超高壓自耦變壓器中性點(diǎn)小抗接地時(shí)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(jìn)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(diǎn)小抗接地時(shí)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(zhǎng)度2008. 825km，220kv線路 270條，總長(zhǎng)度約14933.40km。全疆電網(wǎng)共建成750kv變電站5座，主變5臺(tái)，總變電容量 7000MVA，220kv變電站95座，主變173臺(tái)，總變電容量24097MVA。2013-2014年，達(dá)坂城、 亞中750kv變電站均將建成，烏北、鳳凰擴(kuò)建2號(hào)主變完成，網(wǎng)架進(jìn)一步加強(qiáng)，負(fù)荷增大。根 據(jù)計(jì)算，W上變電站投運(yùn)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(guò)了 50kA，而兩站220千伏斷路器只具備開(kāi)斷50kA短路電流水平的 能力。當(dāng)系統(tǒng)短路電流超過(guò)50kA時(shí)，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(guò)大的問(wèn)題，一是更換兩站220千伏斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等設(shè) 備，讓設(shè)備滿足開(kāi)斷短路電流能力、熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定水平。該種解決方式需停電實(shí)施，且設(shè) 備購(gòu)置、技改工程投資量大，無(wú)法在短期解決。二是通過(guò)調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行方式來(lái)限值短路電流 水平，比如電網(wǎng)分層分區(qū)運(yùn)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(jí)、拉停開(kāi)關(guān)、線路、變電站采用母線分列運(yùn)行、采用高阻抗設(shè)備(包括高阻抗發(fā)電 機(jī)、高阻抗變壓器、限流電抗器等）；大容量高速開(kāi)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(zhǎng)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(dá)坂城供電區(qū)，同時(shí)斷開(kāi)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(gè)供電區(qū)。同時(shí)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(dá)到62. 97kA，且超過(guò)開(kāi)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(qiáng)烏北變短路電流水平對(duì)電網(wǎng)發(fā)展的適應(yīng)性，有必要 在烏北變主變中性點(diǎn)加裝小電抗，限制220kv母線的單相短路電流。
[0004] 由此可見(jiàn)，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(diǎn)通常都是直接接地方式，中性點(diǎn)經(jīng)小抗接地變壓器是一種非正常工作狀 態(tài)，中性點(diǎn)串入小電抗后，主變零序電抗將會(huì)發(fā)生變化，在工頻過(guò)電壓、操作過(guò)電壓、雷電過(guò) 電壓下主變中性點(diǎn)處過(guò)電壓水平可能會(huì)超過(guò)其自禪變中性點(diǎn)絕緣，目前還沒(méi)有系統(tǒng)的計(jì)算 和校核方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中220千伏及W上變壓器中性點(diǎn)通常都是直接接地方式，中性 點(diǎn)經(jīng)小抗接地變壓器是一種非正常工作狀態(tài)，中性點(diǎn)串入小電抗后，主變零序電抗將會(huì)發(fā) 生變化，在工頻過(guò)電壓、操作過(guò)電壓、雷電過(guò)電壓下主變中性點(diǎn)處過(guò)電壓水平可能會(huì)超過(guò)其 自禪變中性點(diǎn)絕緣，缺乏系統(tǒng)的計(jì)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(diǎn)小抗接地時(shí)小抗阻值選擇的方法，其方法是按照中性點(diǎn)經(jīng)電抗器接地時(shí)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(duì)稱分量分析法及不對(duì)稱短路的 具體邊界條件，通過(guò)用BPA短路電流計(jì)算程序，分別對(duì)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(jìn)行單相接地短路電流計(jì)算，W選擇適合的電抗值。
[0006] 本實(shí)用發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 本發(fā)明具體提供超高壓自禪變壓器中性點(diǎn)小抗接地時(shí)小抗阻值選擇的方法，所述的方 法具體步驟如下： (1)對(duì)超高壓自禪變壓器經(jīng)中性點(diǎn)小抗接地的電路轉(zhuǎn)化為等值電路，中性點(diǎn)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(diǎn) 接地電抗有關(guān)的附加項(xiàng)，見(jiàn)式[1];
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種超高壓自耦變壓器中性點(diǎn)小抗接地時(shí)小抗阻值選擇的方法，所述的方法具體步 驟如下： (1) 對(duì)超高壓自耦變壓器經(jīng)中性點(diǎn)小抗接地的電路轉(zhuǎn)化為等值電路，中性點(diǎn)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(diǎn) 接地電抗有關(guān)的附加項(xiàng)，見(jiàn)式[1]:
其中4、忑、不為主變中性點(diǎn)直接接地時(shí)的高、中、低壓側(cè)的等值零序電抗，Z/、<、 <為主變加裝中性點(diǎn)小抗接地后的高、中、低壓側(cè)的等值零序電抗，毛為中性點(diǎn)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(diǎn)接入的小電抗阻值為變壓器高、中壓&% 的10%時(shí)，單相短路電流下降幅度大多已超過(guò)10%，當(dāng)小電抗阻值達(dá)到高、中壓&%的30% 時(shí)，下降幅度可達(dá)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(jì)算程序，根據(jù)步驟（1)、（2)計(jì)算所得的電抗器阻值， 以及系統(tǒng)的正序、負(fù)序電抗，代入單相接地短路公式，見(jiàn)式[2]，分別對(duì)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(jìn)行短路計(jì)算，以確定最終適合的中性點(diǎn)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(diǎn)小抗接地時(shí)小抗阻值選擇的方法，其 特征在于，所述的方法包括對(duì)750kv自耦變壓器進(jìn)行建模，結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行方式，選擇合適的 主變中性點(diǎn)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(diǎn)小抗接地時(shí)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(diǎn)的交流電流，通過(guò)直接在中性點(diǎn)加裝電流 互感器進(jìn)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(diǎn)小抗接地時(shí)小抗阻值選擇的方法， 其特征在于，用BPA短路電流計(jì)算程序，按照單相接地短路電流的計(jì)算公式，分別對(duì)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(jìn)行單相接地短路電流計(jì)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(diǎn)小抗接地時(shí)小抗阻值選擇的方法，其 特征在于，當(dāng)操作中性點(diǎn)小抗接地刀閘時(shí)，經(jīng)過(guò)小抗的電流超過(guò)20A時(shí)，不能對(duì)接地刀閘進(jìn) 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(diǎn)小抗接地時(shí)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(jì)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(wú)法滿足要求， 則需增加中性點(diǎn)小抗的阻抗，直到符合要求，且要符合中性點(diǎn)經(jīng)電抗器接地時(shí)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(zhǔn)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種超高壓自耦變壓器中性點(diǎn)小抗接地時(shí)小抗阻值選擇的方法。按照中性點(diǎn)經(jīng)電抗器接地時(shí)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(duì)稱分量分析法及不對(duì)稱短路的具體邊界條件，通過(guò)用BPA短路電流計(jì)算程序，分別對(duì)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(jìn)行單相接地短路電流計(jì)算，以選擇適合的電抗值，中性點(diǎn)經(jīng)電抗器接地時(shí)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(cè)自耦變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小抗接地方式下的正常運(yùn)行的可靠性提供了保障，具有廣泛的現(xiàn)實(shí)意義。
【IPC分類】H02H9-08
【公開(kāi)號(hào)】CN104767195
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510183497
【發(fā)明人】呂健攀, 石海珍, 彭敏
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)新疆電力公司檢修公司
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年4月19日