超高壓自耦變壓器中性點小抗接地時小抗阻值選擇的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于輸變電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，進一步的，本發(fā)明用于一種限制超高壓交流輸 電系統(tǒng)不平衡接地短路電流能力的方法，更具體的，本發(fā)明設(shè)及一種超高壓自禪變壓器中 性點小抗接地時小抗阻值選擇方法的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 截至2013年底，新疆電網(wǎng)已建成750kv線路8條，總長度2008. 825km，220kv線路 270條，總長度約14933.40km。全疆電網(wǎng)共建成750kv變電站5座，主變5臺，總變電容量 7000MVA，220kv變電站95座，主變173臺，總變電容量24097MVA。2013-2014年，達坂城、 亞中750kv變電站均將建成，烏北、鳳凰擴建2號主變完成，網(wǎng)架進一步加強，負荷增大。根 據(jù)計算，W上變電站投運后，烏北750千伏變電站、鳳凰750千伏變電站220千伏母線單相 短路電流最大已經(jīng)超過了 50kA，而兩站220千伏斷路器只具備開斷50kA短路電流水平的 能力。當(dāng)系統(tǒng)短路電流超過50kA時，極可能發(fā)生斷路器爆炸等設(shè)備及電網(wǎng)安全事件。要解 決兩站220千伏母線短路電流過大的問題，一是更換兩站220千伏斷路器、隔離開關(guān)等設(shè) 備，讓設(shè)備滿足開斷短路電流能力、熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定水平。該種解決方式需停電實施，且設(shè) 備購置、技改工程投資量大，無法在短期解決。二是通過調(diào)整系統(tǒng)運行方式來限值短路電流 水平，比如電網(wǎng)分層分區(qū)運行、合理規(guī)劃電源接入系統(tǒng)方式、發(fā)展直流輸電、提高配電網(wǎng)供 電電壓等級、拉停開關(guān)、線路、變電站采用母線分列運行、采用高阻抗設(shè)備(包括高阻抗發(fā)電 機、高阻抗變壓器、限流電抗器等）；大容量高速開關(guān)與電抗器并聯(lián)、短路電流限制器等。
[0003] 2014年，烏昌電網(wǎng)將構(gòu)成鳳凰-烏北-亞中的75化V目標(biāo)網(wǎng)架，具備解環(huán)條件。為 降低烏昌220kv電網(wǎng)短路電流，將長寧變及昌南變W西劃入鳳凰供電區(qū)，S宮、米泉W西化 工園變W南劃入亞中、達坂城供電區(qū)，同時斷開烏北供電區(qū)至昌吉東部電網(wǎng)的4回聯(lián)絡(luò)線， 至此烏昌220kv電網(wǎng)分成S個供電區(qū)。同時將烏昌220kv電網(wǎng)解列，解環(huán)后烏北變220千 伏母線單相短路電流仍達到62. 97kA，且超過開關(guān)的遮斷容量。線路加裝串聯(lián)電抗器后，雖 可降低=相短路電流，但單相短路電流仍大于=相短路電流。因此為限制烏北變單相短路 電流，提高烏北變近區(qū)供電可靠性，增強烏北變短路電流水平對電網(wǎng)發(fā)展的適應(yīng)性，有必要 在烏北變主變中性點加裝小電抗，限制220kv母線的單相短路電流。
[0004] 由此可見，現(xiàn)有限制超高壓交流輸電系統(tǒng)不平衡接地短路電流領(lǐng)域，220千伏及 W上變壓器中性點通常都是直接接地方式，中性點經(jīng)小抗接地變壓器是一種非正常工作狀 態(tài)，中性點串入小電抗后，主變零序電抗將會發(fā)生變化，在工頻過電壓、操作過電壓、雷電過 電壓下主變中性點處過電壓水平可能會超過其自禪變中性點絕緣，目前還沒有系統(tǒng)的計算 和校核方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中220千伏及W上變壓器中性點通常都是直接接地方式，中性 點經(jīng)小抗接地變壓器是一種非正常工作狀態(tài)，中性點串入小電抗后，主變零序電抗將會發(fā) 生變化，在工頻過電壓、操作過電壓、雷電過電壓下主變中性點處過電壓水平可能會超過其 自禪變中性點絕緣，缺乏系統(tǒng)的計算和校核方法，本發(fā)明旨在于提供一種超高壓自禪變壓 器中性點小抗接地時小抗阻值選擇的方法，其方法是按照中性點經(jīng)電抗器接地時其電抗值 毛與變壓器的零序電抗疋之比小于等于1/3的原則，按照對稱分量分析法及不對稱短路的 具體邊界條件，通過用BPA短路電流計算程序，分別對變電站內(nèi)超高壓自禪變壓器高壓側(cè) 和中壓側(cè)母線進行單相接地短路電流計算，W選擇適合的電抗值。
[0006] 本實用發(fā)明解決其技術(shù)問題是通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)的： 本發(fā)明具體提供超高壓自禪變壓器中性點小抗接地時小抗阻值選擇的方法，所述的方 法具體步驟如下： (1)對超高壓自禪變壓器經(jīng)中性點小抗接地的電路轉(zhuǎn)化為等值電路，中性點經(jīng)電抗接 地的自禪變壓器的零序等值電路中，包括=角形在內(nèi)的各側(cè)等值電抗，均包含有與中性點 接地電抗有關(guān)的附加項，見式[1];
【主權(quán)項】
1. 一種超高壓自耦變壓器中性點小抗接地時小抗阻值選擇的方法，所述的方法具體步 驟如下： (1) 對超高壓自耦變壓器經(jīng)中性點小抗接地的電路轉(zhuǎn)化為等值電路，中性點經(jīng)電抗接 地的自耦變壓器的零序等值電路中，包括三角形在內(nèi)的各側(cè)等值電抗，均包含有與中性點 接地電抗有關(guān)的附加項，見式[1]:
其中4、忑、不為主變中性點直接接地時的高、中、低壓側(cè)的等值零序電抗，Z/、<、 <為主變加裝中性點小抗接地后的高、中、低壓側(cè)的等值零序電抗，毛為中性點小抗的電 抗； (2) 根據(jù)步驟（1)的分析判斷，當(dāng)變壓器中性點接入的小電抗阻值為變壓器高、中壓&% 的10%時，單相短路電流下降幅度大多已超過10%，當(dāng)小電抗阻值達到高、中壓&%的30% 時，下降幅度可達20%，小電抗阻值在變壓器高、中壓&%的1/10 - 1/3之間選擇； (3) 用已經(jīng)成熟的BPA短路電流計算程序，根據(jù)步驟（1)、（2)計算所得的電抗器阻值， 以及系統(tǒng)的正序、負序電抗，代入單相接地短路公式，見式[2]，分別對變電站內(nèi)超高壓自耦 變壓器高壓側(cè)和中壓側(cè)母線進行短路計算，以確定最終適合的中性點小電抗阻值，
2. 如權(quán)利要求1所述的超高壓自耦變壓器中性點小抗接地時小抗阻值選擇的方法，其 特征在于，所述的方法包括對750kv自耦變壓器進行建模，結(jié)合系統(tǒng)運行方式，選擇合適的 主變中性點小抗的阻值。
3. 如權(quán)利要求1所述的超高壓自耦變壓器中性點小抗接地時小抗阻值選擇的方法，其 特征在于，所述的采集750kv自耦變壓器中性點的交流電流，通過直接在中性點加裝電流 互感器進行采集。
4. 如權(quán)利要求1所述的超超高壓自耦變壓器中性點小抗接地時小抗阻值選擇的方法， 其特征在于，用BPA短路電流計算程序，按照單相接地短路電流的計算公式，分別對變電站 內(nèi)超高壓自耦變壓器高壓側(cè)和中壓側(cè)母線進行單相接地短路電流計算，以選擇適合的電抗 值。
5. 如權(quán)利要求1所述的超高壓自耦變壓器中性點小抗接地時小抗阻值選擇的方法，其 特征在于，當(dāng)操作中性點小抗接地刀閘時，經(jīng)過小抗的電流超過20A時，不能對接地刀閘進 行操作。
6. 如權(quán)利要求4所述的超高壓自耦變壓器中性點小抗接地時小抗阻值選擇的方法，其 特征在于，依據(jù)上述本發(fā)明提供的方法計算出的短路電流值可判斷出超高壓自耦變壓器加 裝一定阻值的小電抗后，系統(tǒng)單相短路電流水平能否下降到預(yù)定的水平，若無法滿足要求， 則需增加中性點小抗的阻抗，直到符合要求，且要符合中性點經(jīng)電抗器接地時其電抗值毛 與變壓器的零序電抗；之比小于等于1/3,也就是毛/ 1/3的標(biāo)準。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種超高壓自耦變壓器中性點小抗接地時小抗阻值選擇的方法。按照中性點經(jīng)電抗器接地時其電抗值Xn與變壓器的零序電抗X0之比小于等于1/3的原則，按照對稱分量分析法及不對稱短路的具體邊界條件，通過用BPA短路電流計算程序，分別對變電站內(nèi)超高壓自耦變壓器高壓側(cè)和中壓側(cè)母線進行單相接地短路電流計算，以選擇適合的電抗值，中性點經(jīng)電抗器接地時其電抗值Xn與變壓器的零序電抗X0之比小于等于1/3，也就是Xn / X0≤1/3，為監(jiān)測自耦變壓器中性點經(jīng)小抗接地方式下的正常運行的可靠性提供了保障，具有廣泛的現(xiàn)實意義。
【IPC分類】H02H9-08
【公開號】CN104767195
【申請?zhí)枴緾N201510183497
【發(fā)明人】呂健攀, 石海珍, 彭敏
【申請人】國網(wǎng)新疆電力公司檢修公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月19日