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1．N-2供电系统是什么

N-2运行方式是指电力系统的Ｎ个元件中的任意两个独立元件（发电机、输电线路、变压器等）发生故障而被切除后，应不造成因其他线路过负荷跳闸而导致用户停电，不破坏系统的稳定性，不出现电压崩溃等事故。

与N-2原则相对应的是N-1运行方式，即是指电力系统的Ｎ个元件中的任意一独立元件（发电机、输电线路、变压器等）发生故障而被切除后，应不造成因其他线路过负荷跳闸而导致用户停电，不破坏系统的稳定性，不出现电压崩溃等事故。

显然，N-2比N-1运行方式更安全、更可靠，适用于非常重要的工程。电力系统的安全可靠是以增加投资为代价的。

需要说明，Ｎ-2原则是针对整个电力系统而言，而“鸟巢” 的供配电系统设计是用户、末端系统。根据2005年北京电力公司《北京电网建设“首都标准”》的规定，500KV超高压建全环网，线路Ｎ-2不损失负荷，变电站N-1网络不发生系统崩溃，中心城区基本不损失负荷。而220KV、110KV主网分区链式供电，正常方式下满足Ｎ-1，市区变电站至少有两个方向的电源。因此，在现行的北京电力系统网络中，严格意义上的Ｎ-2是不存在的。

2．N-2供电系统的条件

条件之一是2005年北京电力公司《北京电网建设“首都标准”》，其中规定在繁华区和城市建设用地紧张地段，双路进线开闭站最大允许接入负荷按照每路10KV电源线路额定载流量的50％考虑。在繁华区或城市建设用地紧张地段，最大转供负荷不宜超过10000KVA。

条件之二是专家论证意见，即上一级变电站发生故障时，该站的馈出线路全部失电，其余上级变电站引来的电源应能保证全部用电负荷的运行。

3．符合N-2原则的供配电系统

如图2-15（a）所示，该方案四路电源分别两两引入到国家体育场内部两座主站１号变电所和３号变电所，两个主站均为单母线分断方式，两主站相距较远，其相对应的母线采用联络。１号和３号变电所站内的单母线间的联络称为“母联”；１号、３号变电站之间的联络称为“站联”。图中1DL1、1DL2为１号主站的两个进线断路器，而3DL1、3DL2为３号主站的两个进线断路器，1DL3、3DL3为母联断路器，1DL4、3DL4为站联断路器，该方案可认为符合Ｎ-2原则。根据进线断路器的状态，即四路电源工作状态，可以分析出母联断路器和站联断路器的最佳状态，以最大限度地为体育场的负荷供电，尤其要确保重要负荷。进线断路器、母联断路器和站联断路器的逻辑关系见表２-6，共有16中运行状态，包括正常运行和故障运行。如果考虑多路电源不同时出现故障，则将有多达30多种可能运行状态。

（１）正常运行分析。图2-15(a) 所示，正常运行时，1DL1、1DL2、3DL1、3DL2闭合，母联断路器1DL3、3DL3和站联断路器1DL4、3DL4均断开，四路电源分别带各自母线。１号站两段母线所带的负荷均为6850KVA，３号站内两段母线的负荷为5350KVA。该负荷为变压器的安装容量，实际负荷约为安装负荷的60％。每路电源所带容量小于“首都标准”所要求的10000KVA。

（２）安慧站故障时分析。假设安慧站由于某种原因出现故障(火灾、水灾等)，该站向体育场提供的两路电源停止供电，剩余的慧祥站两路电源能否保证体育场正常运行？

1)第一轮备自投———母联投入。第一轮备自投先投入母联，因为母联断路器在１号和３号主站内，线路短，可靠性比站联高。图2-15(b) 所示，安慧站两路电源不能供电，母联断路器1DL3、3DL3首先投入，这是第一轮备自投，此时１号、３号主站内母联闭合，慧祥站２电源带１号站内的两段母线1-2、1-1，此时该电源所带负荷的安装容量为13700KVA，设变压器的负荷率小于或等60％，则实际负荷小于8220KVA。同样，惠祥站１电源带３号站内3-1、3-2母线，总安装容量为10700KVA，设变压器的负荷率小于或等于６０％，则实际负荷6420KVA。因此，当安慧站两路电源停止供电时，母联投入后，慧祥站提供的两路电源可以保证体育场正常运行。

2)第二轮备自投———站联投入。如果母联投入失败，则进线第二轮备自投，即投入站联。如图２－１５（ｃ）所示，第一轮自投失败后，则1DL4、3DL4闭合，此时慧祥站２电源带1-2、3-2母线，总安装容量12200KVA，由于变压器的负荷率小于或等于60％，则实际负荷不大于7320KVA。同样，慧祥站１带1-1、3-1母线，总安装容量12200KVA，同样设变压器的负荷率小于或等于６０％，则实际负荷为7320KVA。因此，当安慧站两路电源停止供电时，站联投入后，慧祥站提供的两路电源可以保证体育场正常运行。

（３）慧祥站故障时方案分析。同样，慧祥站两路电源停电具有相似的分析结果，即安慧站提供的电源可以给体育场提供足够的电源。

（４）三路电源故障分析。由（２） 和（３） 分析可知，当两路电源出此故障，剩余两路电源所带负荷容量已近极限，所以三路电源故障所剩一路电源不能带全负荷。

（５）一路电源故障分析。一路电源停电是（２）、（３）的特例，不再赘述。

结论：当四路电源中的一路或二路电源停止供电时，母联或站联投入后，剩余电源可以保证体育场正常运行。