供电系统的运行方式

供电系统的运行方式是指系统中的线路、设备在运行中的电器开关联接关系，如两台变压器并联运行、两台变压器分列运行、两台变压器一台使用、一台备用运行等。在供电设计中，供电系统的运行方式涉及大部分设计内容，如电费计算、设备选择、短路计算、保护设置与整定等等。
一、各种运行方式的概念
1．按电气设备运行分
（1）并联运行。各电气设备或线路同时带电运行，且电气上符合并联关系的运行方式。
（2）分列运行。各电气设备或线路同时带电运行，但电气上不构成并联关系的运行方式。两台设备或两回线路采用分列运行，其电源侧通过上级变电所直到大电力网一般是联接在一起的，但它们的负荷侧则无直接的电联系因而不构成并联关系。
（3）一台（路）使用、一台（路）备用。部分设备或线路带电运行、部分作备用的运行方式。例如两台主变压器可以采用一台投入运行、另一台停电备用的运行方式。对于有一、二级负荷的变电所，其两回路电源线路若采用一路使用、一路备用的方式，则要求备用线路必须采用带电备用方式。带电备用的目的是尽可能缩短因运行线路故障而造成的全所停电时间。带电备用线路电源侧的断路器处于合闸状态，而负载侧的断路器处于分闸状态，线路中有电压无电流，当运行线路故障跳闸断电后，倒闸送电可以在变电所内进行，不必通过电力调度系统向上级申请，因而快捷方便，有利于安全。
2．按系统运行分
（1）主要运行方式。正常情况下，用电户供电系统的长时运行方式,可以是全并联、全分列、部分并联、部分分列等各种组合下的运行方式。
（2）故障运行方式。系统出现故障时、切除部分设备或线路后继续供电以维持生产或保安负荷需要的运行方式。
3．按短路电流计算分
（1）最大运行方式。从短路点向电源方向计算，运行阻抗最小，使该点短路电流为最大的运行方式。电力系统及电力网中有众多发电机、变压器、输电线路等，它们的容量大小、截面长度等各不相同，串并联组合方式也不相同，能产生最小运行阻抗的组合方式就是针对该短路点的最大运行方式。一般情况下，并联运行会使总的运行阻抗降低，串联运行会使总的运行阻抗增大。
（2）最小运行方式。从短路点向电源方向计算，运行阻抗最大，使该点短路电流为最小的运行方式。
不同的地点的最大、最小短路电流是选择校验电气设备和系统继电保护整定校验的重要参数。
二、用户35kV变电所运行方式优化分析
1．35kV电源线路
对于两回35kV电源线路，若采用并联运行方式则有利于负荷分配和降低线损，但由于线路不独立，保护设置复杂，一般的电流、电压保护不起作用，采用纵差保护要沿线路架设控制线，采用横差保护当线路不长时有较大死区，难以整定，此外，系统短路电流较大，对所选设备的短路承受能力要求高，故一般不宜采用该方案，实际上极少应用。
一路使用、一路带电备用的方案，线路独立，保护设置方便、简单、容易整定，运行较为灵活，短路电流相对较小，但由于一回线路承担用户全部负荷，线路电压损失和功率损失都较大，故在一定条件下可采用此方案。
两回线路采用分列运行，该方案同样是线路独立，保护设置方便、简单、容易整定，而且运行灵活、短路电流相对较小，负荷电流近似为用户总电流的一半，故电压损失和功率损失都较小，等于集中了前两种方案的优点，所以是较优的运行方式。此时35kV母联开关QF7应处于分闸状态。
2．主变压器
两台主变压器若采用并联运行，虽有负荷分配容易，损耗低等优点，但运行上不独立，保护设置困难，6kV母线上的短路电流大，对设备的短路承受能力要求高。此外对并联运行的变压器参数性能要求较高，必须满足以下三个条件：
① 两台变压器原、副边的额定电流应分别相等，即两台变压器的变比相等，其允许误差不应超过0.5%；
② 两台变压器的短路电压百分值应相等，其允许差值不应超过10%；
③ 两台变压器的接线组别相同。
为此，两台变压器不宜采用并联运行方式。
如果两台变压器采用一台使用一台备用的方式，则变压器独立运行，保护设置方便，容易整定，运行较灵活，短路电流较小，但变压器负荷率高，功率损耗大，不能实行经济运行，故应在一定条件下或不得已时采用。
两台变压器采用分列运行的方式是较优的方案，它兼顾了前两种方式的优点，避免了其缺点，变压器独立运行，保护设置整定方便、运行灵活，短路电流较小，每台变压器的负荷率为50%左右，正在变压器的经济负荷范围内，功率损耗小、温升低，可延长变压器的使用寿命。
3．6～10kV单母线
由于两台主变压器采用分列运行，故6～10kV母线必须采用分段运行，也就是分列运行，此时分段开关QF8或QF5处于分闸状态。
在这种运行方式下，两段母线分别接有电源和馈出线，重要的一、二类负荷，可由两段母线分别引线供电，当其中一路电源或母线或馈出线发生故障时，该负荷仍可从另一路获得电源。正常运行时，两段母线相互独立，运行灵活，保护设置简单，一路电源故障时，可将分段开关合闸，形成单母线不分段运行，使一些由单回路供电的三类负荷也不致于长期断电。
4．运行方式的优化方案
由以上分析可确定，对于大中型工矿企业及重要的城区35kV变电所，其最佳运行方式为全分列运行，即35kV电源线路、主变压器、6～10kV母线均为分列运行的方案。该方案无论从经济运行与节约设备初期投资的角度，还是从供电性能与过流保护设置的角度都优于一路（台）使用、一路（台）备用以及并联运行的方案。