專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種評(píng)估高抗中性點(diǎn)小電抗耐受電流的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種評(píng)估高抗中性點(diǎn)小電抗耐受電流的方法。
背景技術(shù)：
：在有高壓并聯(lián)電抗器(高抗)的超/特高壓輸電系統(tǒng)，一般加裝高壓并聯(lián)電抗器中性點(diǎn)小電抗以減小潛供電流和恢復(fù)電壓。其示意圖如圖1所示，圖中X^表示高壓并聯(lián)電抗器，X,表示中性點(diǎn)小電抗。正常情況下，由于三相電壓平衡，中性點(diǎn)小電抗的電壓以及流過(guò)的電流很??；在系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱(chēng)故障或某些特殊工況下下，中性點(diǎn)小電抗要承受較高的電壓和電流。750kV同塔雙回線(xiàn)路由于回路間間耦合的作用，在某些工況下，中性點(diǎn)小電抗電流很大，如果在設(shè)計(jì)制造時(shí)不加以考慮，可能對(duì)小電抗的安全不利，危害系統(tǒng)運(yùn)行。系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下，高抗中性點(diǎn)小電抗的電壓以及流過(guò)的電流很?。辉谙到y(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱(chēng)故障的情況下，中性點(diǎn)小電抗要承受較高的電壓和電流。目前現(xiàn)有技術(shù)中的方法通過(guò)計(jì)算發(fā)生不對(duì)稱(chēng)故障時(shí)中性點(diǎn)小電抗的穩(wěn)態(tài)電流來(lái)評(píng)估小電抗的耐受電流。計(jì)算步驟如下(1)計(jì)算系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱(chēng)故障甩負(fù)荷時(shí)，中性點(diǎn)小電抗的穩(wěn)態(tài)電流Iwt(有效值)。故障一般只考慮線(xiàn)路發(fā)生單相接地故障甩負(fù)荷的情況，計(jì)算故障到達(dá)穩(wěn)態(tài)后小電抗的的穩(wěn)態(tài)電流值。(2)根據(jù)小電抗穩(wěn)態(tài)電流，乘以系數(shù)得到小電抗耐受電流In(峰值)。計(jì)算公式為In=1.8x現(xiàn)有技術(shù)中上述的方法通過(guò)計(jì)算穩(wěn)態(tài)電流乘以系數(shù)得到耐受電流，雖然方法簡(jiǎn)單，但存在明顯不足(1)考慮的故障比較有限，只考慮線(xiàn)路發(fā)生單相接地故障甩負(fù)荷的情況；(2)計(jì)算所得穩(wěn)態(tài)電流為發(fā)生故障到達(dá)穩(wěn)態(tài)之后的電流，沒(méi)有考慮故障的發(fā)展過(guò)程；(3)沒(méi)有考慮避雷器等非線(xiàn)性原件的影響；(4)計(jì)算所得電流是估算值，不能了解實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中中性點(diǎn)小電抗所耐受的電流。
發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的以上不足，本發(fā)明提出一種基于電磁暫態(tài)仿真的評(píng)估高抗中性點(diǎn)小電抗耐受電流的方法，并充分考慮不同的故障類(lèi)型和工況，計(jì)算實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中高抗中性點(diǎn)小電抗所耐受的電流。采用傳統(tǒng)方法可以初步評(píng)估出現(xiàn)高抗中性點(diǎn)小電抗的耐受電流，但由于其忽略了諸多影響因素，結(jié)果比較粗糙。影響短路電流過(guò)零點(diǎn)漂移的因素比較多，包括以下因素需作考慮(1)故障和工況的類(lèi)型以及故障過(guò)程。不同故障和工況下，小電抗通過(guò)電流有很大差別，需要考慮的故障和工況有單相接地故障、單相非全相，兩相非全相、單相分合操作等工況。(2)系統(tǒng)各元件的參數(shù)。主要包括線(xiàn)路的參數(shù)，高抗中性點(diǎn)避雷器的參數(shù)等。(3)同塔雙回線(xiàn)路的運(yùn)行方式。需要考慮同塔雙回線(xiàn)路不同的運(yùn)行方式，包括雙回運(yùn)行和單回運(yùn)行，單回運(yùn)行還要考慮停運(yùn)一回線(xiàn)路兩端接地和兩端懸空的情況。本發(fā)明的一種評(píng)估高抗中性點(diǎn)小電抗耐受電流的方法，包括以下步驟(1)建立研究高抗小電抗電流電磁暫態(tài)仿真模型，仿真模型包括同塔雙回線(xiàn)路的模型根據(jù)實(shí)際線(xiàn)路長(zhǎng)度、桿塔布置、換位方式和導(dǎo)線(xiàn)排列方式所得到同塔雙回線(xiàn)路計(jì)算模型，該模型包括同塔雙回線(xiàn)路各相的自電阻、自電感和對(duì)地電容，以及相之間的互電阻、互電感和互電容。線(xiàn)路兩側(cè)電源模型根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行電壓所得的等值電壓源從而得到線(xiàn)路兩側(cè)電源模型；高抗及其中性點(diǎn)小電抗模型根據(jù)實(shí)際工程高抗和小電抗配置得到高抗和小電抗的電抗值的模型；線(xiàn)路、高抗中性點(diǎn)避雷器模型根據(jù)實(shí)際線(xiàn)路和高抗中性點(diǎn)的避雷器的特性所得到的非線(xiàn)性電阻模型；(2)考慮不同的故障類(lèi)型和工況，考慮同塔雙回線(xiàn)路不同的運(yùn)行方式，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行仿真，仿真可采用電磁暫態(tài)仿真軟件，仿真過(guò)程根據(jù)故障的過(guò)程計(jì)算整個(gè)故障過(guò)程中高抗中性點(diǎn)小電抗的最大電流；(3)比較各個(gè)工況下高抗中性點(diǎn)小電抗的電流，取其最大值得到高抗中性點(diǎn)小電抗的耐受電流。其中，所述電磁暫態(tài)仿真軟件包括EMTP電磁暫態(tài)仿真軟件。其中，所述考慮的故障類(lèi)型和工況的內(nèi)容包括a.單瞬故障在隨機(jī)時(shí)刻、線(xiàn)路隨機(jī)位置某一相發(fā)生單相接地故障，兩側(cè)線(xiàn)路保護(hù)動(dòng)作，兩側(cè)故障相斷路器分閘，之后重合閘；b.單相非全相線(xiàn)路空載運(yùn)行，一側(cè)斷路器處于三相斷開(kāi)狀態(tài)，另一側(cè)斷路器處于合閘狀態(tài)，處于合閘狀態(tài)斷路器三相跳閘，一相拒動(dòng)；c.兩相非全相線(xiàn)路空載運(yùn)行，一側(cè)斷路器處于三相斷開(kāi)狀態(tài)，另一側(cè)斷路器處于合閘狀態(tài)，處于合閘狀態(tài)斷路器單相誤動(dòng)跳閘；d.單相分合線(xiàn)路空載運(yùn)行，一側(cè)斷路器處于三相斷開(kāi)狀態(tài)，另一側(cè)斷路器處于合閘狀態(tài)，處于合閘狀態(tài)斷路器單相跳閘，經(jīng)過(guò)0.6s單相重合；其中，所述考慮同塔雙回線(xiàn)路不同的運(yùn)行方式的內(nèi)容包括線(xiàn)路雙回運(yùn)行和單回運(yùn)行，其中線(xiàn)路單回運(yùn)行還要分別考慮停運(yùn)一回線(xiàn)路兩端接地和兩端懸空的情況。本發(fā)明的有益效果是本方法全面考慮了750kV同塔雙回線(xiàn)路的運(yùn)行方式，考慮了不同故障和工況，得到各種故障和工況過(guò)程中高抗中性點(diǎn)小電抗可能出現(xiàn)的最大暫時(shí)電流。該電流為系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中高抗中性點(diǎn)小電抗實(shí)際可能出現(xiàn)的最大電流，由此電流可以更好的指導(dǎo)小電抗的設(shè)計(jì)和制造。為了使本發(fā)明的內(nèi)容被更清楚的理解，并便于具體實(shí)施方式的描述，下面給出與本發(fā)明相關(guān)的如下圖1示出了電抗器中性點(diǎn)接小電抗的電路示意圖；圖2為一個(gè)典型750kV同塔雙回輸電系統(tǒng)計(jì)算高抗中性點(diǎn)小電抗耐受電流所用的等值結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是采用本發(fā)明的方法得到的750kV同塔雙回線(xiàn)路進(jìn)行單相分合操作時(shí)高抗中性點(diǎn)小電抗電流波形圖；圖4是采用本發(fā)明的方法得到的750kV同塔雙回線(xiàn)路發(fā)生單相接地故障過(guò)程中高抗中性點(diǎn)小電抗電流波形圖。具體實(shí)施例方式圖1示出了電抗器中性點(diǎn)接小電抗的電路示意圖，圖中X^表示高壓并聯(lián)電抗器，X,表示中性點(diǎn)小電抗。圖2為一個(gè)典型750kV同塔雙回輸電系統(tǒng)計(jì)算高抗中性點(diǎn)小電抗耐受電流所用的等值結(jié)構(gòu)示意圖，圖中包括750kV等值電源，同塔雙回線(xiàn)路，高抗及其中性點(diǎn)小電抗，線(xiàn)路和避雷器在圖中未畫(huà)出；該系統(tǒng)中線(xiàn)路高抗容量為300MVar，中性點(diǎn)小電抗1000歐姆。圖3-4為采用本發(fā)明的方法得到的典型波形。圖3為750kV同塔雙回線(xiàn)路進(jìn)行單相分合操作時(shí)，高抗中性點(diǎn)小電抗的電流波形，在斷路器單相跳閘后，小電抗出現(xiàn)較高的電流，呈現(xiàn)為拍頻的形式。圖4為發(fā)生單相接地故障過(guò)程中，高抗中性點(diǎn)小電抗的電流波形，在發(fā)生接地故障過(guò)程中小電抗出現(xiàn)較高的暫時(shí)電流，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。表1給出了采用本發(fā)明的方法得出了某750kV同塔雙回線(xiàn)路在不同工況下的小電抗最大電流。通過(guò)比較各種工況下小電抗的最大電流，可以得到高抗中性點(diǎn)電流最大的情況出現(xiàn)在同塔雙回線(xiàn)路單回運(yùn)行，停運(yùn)線(xiàn)路兩端懸空，進(jìn)行單相分合操作的情況下，最大電流235.9A，由此可以得到高抗小電抗的耐受電流為235.9A。表l某750kV同塔雙回線(xiàn)路不同工況下高抗中性點(diǎn)小電抗電流<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>上面通過(guò)特別的實(shí)施例內(nèi)容描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員還可意識(shí)到變型和可選的實(shí)施例的多種可能性，例如，通過(guò)組合和/或改變單個(gè)實(shí)施例的特征。因此，可以理解的是這些變型和可選的實(shí)施例將被認(rèn)為是包括在本發(fā)明中，本發(fā)明的范圍僅僅被附上的專(zhuān)利權(quán)利要求書(shū)及其同等物限制。權(quán)利要求一種評(píng)估高抗中性點(diǎn)小電抗耐受電流的方法，其特征在于包括以下步驟(1)建立研究高抗小電抗電流電磁暫態(tài)仿真模型，仿真模型包括同塔雙回線(xiàn)路的模型根據(jù)實(shí)際線(xiàn)路長(zhǎng)度、桿塔布置、換位方式和導(dǎo)線(xiàn)排列方式所得到同塔雙回線(xiàn)路計(jì)算模型，該模型包括同塔雙回線(xiàn)路各相的自電阻、自電感和對(duì)地電容，以及相之間的互電阻、互電感和互電容。線(xiàn)路兩側(cè)電源模型根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行電壓所得的等值電壓源從而得到線(xiàn)路兩側(cè)電源模型；高抗及其中性點(diǎn)小電抗模型根據(jù)實(shí)際工程高抗和小電抗配置得到高抗和小電抗的電抗值的模型；線(xiàn)路、高抗中性點(diǎn)避雷器模型根據(jù)實(shí)際線(xiàn)路和高抗中性點(diǎn)的避雷器的特性所得到的非線(xiàn)性電阻模型；(2)考慮不同的故障類(lèi)型和工況，考慮同塔雙回線(xiàn)路不同的運(yùn)行方式，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行仿真，仿真可采用電磁暫態(tài)仿真軟件，仿真過(guò)程根據(jù)故障的過(guò)程計(jì)算整個(gè)故障過(guò)程中高抗中性點(diǎn)小電抗的最大電流；(3)比較各個(gè)工況下高抗中性點(diǎn)小電抗的電流，取其最大值得到高抗中性點(diǎn)小電抗的耐受電流。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述電磁暫態(tài)仿真軟件包括EMTP電磁暫態(tài)仿真軟件。3.如權(quán)利要求1-2所述的方法，其特征在于所述考慮的故障類(lèi)型和工況的內(nèi)容包括a.單瞬故障在隨機(jī)時(shí)刻、線(xiàn)路隨機(jī)位置某一相發(fā)生單相接地故障，兩側(cè)線(xiàn)路保護(hù)動(dòng)作，兩側(cè)故障相斷路器分閘，之后重合閘；b.單相非全相線(xiàn)路空載運(yùn)行，一側(cè)斷路器處于三相斷開(kāi)狀態(tài)，另一側(cè)斷路器處于合閘狀態(tài)，處于合閘狀態(tài)斷路器三相跳閘，一相拒動(dòng)；C.兩相非全相線(xiàn)路空載運(yùn)行，一側(cè)斷路器處于三相斷開(kāi)狀態(tài)，另一側(cè)斷路器處于合閘狀態(tài)，處于合閘狀態(tài)斷路器單相誤動(dòng)跳閘；d.單相分合線(xiàn)路空載運(yùn)行，一側(cè)斷路器處于三相斷開(kāi)狀態(tài)，另一側(cè)斷路器處于合閘狀態(tài)，處于合閘狀態(tài)斷路器單相跳閘，經(jīng)過(guò)0.6s單相重合；4.如權(quán)利要求1-3所述的方法，其特征在于所述考慮同塔雙回線(xiàn)路不同的運(yùn)行方式的內(nèi)容包括線(xiàn)路雙回運(yùn)行和單回運(yùn)行，其中線(xiàn)路單回運(yùn)行還要分別考慮停運(yùn)一回線(xiàn)路兩端接地和兩端懸空的情況。全文摘要本發(fā)明提出一種評(píng)估高抗中性點(diǎn)小電抗耐受電流的方法，其基于電磁暫態(tài)仿真的方法，并充分考慮不同的故障類(lèi)型和工況，計(jì)算實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中高抗中性點(diǎn)小電抗所耐受的電流。該方法全面考慮了750kV同塔雙回線(xiàn)路的運(yùn)行方式，考慮了不同故障和工況，得到各種故障和工況過(guò)程中高抗中性點(diǎn)小電抗可能出現(xiàn)的最大暫時(shí)電流。該電流為系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中高抗中性點(diǎn)小電抗實(shí)際可能出現(xiàn)的最大電流，由此電流可以更好的指導(dǎo)小電抗的設(shè)計(jì)和制造。文檔編號(hào)H02H7/22GK101710688SQ200910237289公開(kāi)日2010年5月19日申請(qǐng)日期2009年11月13日優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日發(fā)明者宋瑞華,張振宇,楊文宇,柯賢波,牛栓保,王曉彤,班連庚,范越,鄭彬,韓彬,項(xiàng)祖濤申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院;西北電網(wǎng)有限公司