小浪底水电站配套稳定措施河南电力调度通信中心孟远景付红军张毅明摘要简要介绍了河南电网的结构，着重分析研究了小浪底水电站给河南电网带来的一系列稳定问题，提出了诸如远方切机、远方切负荷等保证小浪底出力安全外送、保证河南电网稳定运行的措施，同时也提出了实施这些措施的原则意见。关键词小浪底水电站暂态稳定稳定措施远方切机远方切负荷0引言举世瞩目的小浪底水利枢纽工程是治理开发黄河的关键性工程，也是国家“八五”重点项目。然而，由于其装机容量巨大，也给河南电网带来一系列的稳定问题。

1小浪底水电站及河南电网简介

1.1小浪底水电站小浪底水电站是小浪底水利枢纽的重要组成部分，计划安装6台SF300-62/1200型混流式水轮发电机组，总容量为1800MW。其第一台机组已于1999年年底建成投产，到2002年6台机组将全部建成投产。小浪底水电站电气主接线如图1所示。由于小浪底水电站位于电源相对集中的豫西地区，因此，为解决其出力外送问题，将小浪底电厂机组分厂运行：其中5台机组分别以发电机变压器单元接线接入220kV母线后，通过4回至500kV洛阳变的220kV线路并入电网，再通过500kV洛阳变两台联变和2回洛阳至郑西500kV线路东送；另外一台机组以发电机变压器单元接线接入小浪底水电站一条母线,经220kV小浪底至吉利变线路直接并入吉利变，直接送往豫北（见图1和图2）。图1小浪底水电站主接线示意图

1.2河南电网目前，河南电网仍以220kV为主，500kV有姚孟电厂和郑州变、姚郑线、姚双线。在小浪底水电站机组投产的1999年～2002年期间，河南500kV电网变化较大。根据1998年所作河南电网规划，1999年将有500kV洛阳变建成投运，2000年将有500kV新乡变、南阳变及郑西开关站建成，到2002年500kV濮阳变和南阳变至郑州变线路建成，河南电网500kV网架初步形成。2000年和2002年河南电网500kV接线示意图如图2、图3所示。图22000年河南500kV电网示意图及潮流分布(最大负荷)图32002年河南500kV电网示意图及潮流分布(最大负荷)由于小浪底水电站地处豫西地区，随着小浪底机组的相继投产，豫西地区总装机容量不断增大，到2000年和2002年豫西地区总装机容量将达到4850MW和5600MW，但该地区负荷预测仅有1730MW和2050MW。虽然在运行方式上采取了措施，但电力外送矛盾仍然十分突出。因此，小浪底水电站电力外送的稳定水平如何，对河南电网的稳定水平有何影响，需要采取什麽安全稳定措施，都是小浪底电站投运前需要迫切解决的问题。

2小浪底水电站建设初期系统存在的稳定问题小浪底水电站投产初期2000年和2002年河南电网存在的稳定问题如下：

2.1在2000年大方式下参见图2，.当郑西变向郑州变送950MW以上时，姚郑线郑州侧出口发生三相金属性接地故障,河南电网机组将与华中主网失去同步。当郑西变向郑州变送950～1250MW时，在上述故障下需在切除故障的同时迅速切除小浪底水电站1台机组，系统方可保持稳定运行；而郑西变向郑州变送1250MW以上时，在同样故障下，需要切除小浪底水电站2台机组，以保持系统稳定运行。当500kV郑州变联变单台运行时，郑州联变220kV侧发生三相金属性接地故障，豫中郑州、开封地区的机组将与系统失去同步。在上述故障下，需要在切除故障的同时迅速切除豫中520MW负荷才能保持豫中机组与系统的同步运行。姚联变跳闸，系统仍可稳定运行，但郑联变和南阳联变将过载；南阳联变跳闸，系统仍可稳定运行，但姚联变和郑联变将过载。500kV洛阳变2台联变运行时，若一台联变跳闸，则另一台联变将严重过负荷。因此，为迅速消除洛阳变联变过负荷，必须迅速切除小浪底水电站1台～2台机组。500kV洛阳变至郑西变、郑西变至郑州变线路均为双回，都有同塔架设部分，因此，应考虑双回同时故障的情况。在500kV洛阳变至郑西变线路双回运行同时故障或单回运行故障以及洛阳变联变单台运行联变故障时均将造成豫西电网与系统解列，洛三地区电网频率过高。在500kV郑西变至郑州变线路双回运行同时故障或单回运行故障时豫西及豫北电网与系统解列，解列后小网频率过高。在上述故障情况下，对火电机组影响尤其大。因此，为使豫西电网或豫西和豫北电网在解列后仍能安全稳定运行，需要采取迅速切除小浪底水电站机组的措施。太吉线或小浪底至吉利变线路跳闸，均造成小浪底水电站并于吉利变的机组与系统解列。特别是当太吉线跳闸时，小浪底水电站机组带吉利变孤网运行，由于水轮机的调速特性，会严重影响该小网内火电机组及电动机和牵引机械等运行,甚至造成损坏。为保证机组及负荷的安全，应装设太吉线跳闸远切小浪底水电站机组和小浪底至吉利变线路跳闸远跳小浪底水电站机组的装置。

2.2在2002年大方式下在500kV新乡变1台主变运行，郑西变向豫北送负荷达85万千瓦以上时，500kV新乡变或濮阳变联变220kV侧故障，小浪底水电站并于吉利变的机组及豫北机组将与系统失去同步。在500kV新乡变联变故障下，应迅速切除新乡、焦作和濮阳地区26万千瓦负荷，才能保持电网稳定运行。在500kV濮阳变联变故障下，应迅速切除新乡、安阳和濮阳地区20万千瓦负荷，才能保持电网稳定运行。500kV洛阳变2台联变运行时，若一台联变跳闸，则另一台联变将严重过负荷。因此，为迅速消除洛阳变联变过负荷，必须迅速切除小浪底水电站1台～2台机组。在500kV洛阳变至郑西变线路双回运行同时故障或单回运行故障以及洛阳变联变单台运行联变故障时仍将造成豫西电网与系统解列，洛三地区电网频率过高。郑西变至郑州变线路双回运行同时故障或单回运行故障，豫西及豫北电网与系统也将解列，解列后小网频率过高。因此，在上述故障情况下，仍需要采取迅速切除小浪底水电站机组的措施。仍需装设太吉线跳闸远切小浪底水电站机组和小浪底至吉利变线路跳闸远跳小浪底水电站机组的装置。当新乡至濮阳线路停运时，新乡1台联变跳闸，运行联变将过载。姚联变跳闸，系统仍可保持稳定，但南阳联变将过载；南阳联变跳闸，系统仍可保持稳定，但姚联变将过载。当郑州、开封、商丘地区停机较多时，郑州两台联变负荷达90万千瓦以上时，郑州1台联变跳闸，系统可保持稳定，但运行联变将过载。

3结论和建议为保证小浪底水电站电力安全送出，保证河南电网的安全稳定运行，建议采取如下稳定措施：

a．500kV洛阳变联变一台跳闸，另一台联变过载启动远切小浪底水电站机组装置。

b．500kV洛阳变联变单台运行时跳闸、或洛阳变至郑西变线路双回运行同时跳闸、或洛阳变至郑西变线路单回运行跳闸、或郑西变至郑州变线路双回运行同时跳闸、或郑西变至郑州变线路单回运行跳闸启动远切小浪底水电站机组装置。

c．500kV郑州变至南阳变线路建成投运前，500kV姚郑线故障跳闸启动远切小浪底水电站机组装置。

d．500kV郑州变至南阳变线路建成投运前，500kV郑州变联变跳闸，启动远切豫中负荷装置。

e．500kV新乡变单台联变运行时，新乡变联变跳闸启动远切焦作、新乡和濮阳地区负荷装置；500kV濮阳变联变跳闸远切濮阳、安阳和新乡地区负荷装置。

f．太吉线跳闸远切小浪底水电站机组装置，小浪底至吉利变220kV线路跳闸远跳小浪底水电站机组装置。

g．新乡变联变过载远切焦作、新乡地区负荷装置。

h．姚联变过载远切豫南负荷装置。

i．南阳联变过载远切豫南负荷装置。根据河南电网现有稳定措施的运行情况及通信规划，上述稳定措施的通信通道应尽量采用光纤通道，没有光纤通道的地区和变电站采用复用载波通道实现。由于上述稳定措施涉及面广，数量大，应采用何种投退系统，仍需要研究。

作者简介：孟远景女，河南电力调度通信中心主任，教授级高工，主要从事电网调度及运行管理工作。

张毅明男，高级工程师，主要从事电网调度和运行管理工作。付红军男，高级工程师，主要从事电网稳定计算分析工作。