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        500kV自耦變壓器中性點(diǎn)小電抗對短路電流的影響

        2016-02-26 17:32:18李立峰
        科技視界 2016年3期
        關(guān)鍵詞:變電站

        李立峰

        【摘 要】目前內(nèi)蒙古網(wǎng)內(nèi)部分變電站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。本文通過研究對比得出:在主變中性點(diǎn)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(jìn)行了詳細(xì)的分析計算。其結(jié)果表明: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(fù)荷供電可靠性和安全性產(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(yùn)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,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(fù)荷的不斷增長,現(xiàn)有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不斷加強(qiáng),根據(jù)電網(wǎng)規(guī)劃,“十三五”內(nèi)蒙古電網(wǎng)將進(jìn)一步加強(qiáng),到2020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)部分變電站的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(50kA)。

        2 限制短路電流的措施

        2.1 減少接地點(diǎn)

        減少附近供電區(qū)內(nèi)接地點(diǎn),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(yùn)行

        主變分裂運(yùn)行,主變分裂運(yùn)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(shí)施受現(xiàn)有變電站主變規(guī)模的限制,部分變電站不具備分裂運(yùn)行的條件,部分變電站現(xiàn)有2臺或3臺主變,主變分裂運(yùn)行會降低供電可靠性。由于地區(qū)負(fù)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(kuò)建主變也受場地、造價及建設(shè)周期的限制,具體實(shí)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(qiáng)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)承擔(dān),220kV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(yùn)行。解開運(yùn)行后會明顯降低地區(qū)的短路水平。但是該方案的實(shí)施也需要完備的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)才能實(shí)施,需要網(wǎng)架結(jié)構(gòu)逐步完善后才能實(shí)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(diǎn)小電抗

        近年來國內(nèi)各地區(qū)電網(wǎng)均隨著裝機(jī)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(diǎn)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(yùn)行狀況良好。

        3 500kV自耦變壓器中性點(diǎn)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(diǎn)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(xì)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(diǎn)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??;小電抗的裝設(shè)對500kV及220kV側(cè)三相短路電流基本沒有影響。

        中性點(diǎn)加裝小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20Ω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,最小也達(dá)到6.63kA;阻值選取大于20Ω,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(yùn)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(xì)的分析小電抗裝設(shè)方案,對裝設(shè)15Ω中性點(diǎn)小電抗情況下,主變中性點(diǎn)小電抗臺數(shù)進(jìn)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(diǎn)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(diǎn)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(yùn)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(fù)荷供電可靠性和安全性產(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(xiàn)】

        [1]傅中,王劉芳,王慶軍,等.500kV自耦變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地的過電壓與絕緣配合分析[J].高壓電器,2009,8:126-128.

        [2]沈揚(yáng),丁健. 500kV自耦變壓器中性點(diǎn)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):24-27.

        [3]程云志,葉幼君.500kV自耦變壓器中性點(diǎn)裝設(shè)小電抗的應(yīng)用研究[J].華東電力,2006,11(34):59-61.

        [責(zé)任編輯:楊玉潔]

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