摘要：随着电网结构的逐步增强，为了降低日益增大的220 kV 电网短路电流水平，必须逐步采取开环运行方式。但在500 kV和220 kV 局部电网结构尚不完善的情况下，解环运行往往难以实现。在此过渡时期可以采取弱开环方式，以河南三门峡电网为例，通过分析论证，得出在电网结构不完善的过渡时期，采用弱开环方式将优于完全开环方式的结论，这可为电网安全可靠运行提供一种新的方式。

0 引言

随着电源项目和输变电项目的大量投产，500 kV电网结构不断加强，220 kV电网短路电流水平亦稳步上升，电磁环网的存在及其短路电流增加相互之间日益突出的矛盾，已成为电力系统规划和运行过程中面临和需亟待解决的首要问题。220 kV电网短路电流水平原则按50 kA控制，为了限制220 kV电网短路电流水平，远期220 kV电网将分片运行[1-3]。

对电磁环网解环并实现电网分层分区供电是控制短路电流的十分经济、有效的方法，国内一些省市均已开展220 kV电网分层分区供电的研究和实施工作[4-15]。

合理的500 kV/220 kV电网分区供电方案需要有合适的网络结构作支撑，在500 kV和220 kV局部电网结构尚不完善的情况下，解环运行往往难以实现，此时若实施220 kV电网解开电磁环网，电网的局部的安全性和可靠性可能会受到影响。在这种过渡情况下怎样能够满足既能将电网220 kV短路电流限制到50 kA以下，又不解环运行以保证电网安全稳定运行呢?本文将以河南三门峡电网为例，就弱开环形式进行探讨。

1 河南电网开环基本原则及条件

随着500 kV 网架的加强及地区220 kV 电网规模的不断扩大。220 kV 电网分层分区运行是电网发展的必然。通过电网分层分区运行，不但可以解决500 kV/220 kV 电磁环网在线路N-1 或N-2 方式下潮流转移导致的热稳定问题，充分发挥高一级电压等级的输电能力，而且可以使电网结构清晰，层次分明，便于实现分区解列，有效地构筑安全稳定第3 道防线;同时可以减小系统短路电流，解决局部电网的短路电流超标问题[4-8]。

由于电网发展的复杂性和多样性，将已有电磁环网解环，实现分层分区运行需要综合考虑多种因素，比如：何时解环、在何处解环、如何分区等问题。为了应对日益增大的220 kV 电网短路电流及减轻500 kV/220 kV 电磁环网运行对电网安全稳定运行所产生的威胁，河南省电力公司制定了500kV/220 kV 电磁环网解环基本原则，在条件允许的情况下，将逐步解开500 kV/220 kV 电磁环网。220 kV 电网分区解环的基本原则如下：

(1)以一个或若干个500 kV 变电站作为主要供电电源，并配合本地区内部的大容量发电厂，将220 kV 电网划分为若干个相对独立的供电分区;各供电分区短路电流水平应控制在合理范围，且区内任意单一故障，系统仍能保持稳定运行。

(2)采取分区供电方案后，500 kV 电网及各供电分区应有足够的安全稳定性和供电可靠性。

(3)采取分区供电的方案后，各供电分区应具有足够的供电可靠性，应保证作为主要供电中心的500 kV 变电站主变，220 kV 送入线路、供电分区内的220 kV 变电站主变、220 kV 线路及电源在N-1下不过载，满足电网安全评估要求。220 kV 变电所应有不同方向的电源供电。失去一个方向电源后，另一个方向电源应保证供给全部所需电力。

(4)采取分区供电方案后，各供电区域间应具备一定的相互事故支援能力。220 kV解环运行的充分条件原则上是一个220 kV分区内有3 台及以上500 kV 主变，并与外区有三回及以上500 kV 联络线，在正常运行方式(包括正常检修运行方式)下，任一元件(主要是500 kV 高压元件)发生单一故障，不造成稳定破坏，则具备解环条件。

2 电网解环运行存在的问题

合理的500 kV/220 kV 电网分区供电方案需要有合适的网络结构作支撑，在500 kV 和220 kV 局部电网结构尚不完善的情况下，解环运行往往难以实现，此时若实施220 kV 电网解开电磁环网，电网的局部安全性和可靠性可能会受到影响。

如果一个220 kV 分区内只有两台500 kV 主变时实施开环运行，当其中1 台主变检修时，可能会出现稳定问题，虽然可采取切机、切负荷加以避免，但是损失了负荷，不利于电网安全供电。因此如果电网在这种情况下需要解环，往往还必须同时具备以下条件：①该分区220 kV 电网需要接有一定容量的电源作为支撑，通过调整机组出力可做到供用基本平衡;②该区域与外区应至少有三回及以上500 kV联络线;③该区域与外区应有2 回及以上220 kV 联络线具备合环运行条件;④在正常运行方式(含正常检修运行方式)下，任一元件断开，不造成稳定破坏[9-12]。

如果一个220 kV 分区内只有两台500 kV 主变时实施开环运行，该区域需与外区有2 回及以上220 kV 联络线具备合环运行条件。当隶属于不同分区的变电站合环操作时，由于不同路径的阻抗和潮流分布各不相同，且存在较大差异时，则在合环开关两端会存在较大的相角差，环流过大还将引起设备过载甚至开关跳闸。为避免这种情况的发生，这种合环方式一般采用先断后通原则进行操作，将造成用户短时停电，影响供电连续性[13-15]。

因此对于电网解环后一个220 kV 分区内只有两台500 kV 主变的这种情况，为了保证电网的安全稳定运行，在实际运行方式安排上将不采用解环方式而经常采取弱开环方式来控制短路电流。

3 电网实例分析

本文以河南省三门峡电网为例对弱开环方式进行阐述。