500kV自耦变压器中性点小电抗对短路电流的影响

2016-02-26 17:32李立峰
科技视界 2016年3期
关键词:装设电抗单相

李立峰

【摘 要】目前内蒙古网内部分变电站220kV侧的单相短路电流已经超出现有设备的遮断容量。本文通过研究对比得出:在主变中性点装设小电抗,是目前国内较为通用的降低单相自耦变压器220kV侧单相短路电流的措施,并进行了详细的分析计算。其结果表明:采用该方法后,220kV侧单相短路电流水平降低明显,不会对地区负荷供电可靠性和安全性产生不利影响,能够较快的解决变电站220kV侧单相短路电流水平超标问题,且运行状况良好。

【关键词】500kV;自耦变压器;小电抗;短路电流

1 内蒙古电网短路电流水平

目前,内蒙古电网已形成“两横四纵”的500kV主干网架结构。各盟市供电区域均形成220kV主供电的网架结构。其中,呼和浩特、包头、乌海地区已形成220kV城市环网。随着内蒙古电网范围内负荷的不断增长,现有网架结构不断加强,根据电网规划,“十三五”内蒙古电网将进一步加强,到2020年内蒙古电网将形成“三横五纵”的500kV电网网架结构。目前内蒙古网内部分变电站的220kV侧的单相短路电流已经超出现有设备的遮断容量。

从表1可以看出,变电站A、变电站B、变电站C的220kV侧的三相短路电流在47kA以内,220kV侧单相短路电流均已超出现有设备的遮断容量(50kA)。

2 限制短路电流的措施

2.1 减少接地点

减少附近供电区内接地点,经计算可以降低220kV侧单相短路电流水平,但作用不明显。

2.2 主变分裂运行

主变分裂运行,主变分裂运行后可以明显降低220kV侧单相短路电流水平,但是该限制措施的实施受现有变电站主变规模的限制,部分变电站不具备分裂运行的条件,部分变电站现有2台或3台主变,主变分裂运行会降低供电可靠性。由于地区负荷增长情况,新建变电站投产初期四台主变同时投产没有必要,且造价太高投产周期较长;旧站扩建主变也受场地、造价及建设周期的限制,具体实施的难度相对较大。

2.3 改变地区电网网架结构

随着500kV电网的不断加强和完善,内蒙古电网各分供电区之间功率交换主要由500kV电网承担,220kV电网逐步向地区供电网转化,分区之间的220kV线路的功能由目前起主网作用逐步转变成互为备用的性质,内蒙古电网内部各分供电区之间的220kV联络线将逐步解开运行。解开运行后会明显降低地区的短路水平。但是该方案的实施也需要完备的网架结构才能实施,需要网架结构逐步完善后才能实现,无法在短时间内解决短路电流超标问题。

2.4 装设中性点小电抗

近年来国内各地区电网均随着装机容量和电网规模的不断增加,出现了不同程度的500kV变电站220kV母线侧单相短路电流超标问题,在主变中性点装设小电抗,站内改造工程量较少,占地较小,工期短,投资少,见效快,是目前国内较为通用的降低500kV变电站220kV侧单相短路电流超标的有效措施。目前该方法在全国应用的较为普遍,且运行状况良好。

3 500kV自耦变压器中性点小电抗对短路电流的影响

3.1 小电抗阻值对短路电流的影响

中性点小电抗主要参数是小电抗的阻值,小电抗阻值的选取直接影响变电站的短路电流。下面以变电站A为例,对小电抗阻值对短路电流的影响做一详细的说明,见表2。

从表2的计算结果可以看出,在主变中性点装设小电抗,可以有效的降低500kV变电站220kV侧的单相短路电流。随着阻值的增大,上述各变电站220kV侧的单相短路电流降幅明显;500kV侧单相短路电流变化较小;小电抗的装设对500kV及220kV侧三相短路电流基本没有影响。

中性点加装小电抗的阻值对变电站220kV侧单相短路电流的影响程度,以变电站A、变电站B、变电站C为例,计算结果见表3。

从表3的计算结果可以看出,小电抗阻值从0增长至20Ω时,220kV侧单相短路电流降幅较大,变电站A的降幅从50.20kA降低至43.57kA,变电站B的降幅从53.18kA降低至42.42kA,降幅最大为10.76kA,最小也达到6.63kA;阻值选取大于20Ω,单相短路电流降幅减小,趋于平缓,小电抗的作用趋于饱和,效果不明显;由于主变参数、系统运行方式等因素的影响短路电流的降幅不尽相同。详见图1所示。

3.2 小电抗装设台数对单相短路电流的影响

为更为详细的分析小电抗装设方案,对装设15Ω中性点小电抗情况下,主变中性点小电抗台数进行了分析计算。计算结果见表4。

从计算结果可以看出,随着主变中性点加装小电抗数量的增多,变电站220kV侧单相短路电流降幅明显。

4 结论

通过前述分析,在主变中性点装设小电抗,是目前国内较为通用的降低单相自耦变压器220kV侧单相短路电流的措施,该方法适用于单相短路电流大于三相短路电流的情况。采用该方法后,220kV侧单相短路电流水平降低明显。由于主变参数、系统运行方式等因素的影响短路电流的降幅不尽相同。该措施投资少、工期短,不会对地区负荷供电可靠性和安全性产生不利影响,能够较快的解决变电站220kV侧单相短路电流水平超标问题。

【参考文献】

[1]傅中,王刘芳,王庆军,等.500kV自耦变压器中性点经小电抗接地的过电压与绝缘配合分析[J].高压电器,2009,8:126-128.

[2]沈扬,丁健. 500kV自耦变压器中性点经小电抗接地系统的过电压与绝缘配合[J].电气应用,2005,5(24):24-27.

[3]程云志,叶幼君.500kV自耦变压器中性点装设小电抗的应用研究[J].华东电力,2006,11(34):59-61.

[责任编辑:杨玉洁]

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