500 kV北郊站加裝主變中性點(diǎn)小電抗可行性研究

劉賓

摘 ?要 ?通過分析廣州電網(wǎng)在分片區(qū)運(yùn)行的情況下，500 kV變電站在不同的運(yùn)行方式下的短路電流水平，結(jié)合北郊變電站的實(shí)際情況，分析了主變中性點(diǎn)加裝小電抗后對電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定的改進(jìn)情況，從而論證了加裝中性點(diǎn)小電抗的必要性及可行性。

關(guān)鍵詞 ?短路電流;運(yùn)行方式;主變中性點(diǎn);小電抗

中圖分類號：TM63 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）22-0039-01

在我國的電力系統(tǒng)中，一般說來中性點(diǎn)接地方式有：直接接地、不接地、經(jīng)消弧線圈接地、經(jīng)電阻或電抗接地這幾種情況。一般330 kV及以上的超高壓電力網(wǎng)中，采用中性點(diǎn)直接接地的方式。但是在電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中，由于區(qū)域大電網(wǎng)的運(yùn)行情況復(fù)雜，短路電流水平增大的情況下，一般根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

500 kV北郊變電站是廣州地區(qū)北部電網(wǎng)的樞紐變電站，是西電東送天廣直流的配套工程，肩負(fù)著為廣州城區(qū)的重要供電任務(wù)。隨著廣州地區(qū)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對電網(wǎng)的供電安全、質(zhì)量、可靠性等，都提出了新的要求。這也要求電網(wǎng)的架構(gòu)向著精細(xì)化、復(fù)雜化發(fā)展。隨著廣州地區(qū)的負(fù)荷不斷增加，電網(wǎng)建設(shè)也進(jìn)入了一個(gè)飛速發(fā)展的時(shí)期。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，但是廣州電網(wǎng)的短路電流水平卻是逐步增大，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，大部分500 kV變電站的母線短路電流已經(jīng)嚴(yán)重超標(biāo)，甚至超過了斷路器的額定開斷電流，使電網(wǎng)的運(yùn)行存在很大的隱患，嚴(yán)重威脅了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，如何限制短路電流的大小，優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行方式，使電網(wǎng)在安全的環(huán)境下運(yùn)行，成為目前廣州電網(wǎng)需要面對及解決的重要問題。

1 ?廣州地區(qū)各站短路電流分析

經(jīng)過分析，在2011年夏大的運(yùn)行方式下，廣州電網(wǎng)的花都片區(qū)、北郊片區(qū)均獨(dú)立運(yùn)行，北郊變電站三臺主變合母運(yùn)行，而廣南站、增城站均分母運(yùn)行。為提高廣南站、增城站之間220 kV電網(wǎng)的轉(zhuǎn)供能力，降低廣南、增城主變N-1情況下的負(fù)載率，提高供電可靠性。考慮形成廣南1母、增城1母及廣南2母、獅洋兩個(gè)供電區(qū)。

在“十二五”期間，廣東電網(wǎng)計(jì)劃新增500 kV穗西站、穗東站、木棉站三個(gè)變電站。在2015年夏大運(yùn)行方式下，廣州地區(qū)考慮花都、增城、木棉獨(dú)立成區(qū)，北郊合母運(yùn)行。為緩解北郊站主變供電壓力，降低北郊站主變N-1情況下的負(fù)載率，考慮北郊與穗東站合成供電區(qū)。

2011年及2015年，該分區(qū)運(yùn)行方式下廣州主要500 kV變電站500 kV及220 kV母線短路電流如表1所示。

通過以上數(shù)據(jù)分析可知，北郊站正常方式下三臺主變合母運(yùn)行，其中220 kV母線三相短路電流29.4 kA，單相短路電流達(dá)到43.8 kA，高于三相短路電流14.4 kA?？紤]北郊站合母運(yùn)行方式下，2015年北郊站220 kV母線三相短路33.6 kA，單相短路電流達(dá)到48.9 A，遠(yuǎn)大于三相短路電流。

為了保證電網(wǎng)能夠在發(fā)生故障的時(shí)候，自動保護(hù)裝置可以可靠正確的動作，需采取措施，降低單相短路電流的大小。經(jīng)過分析知道北郊站的單相短路電流遠(yuǎn)高于其三相短路電流，在2011年、2015年分別高出了14.4 kA、15.3 kA，而且在2015年，北郊站的單相斷流電流水平已經(jīng)快要接近斷路器的開斷電流，其所留的裕度較小，不滿足電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行要求。

為提高500 kV北郊變電站的主變供電可靠性和穩(wěn)定性，增強(qiáng)北郊站的短路電流水平，尤其是適應(yīng)在以后很長時(shí)期內(nèi)的電網(wǎng)建設(shè)擴(kuò)容需要，提高北郊變電站及至廣州電網(wǎng)運(yùn)行方式的靈活性，需要在北郊變電站的主變中性點(diǎn)加裝小電抗，來限制其母線的短路電流。

2 ?小電抗容量分析

通過計(jì)算分析2011年和2015年北郊站的短路電流，2011年、2015年北郊變電站主變中性點(diǎn)加裝的小電抗，其容量與220 kV母線短路電流結(jié)果的關(guān)系見表2所示。

顯然，對于限制單相短路電流，2015年，小電抗在5～15范圍內(nèi)，單位電抗下降率為0.085 kA/Ω，在15～25范圍內(nèi)，單位電抗下降率僅為0.041 kA/Ω。當(dāng)小電抗值為15歐時(shí)，單相短路電流降至約46.4 kA，雖然此時(shí)單相短路電流仍高于三相和兩相短路電流，但考慮到北郊站增加小電抗降低短路電流的效果已不明顯，進(jìn)一步增加小電抗的意義不大。

因此，北郊站按加裝小電抗后保留一定的裕度考慮，小電抗阻抗值選取15 Ω較為適宜。

3 ?結(jié)論

1）通過分析在變壓器中性點(diǎn)直接接地的情況下和通過小電抗接地的情況下，北郊變電站220 kV母線及500 kV母線的短路電流水平，通過分析可以知道，裝設(shè)小電抗后，通過選取電抗的阻抗值，可以使主變相連母線的單相短路電流低于三相短路電流，并具有一定的裕度。

2）通過綜合分析對遠(yuǎn)景電網(wǎng)的發(fā)展速度及適應(yīng)性，加裝中性點(diǎn)小電抗設(shè)備能滿足未來幾年電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]劉振亞.特高壓電網(wǎng)[M].中國經(jīng)濟(jì)出版社.

[2]肖湘寧，徐永海，劉連光.供電系統(tǒng)電能質(zhì)量[M].華北電力大學(xué).endprint

摘 ?要 ?通過分析廣州電網(wǎng)在分片區(qū)運(yùn)行的情況下，500 kV變電站在不同的運(yùn)行方式下的短路電流水平，結(jié)合北郊變電站的實(shí)際情況，分析了主變中性點(diǎn)加裝小電抗后對電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定的改進(jìn)情況，從而論證了加裝中性點(diǎn)小電抗的必要性及可行性。

關(guān)鍵詞 ?短路電流;運(yùn)行方式;主變中性點(diǎn);小電抗

中圖分類號：TM63 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）22-0039-01

在我國的電力系統(tǒng)中，一般說來中性點(diǎn)接地方式有：直接接地、不接地、經(jīng)消弧線圈接地、經(jīng)電阻或電抗接地這幾種情況。一般330 kV及以上的超高壓電力網(wǎng)中，采用中性點(diǎn)直接接地的方式。但是在電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中，由于區(qū)域大電網(wǎng)的運(yùn)行情況復(fù)雜，短路電流水平增大的情況下，一般根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

500 kV北郊變電站是廣州地區(qū)北部電網(wǎng)的樞紐變電站，是西電東送天廣直流的配套工程，肩負(fù)著為廣州城區(qū)的重要供電任務(wù)。隨著廣州地區(qū)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對電網(wǎng)的供電安全、質(zhì)量、可靠性等，都提出了新的要求。這也要求電網(wǎng)的架構(gòu)向著精細(xì)化、復(fù)雜化發(fā)展。隨著廣州地區(qū)的負(fù)荷不斷增加，電網(wǎng)建設(shè)也進(jìn)入了一個(gè)飛速發(fā)展的時(shí)期。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，但是廣州電網(wǎng)的短路電流水平卻是逐步增大，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，大部分500 kV變電站的母線短路電流已經(jīng)嚴(yán)重超標(biāo)，甚至超過了斷路器的額定開斷電流，使電網(wǎng)的運(yùn)行存在很大的隱患，嚴(yán)重威脅了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，如何限制短路電流的大小，優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行方式，使電網(wǎng)在安全的環(huán)境下運(yùn)行，成為目前廣州電網(wǎng)需要面對及解決的重要問題。

1 ?廣州地區(qū)各站短路電流分析

經(jīng)過分析，在2011年夏大的運(yùn)行方式下，廣州電網(wǎng)的花都片區(qū)、北郊片區(qū)均獨(dú)立運(yùn)行，北郊變電站三臺主變合母運(yùn)行，而廣南站、增城站均分母運(yùn)行。為提高廣南站、增城站之間220 kV電網(wǎng)的轉(zhuǎn)供能力，降低廣南、增城主變N-1情況下的負(fù)載率，提高供電可靠性?？紤]形成廣南1母、增城1母及廣南2母、獅洋兩個(gè)供電區(qū)。

在“十二五”期間，廣東電網(wǎng)計(jì)劃新增500 kV穗西站、穗東站、木棉站三個(gè)變電站。在2015年夏大運(yùn)行方式下，廣州地區(qū)考慮花都、增城、木棉獨(dú)立成區(qū)，北郊合母運(yùn)行。為緩解北郊站主變供電壓力，降低北郊站主變N-1情況下的負(fù)載率，考慮北郊與穗東站合成供電區(qū)。

2011年及2015年，該分區(qū)運(yùn)行方式下廣州主要500 kV變電站500 kV及220 kV母線短路電流如表1所示。

通過以上數(shù)據(jù)分析可知，北郊站正常方式下三臺主變合母運(yùn)行，其中220 kV母線三相短路電流29.4 kA，單相短路電流達(dá)到43.8 kA，高于三相短路電流14.4 kA?？紤]北郊站合母運(yùn)行方式下，2015年北郊站220 kV母線三相短路33.6 kA，單相短路電流達(dá)到48.9 A，遠(yuǎn)大于三相短路電流。

為了保證電網(wǎng)能夠在發(fā)生故障的時(shí)候，自動保護(hù)裝置可以可靠正確的動作，需采取措施，降低單相短路電流的大小。經(jīng)過分析知道北郊站的單相短路電流遠(yuǎn)高于其三相短路電流，在2011年、2015年分別高出了14.4 kA、15.3 kA，而且在2015年，北郊站的單相斷流電流水平已經(jīng)快要接近斷路器的開斷電流，其所留的裕度較小，不滿足電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行要求。

為提高500 kV北郊變電站的主變供電可靠性和穩(wěn)定性，增強(qiáng)北郊站的短路電流水平，尤其是適應(yīng)在以后很長時(shí)期內(nèi)的電網(wǎng)建設(shè)擴(kuò)容需要，提高北郊變電站及至廣州電網(wǎng)運(yùn)行方式的靈活性，需要在北郊變電站的主變中性點(diǎn)加裝小電抗，來限制其母線的短路電流。

2 ?小電抗容量分析

通過計(jì)算分析2011年和2015年北郊站的短路電流，2011年、2015年北郊變電站主變中性點(diǎn)加裝的小電抗，其容量與220 kV母線短路電流結(jié)果的關(guān)系見表2所示。

顯然，對于限制單相短路電流，2015年，小電抗在5～15范圍內(nèi)，單位電抗下降率為0.085 kA/Ω，在15～25范圍內(nèi)，單位電抗下降率僅為0.041 kA/Ω。當(dāng)小電抗值為15歐時(shí)，單相短路電流降至約46.4 kA，雖然此時(shí)單相短路電流仍高于三相和兩相短路電流，但考慮到北郊站增加小電抗降低短路電流的效果已不明顯，進(jìn)一步增加小電抗的意義不大。

因此，北郊站按加裝小電抗后保留一定的裕度考慮，小電抗阻抗值選取15 Ω較為適宜。

3 ?結(jié)論

1）通過分析在變壓器中性點(diǎn)直接接地的情況下和通過小電抗接地的情況下，北郊變電站220 kV母線及500 kV母線的短路電流水平，通過分析可以知道，裝設(shè)小電抗后，通過選取電抗的阻抗值，可以使主變相連母線的單相短路電流低于三相短路電流，并具有一定的裕度。

2）通過綜合分析對遠(yuǎn)景電網(wǎng)的發(fā)展速度及適應(yīng)性，加裝中性點(diǎn)小電抗設(shè)備能滿足未來幾年電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]劉振亞.特高壓電網(wǎng)[M].中國經(jīng)濟(jì)出版社.

[2]肖湘寧，徐永海，劉連光.供電系統(tǒng)電能質(zhì)量[M].華北電力大學(xué).endprint

摘 ?要 ?通過分析廣州電網(wǎng)在分片區(qū)運(yùn)行的情況下，500 kV變電站在不同的運(yùn)行方式下的短路電流水平，結(jié)合北郊變電站的實(shí)際情況，分析了主變中性點(diǎn)加裝小電抗后對電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定的改進(jìn)情況，從而論證了加裝中性點(diǎn)小電抗的必要性及可行性。

關(guān)鍵詞 ?短路電流;運(yùn)行方式;主變中性點(diǎn);小電抗

中圖分類號：TM63 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）22-0039-01

在我國的電力系統(tǒng)中，一般說來中性點(diǎn)接地方式有：直接接地、不接地、經(jīng)消弧線圈接地、經(jīng)電阻或電抗接地這幾種情況。一般330 kV及以上的超高壓電力網(wǎng)中，采用中性點(diǎn)直接接地的方式。但是在電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中，由于區(qū)域大電網(wǎng)的運(yùn)行情況復(fù)雜，短路電流水平增大的情況下，一般根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

500 kV北郊變電站是廣州地區(qū)北部電網(wǎng)的樞紐變電站，是西電東送天廣直流的配套工程，肩負(fù)著為廣州城區(qū)的重要供電任務(wù)。隨著廣州地區(qū)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對電網(wǎng)的供電安全、質(zhì)量、可靠性等，都提出了新的要求。這也要求電網(wǎng)的架構(gòu)向著精細(xì)化、復(fù)雜化發(fā)展。隨著廣州地區(qū)的負(fù)荷不斷增加，電網(wǎng)建設(shè)也進(jìn)入了一個(gè)飛速發(fā)展的時(shí)期。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，但是廣州電網(wǎng)的短路電流水平卻是逐步增大，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，大部分500 kV變電站的母線短路電流已經(jīng)嚴(yán)重超標(biāo)，甚至超過了斷路器的額定開斷電流，使電網(wǎng)的運(yùn)行存在很大的隱患，嚴(yán)重威脅了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，如何限制短路電流的大小，優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行方式，使電網(wǎng)在安全的環(huán)境下運(yùn)行，成為目前廣州電網(wǎng)需要面對及解決的重要問題。

1 ?廣州地區(qū)各站短路電流分析

經(jīng)過分析，在2011年夏大的運(yùn)行方式下，廣州電網(wǎng)的花都片區(qū)、北郊片區(qū)均獨(dú)立運(yùn)行，北郊變電站三臺主變合母運(yùn)行，而廣南站、增城站均分母運(yùn)行。為提高廣南站、增城站之間220 kV電網(wǎng)的轉(zhuǎn)供能力，降低廣南、增城主變N-1情況下的負(fù)載率，提高供電可靠性?？紤]形成廣南1母、增城1母及廣南2母、獅洋兩個(gè)供電區(qū)。

在“十二五”期間，廣東電網(wǎng)計(jì)劃新增500 kV穗西站、穗東站、木棉站三個(gè)變電站。在2015年夏大運(yùn)行方式下，廣州地區(qū)考慮花都、增城、木棉獨(dú)立成區(qū)，北郊合母運(yùn)行。為緩解北郊站主變供電壓力，降低北郊站主變N-1情況下的負(fù)載率，考慮北郊與穗東站合成供電區(qū)。

2011年及2015年，該分區(qū)運(yùn)行方式下廣州主要500 kV變電站500 kV及220 kV母線短路電流如表1所示。

通過以上數(shù)據(jù)分析可知，北郊站正常方式下三臺主變合母運(yùn)行，其中220 kV母線三相短路電流29.4 kA，單相短路電流達(dá)到43.8 kA，高于三相短路電流14.4 kA?？紤]北郊站合母運(yùn)行方式下，2015年北郊站220 kV母線三相短路33.6 kA，單相短路電流達(dá)到48.9 A，遠(yuǎn)大于三相短路電流。

為了保證電網(wǎng)能夠在發(fā)生故障的時(shí)候，自動保護(hù)裝置可以可靠正確的動作，需采取措施，降低單相短路電流的大小。經(jīng)過分析知道北郊站的單相短路電流遠(yuǎn)高于其三相短路電流，在2011年、2015年分別高出了14.4 kA、15.3 kA，而且在2015年，北郊站的單相斷流電流水平已經(jīng)快要接近斷路器的開斷電流，其所留的裕度較小，不滿足電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行要求。

為提高500 kV北郊變電站的主變供電可靠性和穩(wěn)定性，增強(qiáng)北郊站的短路電流水平，尤其是適應(yīng)在以后很長時(shí)期內(nèi)的電網(wǎng)建設(shè)擴(kuò)容需要，提高北郊變電站及至廣州電網(wǎng)運(yùn)行方式的靈活性，需要在北郊變電站的主變中性點(diǎn)加裝小電抗，來限制其母線的短路電流。

2 ?小電抗容量分析

通過計(jì)算分析2011年和2015年北郊站的短路電流，2011年、2015年北郊變電站主變中性點(diǎn)加裝的小電抗，其容量與220 kV母線短路電流結(jié)果的關(guān)系見表2所示。

顯然，對于限制單相短路電流，2015年，小電抗在5～15范圍內(nèi)，單位電抗下降率為0.085 kA/Ω，在15～25范圍內(nèi)，單位電抗下降率僅為0.041 kA/Ω。當(dāng)小電抗值為15歐時(shí)，單相短路電流降至約46.4 kA，雖然此時(shí)單相短路電流仍高于三相和兩相短路電流，但考慮到北郊站增加小電抗降低短路電流的效果已不明顯，進(jìn)一步增加小電抗的意義不大。

因此，北郊站按加裝小電抗后保留一定的裕度考慮，小電抗阻抗值選取15 Ω較為適宜。

3 ?結(jié)論

1）通過分析在變壓器中性點(diǎn)直接接地的情況下和通過小電抗接地的情況下，北郊變電站220 kV母線及500 kV母線的短路電流水平，通過分析可以知道，裝設(shè)小電抗后，通過選取電抗的阻抗值，可以使主變相連母線的單相短路電流低于三相短路電流，并具有一定的裕度。

2）通過綜合分析對遠(yuǎn)景電網(wǎng)的發(fā)展速度及適應(yīng)性，加裝中性點(diǎn)小電抗設(shè)備能滿足未來幾年電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]劉振亞.特高壓電網(wǎng)[M].中國經(jīng)濟(jì)出版社.

[2]肖湘寧，徐永海，劉連光.供電系統(tǒng)電能質(zhì)量[M].華北電力大學(xué).endprint