芝堰变500 kV两段母线压差偏高的分析

夏石伟，徐庆峰，何碧静

（国网浙江省电力公司检修分公司，杭州 310000）

芝堰变500 kV两段母线压差偏高的分析

夏石伟，徐庆峰，何碧静

（国网浙江省电力公司检修分公司，杭州 310000）

电压监视和无功电压调节控制是电力系统运行控制的一项重要的基本任务，根据芝堰变500 kV 3/2接线方式，推导出母线压差计算公式，对母线最大理论压差进行了计算；从电压采集的各个环节，逐一进行排查，最终查找出芝堰变500 kV母线压差过大的原因是由于母线测控装置误差超标，对精度调整后压差回复到正常范围。

500 kV；变电站；母线电压

0 引言

电压幅值是表征电能质量的主要指标之一，保证用户电压为额定值是电力系统运行控制的一项基本任务。电压偏移过大不仅对用户产生不利影响，还可能使网损增大，甚至危及系统运行的稳定性。

芝堰变电站（简称芝堰变，余类同）自2009年投产以来，就一直存在500 kV两段母线偏差较高的问题。根据浙江省电力调控中心的数据反映，金华地区双龙变500 kV母线压差2 kV、丹溪变压差1.5 kV，金华周边信安变、万象变压差均在1 kV以内，而芝堰变500 kV母线Ⅰ母电压和Ⅱ母电压压差最高达到3.5 kV，造成无功电压调整频繁，500 kV和220 kV系统电压不能兼顾，严重影响无功电压控制。

根据3/2接线方式得出母线压差计算公式，对出现母线压差的因素逐一进行排查，并采用措施进行调整，使压差回复到正常范围。

1 母线电压的压差分析

1.1 3/2接线方式下的压差计算

芝堰变500 kV母线采用3/2接线方式，有三个完整开关串，4回500 kV线路，2台主变，接线如图1所示。

根据电力系统稳态分析原理，压差主要由于系统线路潮流分布，以及系统结构参数，造成各个节点电压不同而形[1]。由电路等效变换原理，考虑压差最大化情况，可以将500 kV一次回路转换为如图2的等效回路，进而可以等效成图3回路进行计算。

式中：U1为首端电压；U2为末端电压；S2为末端视在功率；R为等效电阻；X为等效电抗。

可得：

图1 芝堰变500 kV一次接线

图2 500 kV一次系统简化

图3 等效回路

图4 电压向量

式中：P2为末端有功功率；Q为末端无功功率。再令：

将上式改写为：

则可得：

由于一般情况下，U2+ΔU≫δU，所以可以略去δU得：

所以

每设备串导引线长度设为180 m，连接引线为2×LGKK-600的双分裂导线，根据标准导线电抗计算公式：

式中：d为导线间的几何均距；r为单导线时，指导线的半径；n为分裂导线数。

取引线间相间距离为8 m，分裂导线半径为20 cm，单根导线半径为2.5 cm，代入式（4）得单位长度电抗值为XL=0.298 Ω/km，则

铝的电阻率为31.5 Ω·mm2/km，计算出电阻值很小可以忽略不计，每串导引线的阻抗值为j0.05364 Ω，开关的回路电阻取标准值[2]为250 μΩ，闸刀回路电阻取标准值为130 μΩ，则R= 0.001 53 Ω，X=0.053 64 Ω，某时刻流出母线的有功为1 036.4 MW，无功114.529 Mvar，母线相电压为294.541 kV，将这些值代式（3）可得

折算成线电压压差为0.012 5 kV，仅为3.5 kV的1/280，且开关并联设备增多，等效阻抗值越小，压差也就更小，所以潮流分布不是引起压差的主要因素，必须从其他方面入手，寻找压差的根源。

1.2 母线电压的采集与分析

母线测控装置从电压互感器1a-1n绕组取得电压信号，经过模数转换后上送监控系统。该电压互感器二次绕组额度误差为±0.2%，压差最大误差为±0.4%，按母线电压上限值520 kV计算，压差最大幅值为2.8 kV，显然现显示的3.5 kV压差超出了误差允许范围。

图5 压变结构

表1 电压互感器二次绕组参数

2 母线压差大的排查

按照电压数据的上送路径，首先将母线测控装置上的母线电压值和监控后台实时值进行对比，如表2所示。

表2 母线测控值与后台值对比

而后对500 kV母线电压二次值进行现场实际测量并与测控值进行对比，如表3所示。

通过对比，可以看出Ⅱ母母线电压的误差明显大于Ⅰ母电压，而芝堰变母线测控装置为国电南瑞NSD500超高压测控装置，其交流信号采集精度为0.2%，Ⅱ母母线测控装置误差超标。

查阅Ⅱ母母线电压互感器出厂试验报告，在一次加80%，100%，120%额定电压下，其误差为-0.02%，满足精度要求。

因此通过分析排查，母线压差过大是因Ⅱ母母线测控装置误差超标引起。采用标准输入电压对Ⅱ母测控装置进行精度调整后，芝堰变500 kV母线压差恢复到正常范围之内。

表3 二次电压实测值与测控值对比

3 结论

根据推导出的母线压差计算公式，对母线最大理论压差进行计算，表明系统潮流分布引起母线压差很小。对监控系统、测控装置和电压互感器数据进行比对，逐一进行分析排查，得出母线压差过大是因Ⅱ母母线测控装置误差超标引起。在对Ⅱ母线测控装置进行精度调整后，两段母线压差明显下降，从而使无功电压控制恢复正常。

[1]陈珩.电力系统稳态分析[M].北京：中国电力出版社，2007.

[2]程礼椿.电接触理论及应用[M].北京：机械工业出版社, 1988.

（本文编辑：杨 勇）

Analysis of Excessive Voltage Difference between Two 500 kV Buses in Zhiyan Transformer Substation

XIA Shiwei，XU Qingfeng，HE Bijing
（State Grid Zhejiang Electric Power Research Institute，Hangzhou 310014，China）

Voltage monitoring and reactive voltage regulation and control is an important task in power system operation and control.According to 500 kV 3/2 connection of Zhiyan transformer substation，maximum theoretic bus voltage difference is calculated.Through one-by-one examination of all links of voltage acquisition, the cause of excessive voltage difference of 500 kV buses in Zhiyan transformer substation is detected，namely the excessive error of bus measurement and control device.After accuracy regulation，the voltage difference returns to normal scope.

500 kV；transformer substation；bus voltage

TM645.2+2

B

1007-1881（2015）09-0037-03

2015-06-26

夏石伟（1983），男，硕士，工程师，从事变电运行维护工作。