500kV自耦變壓器中性點小電抗對短路電流的影響

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1、500kV自耦變壓器中性點小電抗對短路電流的影響 500kV自耦變壓器中性點小電抗對短路電流的影響 【摘 要】目前內(nèi)蒙古網(wǎng)內(nèi)局部變電站220kV側(cè)的單相短路電流已經(jīng)超出現(xiàn)有設(shè)備的遮斷容量。本文通過研究比照得出：在主變中性點裝設(shè)小電抗，是目前國內(nèi)較為通用的降低單相自耦變壓器220kV側(cè)單相短路電流的措施，并進行了詳細的分析計算。其結(jié)果說明：采用該方法后，220kV側(cè)單相短路電流水平降低明顯，不會對地區(qū)負荷供電可靠性和平安性產(chǎn)生不利影響，能夠較快的解決變電站220kV側(cè)單相短路電流水平超標(biāo)問題，且運行狀況良好。 【關(guān)鍵詞】500kV；自耦變壓器；小電抗；短路電流 1 內(nèi)蒙古電網(wǎng)短路電流水平 目前，

2、內(nèi)蒙古電網(wǎng)已形成“兩橫四縱的500kV主干網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。各盟市供電區(qū)域均形成220kV主供電的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。其中，呼和浩特、包頭、烏海地區(qū)已形成220kV城市環(huán)網(wǎng)。隨著內(nèi)蒙古電網(wǎng)范圍內(nèi)負荷的不斷增長，現(xiàn)有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不斷加強，根據(jù)電網(wǎng)規(guī)劃，“十三五內(nèi)蒙古電網(wǎng)將進一步加強，到2021年內(nèi)蒙古電網(wǎng)將形成“三橫五縱的500kV電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。目前內(nèi)蒙古網(wǎng)內(nèi)局部變電站的220kV側(cè)的單相短路電流已經(jīng)超出現(xiàn)有設(shè)備的遮斷容量。 從表1可以看出，變電站A、變電站B、變電站C的220kV側(cè)的三相短路電流在47kA以內(nèi)，220kV側(cè)單相短路電流均已超出現(xiàn)有設(shè)備的遮斷容量。 2 限制短路電流的措施 2.1 減少接地點 減少附近

3、供電區(qū)內(nèi)接地點，經(jīng)計算可以降低220kV側(cè)單相短路電流水平，但作用不明顯。 2.2 主變分裂運行 主變分裂運行，主變分裂運行后可以明顯降低220kV側(cè)單相短路電流水平，但是該限制措施的實施受現(xiàn)有變電站主變規(guī)模的限制，局部變電站不具備分裂運行的條件，局部變電站現(xiàn)有2臺或3臺主變，主變分裂運行會降低供電可靠性。由于地區(qū)負荷增長情況，新建變電站投產(chǎn)初期四臺主變同時投產(chǎn)沒有必要，且造價太高投產(chǎn)周期較長；舊站擴建主變也受場地、造價及建設(shè)周期的限制，具體實施的難度相對較大。 2.3 改變地區(qū)電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu) 隨著500kV電網(wǎng)的不斷加強和完善，內(nèi)蒙古電網(wǎng)各分供電區(qū)之間功率交換主要由500kV電網(wǎng)承當(dāng)，220k

4、V電網(wǎng)逐步向地區(qū)供電網(wǎng)轉(zhuǎn)化，分區(qū)之間的220kV線路的功能由目前起主網(wǎng)作用逐步轉(zhuǎn)變成互為備用的性質(zhì)，內(nèi)蒙古電網(wǎng)內(nèi)部各分供電區(qū)之間的220kV聯(lián)絡(luò)線將逐步解開運行。解開運行后會明顯降低地區(qū)的短路水平。但是該方案的實施也需要完備的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)才能實施，需要網(wǎng)架結(jié)構(gòu)逐步完善后才能實現(xiàn)，無法在短時間內(nèi)解決短路電流超標(biāo)問題。 2.4 裝設(shè)中性點小電抗 近年來國內(nèi)各地區(qū)電網(wǎng)均隨著裝機容量和電網(wǎng)規(guī)模的不斷增加，出現(xiàn)了不同程度的500kV變電站220kV母線側(cè)單相短路電流超標(biāo)問題，在主變中性點裝設(shè)小電抗，站內(nèi)改造工程量較少，占地較小，工期短，投資少，見效快，是目前國內(nèi)較為通用的降低500kV變電站220kV側(cè)單相

5、短路電流超標(biāo)的有效措施。目前該方法在全國應(yīng)用的較為普遍，且運行狀況良好。 3 500kV自耦變壓器中性點小電抗對短路電流的影響 3.1 小電抗阻值對短路電流的影響 中性點小電抗主要參數(shù)是小電抗的阻值，小電抗阻值的選取直接影響變電站的短路電流。下面以變電站A為例，對小電抗阻值對短路電流的影響做一詳細的說明，見表2。 從表2的計算結(jié)果可以看出，在主變中性點裝設(shè)小電抗，可以有效的降低500kV變電站220kV側(cè)的單相短路電流。隨著阻值的增大，上述各變電站220kV側(cè)的單相短路電流降幅明顯；500kV側(cè)單相短路電流變化較?。恍‰娍沟难b設(shè)對500kV及220kV側(cè)三相短路電流根本沒有影響。 中性點加裝小

6、電抗的阻值對變電站220kV側(cè)單相短路電流的影響程度，以變電站A、變電站B、變電站C為例，計算結(jié)果見表3。 從表3的計算結(jié)果可以看出，小電抗阻值從0增長至20時，220kV側(cè)單相短路電流降幅較大，變電站A的降幅從50.20kA降低至43.57kA，變電站B的降幅從53.18kA降低至42.42kA，降幅最大為10.76kA，最小也到達6.63kA；阻值選取大于20，單相短路電流降幅減小，趨于平緩，小電抗的作用趨于飽和，效果不明顯；由于主變參數(shù)、系統(tǒng)運行方式等因素的影響短路電流的降幅不盡相同。詳見圖1所示。 3.2 小電抗裝設(shè)臺數(shù)對單相短路電流的影響 為更為詳細的分析小電抗裝設(shè)方案，對裝設(shè)15中

7、性點小電抗情況下，主變中性點小電抗臺數(shù)進行了分析計算。計算結(jié)果見表4。 從計算結(jié)果可以看出，隨著主變中性點加裝小電抗數(shù)量的增多，變電站220kV側(cè)單相短路電流降幅明顯。 4 結(jié)論 通過前述分析，在主變中性點裝設(shè)小電抗，是目前國內(nèi)較為通用的降低單相自耦變壓器220kV側(cè)單相短路電流的措施，該方法適用于單相短路電流大于三相短路電流的情況。采用該方法后，220kV側(cè)單相短路電流水平降低明顯。由于主變參數(shù)、系統(tǒng)運行方式等因素的影響短路電流的降幅不盡相同。該措施投資少、工期短，不會對地區(qū)負荷供電可靠性和平安性產(chǎn)生不利影響，能夠較快的解決變電站220kV側(cè)單相短路電流水平超標(biāo)問題。 【參考文獻】 【1】傅中，王劉芳，王慶軍，等.500kV自耦變壓器中性點經(jīng)小電抗接地的過電壓與絕緣配合分析J.高壓電器，2021，8：126-128. 【2】沈揚，丁健. 500kV自耦變壓器中性點經(jīng)小電抗接地系統(tǒng)的過電壓與絕緣配合J.電氣應(yīng)用，2005，5：24-27. 【3】程云志，葉幼君.500kV自耦變壓器中性點裝設(shè)小電抗的應(yīng)用研究J.華東電力，2006，11：59-61. ：楊玉潔