本發(fā)明涉及輸變電
技術領域：
，具體涉及一種換流變壓器中性點加裝小電抗抑制單相短路的方法。
背景技術：
：隨著互聯(lián)電網(wǎng)的規(guī)模不斷擴大，電網(wǎng)的聯(lián)系越來越緊密，短路電流不斷攀升，國內(nèi)許多電網(wǎng)都出現(xiàn)了短路電流超過開關遮斷容量的局面。一方面，短路電流過大會使斷路器因開端能力不足無法有效切除故障，導致故障擴大，危及整個系統(tǒng)安全運行；另一方面，發(fā)生接地故障時由于注入大地電流過大而使接地點附近的變電站安全甚至人身安全受到嚴重威脅。特別是對于出現(xiàn)概率較高的單相短路故障，單相短路故障約占全部短路故障的65％～70％，須更加重視，采取有效措施加以限制。我國特高壓電網(wǎng)的逐步推進，特高壓直流工程越來越多，換流變壓器是直流工程中最重要的一次設備之一，其結構與變電站常規(guī)500kV自耦變壓器有較大差別。實際工程中換流變壓器繞組通常有兩種接法，分別為YNy接法和YNd接法，正常運行時，兩種接法變壓器正序阻抗均為無窮大，YNy接法換流變壓器零序阻抗無窮大，YNd接法換流變壓器有零序通路，加之換流變壓器容量較大，因此整體零序阻抗較小，導致特高壓直流換流站500kV單相短路電流顯著大于三相短路電流，且超過開關開斷能力風險極大。對于換流變壓器零序阻抗小引起換流站500kV單相短路電流過大的問題，現(xiàn)有方法通常是拉停近區(qū)500kV交流線路、線路出串運行、交流線路加裝串聯(lián)電抗器等，上述措施是通過增大系統(tǒng)正序阻抗的方式，同時降低三相和單相短路電流，但其會削弱系統(tǒng)電氣聯(lián)系，降低電網(wǎng)運行的安全性和可靠性。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術問題是換流變壓器零序阻抗小引起特高壓直流換流站500KV單相短路電流顯著大于三相短路電流，并超過開關開斷能力，本發(fā)明的目的在于：提供一種換流變壓器中性點加裝小電抗抑制單相短路的方法，采用在YNd接法換流變壓器中性點連接小電抗，增加換流變壓器500KV側母線單相短路時的零序等值阻抗，降低特高壓直流換流站500KV單相短路電流，解決了YNd接法換流變壓器零序等值阻抗小導致的單相短路電流過大的技術問題。本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：一種換流變壓器中性點加裝小電抗抑制單相短路的方法，包括換流變壓器，換流變壓器的繞組采用YNd接法，在YNd接法的換流變壓器中性點連接小電抗后接地，小電抗的阻抗小于等于換流變壓器的漏抗的1/3。換流變壓器是目前直流工程中最重要的一次設備之一，其結構與變電站常規(guī)500KV自耦變壓器有較大區(qū)別。換流變壓器繞組通常有YNy接法和YNd接法，正常運行時，YNy接法和YNd接法的換流變壓器的正序阻抗均無窮大，YNy接法換流變壓器零序阻抗亦無窮大，YNd接法換流變壓器存在零序通路，且換流變壓器容量較大，因此換流變壓器的零序阻抗較小，導致特高壓直流換電站中500KV單相短路電流大于三相短路電流，超過開關的開端能力，風險較大。針對直流換流站中單相短路電流過大的情況，目前現(xiàn)有方法是在交流線路假裝串聯(lián)電抗器、線路出串運行、拉停500KV交流線路等方式，該方法可增大換流站正序阻抗，并同時降低三相和單相短路電流，但這種方式會削弱整個系統(tǒng)電氣聯(lián)系，降低電網(wǎng)運行的安全性和可可靠性?；诖?，發(fā)明人采用在YNd接法換流變壓器的中性點連接小電抗，小電抗的阻抗小于等于換流變壓器漏抗的1/3，增大直流換流站500KV母線單相短路時的零序等值阻抗，從而抑制直流換流站500KV單相短路電流。其中小電抗為數(shù)值較小的電抗器，為本領域的公知的技術術語。根據(jù)單相短路電流的計算公式：其中，為等值電勢，X1∑,X2∑,X0∑分別為短路點外部等值正、負、零序阻抗。根據(jù)計算公式可知，欲減小單相短路電流，可通過增加等值正序、負序或零序阻抗的方式實現(xiàn)。其中，特高壓換流站500kV側單相短路電流過大，主要原因在于YNd接法換流變壓器零序等值阻抗小，故發(fā)明人從增大換流變壓器零序阻抗的角度出發(fā)，在YNd換流變壓器中性點加裝小電抗的方式來增大零序阻抗，從而抑制換流站單相短路電流。本技術方案主要針對于特高壓直流工程中YNd接法的換流變壓器，該換流變壓器采用兩繞組結構，并且由于其二次側要承受較高的直流電壓和直流電壓的極性反轉，其結構與現(xiàn)有的兩繞組變壓器或三繞組自耦變壓器在結構和原理上有較大區(qū)別，故本技術方案采用在YNd接法的換流變壓器加裝小電抗的方式，并對小電抗的阻抗進行限定，該技術方案解決特高壓直流換流站500kV單相短路電流顯著大于三相短路電流，導致超過開關開斷能力的風險，與常規(guī)方式在自耦變壓器上連接小電抗是沒有技術關聯(lián)的，即針對的結構不同，相應的連接方式亦會改變。同時，本發(fā)明技術方案采用在YNd接法的換流變壓器上連接小電抗，其主要作用是抑制換流站500kV單相短路電流，而常規(guī)500kV的自耦變壓器在中性點加裝小電抗其主要作用是抑制220kV單相短路電流，對500kV單相短路電流沒有任何的抑制作用。進一步地，所述換流變壓器的一側連接交流電網(wǎng)，換流變壓器的另一側與換流變壓器的高壓或低壓閥組連接，高壓或低壓直流閥組與直流線路連接。進一步地，所述電抗器的阻抗為換流變壓器的漏抗的1/3。進一步地，所述交流電網(wǎng)為500kV交流電網(wǎng)。進一步地，所述直流線路為±800kV直流線路。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：本發(fā)明一種換流變壓器中性點加裝小電抗抑制單相短路的方法，采用在YNd換流變壓器中性點連接電抗器的方式來增大零序阻抗，從而抑制單相短路電流，對500kV三相短路電流沒有影響，系統(tǒng)安全，可靠性強。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中：圖1為高壓直流系統(tǒng)單極換流變壓器、高/低壓換流閥、500KV交流電網(wǎng)、直流線路連接示意圖，其中Q1，Q2，Q3，Q93均為直流線路開關；圖2為未連接電抗器的YNd換流變壓器接線圖；圖3為未連接電抗器的YNd換流變壓器等值電路圖，其中U0為零序電壓，xI+xII等于變壓器零序等值電抗；圖4為連接電抗器后YNd換流變壓器接線圖；圖5為連接電抗器后YNd換流變壓器零序等值電路圖，其中xn為中性點連接電抗器阻抗值。具體實施方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。實施例1：如圖1所示，本發(fā)明為一種換流變壓器中性點加裝小電抗抑制單相短路的方法，包括換流變壓器，換流變壓器的一側連接500kV交流電網(wǎng)，換流變壓器的另一側與換流變壓器的高壓或低壓閥組連接，高壓或低壓直流閥組與直流線路連接，換流變壓器的繞組采用YNd接法，在YNd接法的換流變壓器中性點連接小電抗，小電抗的阻抗小于等于換流變壓器的漏抗的1/3。優(yōu)選，所述小電抗的阻抗為換流變壓器的漏抗的1/3。采用在YNd接法的換流變壓器的中性點連接電抗器以增大零序阻抗，從而抑制單相短路電流，相對于現(xiàn)有技術采用的拉停線路、線路出串運行、加裝電抗器等方式相比，在降低單相短路電流的同時，不會對系統(tǒng)的電氣聯(lián)系產(chǎn)生影響，并且提高了電網(wǎng)運行的安全性和可靠性。實施例2：某特高壓直流輸電系統(tǒng)額定電壓800kV，額定輸送容量8000MW，交流側與500kV交流電網(wǎng)相連。換流站分為正負兩極，一極共包含4臺換流變壓器，其中兩臺為YNd接線，兩臺為YNy接線，如圖1所示。因此，特高壓直流換流站共4臺YNd接線換流變壓器及4臺YNy接線換流變壓器。單臺換流變壓器額定容量均為1212MVA，漏抗19.49％。YNy接線換流變壓器零序阻抗無窮大，YNd接線換流變壓器零序阻抗等于正序阻抗，如圖2和圖3所示，根據(jù)換流變壓器漏抗計算得到零序阻抗為44.32Ω，4臺并聯(lián)運行后零序等值阻抗11.08Ω。由于YNd接線換流變壓器零序等值阻抗小，導致?lián)Q流站500kV交流母線單相短路電流達到62.7kA，接近開關開斷能力63kA，而500kV交流母線三相短路電流僅為56.5kA，離開關開斷能力63kA仍有一定裕度，如表1所示。在換流站YNd接線換流變壓器中性點連接14Ω電抗器，連接電抗器后，單臺YNd接線換流變壓器零序阻抗等于原換流變壓器零序阻抗加上3倍電抗器阻抗值，如圖4和圖5所示。連接電抗器后，單臺YNd接線換流變壓器零序阻抗增大到86.32Ω，4臺并聯(lián)運行后零序阻抗增大至21.58Ω，從而500kV單相短路電流減小至58.3kA，通過連接小阻抗值的電抗器從而降低了單相短路電流3.6kA。由于僅改變了系統(tǒng)零序阻抗，因此換流站500kV三相短路電流未發(fā)生變化，系統(tǒng)安全、可靠性好。表1連接小電抗前后換流站500kV短路電流變化情況未連接小電抗(kA)連接小電抗(kA)單相短路電流62.758.3三相短路電流56.556.5從上表結果可知，YNd接線換流變壓器在連接小電抗后，不影響三相短路電流，且達到降低單相短路電流的作用，避免單相短路電流遠遠大于三相短路電流，甚至超過開關的開斷能力，引起無法切除故障。以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3