）。
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第五章 电力系统的电磁环网
• 1985年华北电网500KV大房Ⅱ线和500KV神 大线投入，形成了220/500KV神大—神万线 电磁环网、220/500KV大房Ⅰ--大房Ⅱ电磁 环网和电磁大环网。如图：
第五章 电力系统的电磁环网
• 在我国电力系统中，电磁环网的运行对电力系统 的安全运行带来了安全隐患。早在1981年7月的 全国电网稳定会议上。在水利电力部生产司 《1970~1981年全国稳定破坏事故》报告中， 统计了11年间由于220/110KV高低压电磁环网 造成的电力系统事故占到了26%。因此会议大声 疾呼，应打开高低压电磁环网运行，之后各地区 陆续开断了这些电压等级的电磁环网。1981年我 国制定了《电力系统安全稳定导则》。
第五章 电力系统的电磁环网
电网结构 发展及其 运行方式 变化
第五章 电力系统的电磁环网
• 随着电网的发展，省网间开始联网，500KV 网络逐步建设起来，在这个时期中，500KV 输电线成了省网之间的重要联络线，加强 了网间联系，担负起了大量的输电任务。 但是，在500KV网络未形成系统的主网架之 前，不能完全替代220KV网络来联系整个系 统。
大肠菌群检验方法
• 由于大肠菌群指的是具有某些特性的一组 与粪便污染有关的细菌，即：需氧及兼性 厌氧、在37℃能分解乳糖产酸产气的革兰 氏阴性无芽胞杆菌。因此大肠菌群的检测 一般都是按照它的定义进行。 • 目前国内采用的进出口食品大肠菌群 检测方法主要有国家标准和原国家商检局 制订的行业标准。两个标准方法在检测程 序上略有不同。
电力工程系
Department of Electrical Engineering
现代电网运行技术
North China Electric Power University
第五章 电力系统的电磁环网
• 电磁环网：不同电压等级组成的网络，通过两端 变压器磁回路的联接而形成的环网。 • 对于同一电压等级的网络，由于没有磁的联系， 因此不叫电磁环网，而叫电力环网。 • 造成电磁环网运行的原因各不相同，有的源于规 划，有的是由于管理体制，有的只是在高一级电 压等级出现后未形成坚强网架时出现，而有的则 是习惯而已。
第五章 电力系统的电磁环网
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典型电磁环网示意图
第五章 电力系统的电磁环网
• 电磁环网形成的客观原因，首先是由于电 力系统发展和传输负荷增大，在同一地区 出现了新的高一级电压的输电线路。一般 地说，在国际上，新的一级电压大都为原 有最高级电压的约一倍或以上。如220/400、 220/500等。在我国为：220/500、 220/330、110/220等。
第五章 电力系统的电磁环网
• 由于500KV线路没有形成坚强的网络，必须 组成220/500KV电磁环网运行。
第五章 电力系统的电磁环网
• 广义的讲，凡是不同电压等级的网络相连， 都可能出现电磁环网，根据电力系统110KV、 220KV、330KV、500KV网络出现和不断完 善的历史情况来分析，出现电磁环网的条 件可以归纳为： • 1) 相连的区域之间出现了高一级电压的网 间联络线（大房Ⅱ）； • 2) 区域网内部出现了高一级电压的网络 （神大）。
第五章 电力系统的电磁环网
• 一、电磁环网的发展过程 • 实际上，电磁环网是电网发展过程中的产 物，当电网规模只有110KV运行时，为了提 高输送功率，建设220KV线路，在220KV还 没形成坚强网络之前，与110KV网络形成电 磁环网，随着传输功率的增加，电磁环网 对系统运行的弊病逐渐显露出来，在一定 的条件下开断电磁环网。
第五章 电力系统的电磁环网
• 电磁环网在电网中是普遍存在的，大多数 电力系统在自身的发展过程中都出现过电 磁环网。 • 所以，电磁环网是电力系统发展过程中出 现－消亡－再出现－再消亡不断循环的一 种现象。
第五章 电力系统的电磁环网
• 二、开合高低压电磁环网分析 • 高低压电磁环网极易发生稳定破坏事故。 据不完全统计，1970～1980年的11年中发 生了与此有关的稳定破环事故40次。 1981～1987年仍发生了13次。1988～1990 年发生了2次。电磁环网虽是电网结构问题， 但往往也是运行管理问题。
第五章 电力系统的电磁环网
• 当电力系统一个新的更高的电压等级问世 的早期，网络在结构上不可能做到非常坚 强，而是一步步完善、加强并日趋合理的。 在这个完善、强化的过程中，为了获取大 的网络传输功率，以合理利用廉价资源， 满足用户对最大用电的要求等，电力系统 大多出现一个或多个电磁环网运行。
第五章 电力系统的电磁环网
第五章 电力系统的电磁环网
• 但随着500KV的线路在几个大区电网中的建 设，由于各种因素，新的500/220KV电磁环 网在近一些年来又不断形成。虽然大家一 致认为500/220KV电磁环网最终必须打开， 但究竟应当具备什么条件才需打开，还没 有见到有明确的说法，因而影响了这个问 题地及时解决。迄今似已取得共识，但也 有一个过程。
第五章 电力系统的电磁环网
• 然而，仍起着主网架作用的220KV网络，却 越来越不能满足电力工业的要求。如果没 有500KV网络，就会出现电源侧大量窝电， 负荷侧大量限电的严重局面。因此，在这 个阶段500KV与220KV网络是相互依存的， 缺了哪个也不行。在这种情况下，500KV与 220KV组成的电磁环网就产生了。
• 事例： • 1984年，华北电网各联络线为220KV电网
大肠菌群及检验
• 大肠菌群并非细菌学分类命名，而是卫生细菌领域的用语，它不代表某一个 或某一属细菌，而指的是具有某些特性的一组与粪便污染有关的细菌，这些 细菌在生化及血清学方面并非完全一致，其定义为：需氧及兼性厌氧、在 37℃能分解乳糖产酸产气的革兰氏阴性无芽胞杆菌。一般认为该菌群细菌 可包括大肠埃希氏菌、柠檬酸杆菌、产气克雷白氏菌和阴沟肠杆菌等。 • 大肠菌群分布较广，在温血动物粪便和血动物粪便、人类经常活动的场所以及有粪便污染 的地方，人、畜粪便对外界环境的污染是大肠菌群在自然界存在的主要原因。 粪便中多以典型大肠杆菌为主，而外界环境中则以大肠菌群其他型别较多。 •