[发明专利]超高压自耦变压器中性点小抗接地时小抗阻值选择的方法

说明书

技术领域

本发明属于输变电设备技术领域，进一步的，本发明用于一种限制超高压交流输电系统不平衡接地短路电流能力的方法，更具体的，本发明涉及一种超高压自耦变压器中性点小抗接地时小抗阻值选择方法的技术领域。

背景技术

截至2013年底，新疆电网已建成750kv线路8条，总长度2008.825km，220kv线路270条，总长度约14933.40km。全疆电网共建成750kv变电站5座，主变5台，总变电容量7000MVA，220kv变电站95座，主变173台，总变电容量24097MVA。2013-2014年，达坂城、亚中750kv变电站均将建成，乌北、凤凰扩建2号主变完成，网架进一步加强，负荷增大。根据计算，以上变电站投运后，乌北750千伏变电站、凤凰750千伏变电站220千伏母线单相短路电流最大已经超过了50kA，而两站220千伏断路器只具备开断50kA短路电流水平的能力。当系统短路电流超过50kA时，极可能发生断路器爆炸等设备及电网安全事件。要解决两站220千伏母线短路电流过大的问题，一是更换两站220千伏断路器、隔离开关等设备，让设备满足开断短路电流能力、热稳定和动稳定水平。这种解决方式需停电实施，且设备购置、技改工程投资量大，无法在短期解决。二是通过调整系统运行方式来限值短路电流水平，比如电网分层分区运行、合理规划电源接入系统方式、发展直流输电、提高配电网供电电压等级、拉停开关、线路、变电站采用母线分列运行、采用高阻抗设备（包括高阻抗发电机、高阻抗变压器、限流电抗器等）；大容量高速开关与电抗器并联、短路电流限制器等。

    2014年，乌昌电网将构成凤凰-乌北-亚中的750kv目标网架，具备解环条件。为降低乌昌220kv电网短路电流，将长宁变及昌南变以西划入凤凰供电区，三宫、米泉以西化工园变以南划入亚中、达坂城供电区，同时断开乌北供电区至昌吉东部电网的4回联络线，至此乌昌220kv电网分成三个供电区。同时将乌昌220kv电网解列，解环后乌北变220千伏母线单相短路电流仍达到62.97kA，且超过开关的遮断容量。线路加装串联电抗器后，虽可降低三相短路电流，但单相短路电流仍大于三相短路电流。因此为限制乌北变单相短路电流，提高乌北变近区供电可靠性，增强乌北变短路电流水平对电网发展的适应性，有必要在乌北变主变中性点加装小电抗，限制220kv母线的单相短路电流。

    由此可见，现有限制超高压交流输电系统不平衡接地短路电流领域，220千伏及以上变压器中性点通常都是直接接地方式，中性点经小抗接地变压器是一种非正常工作状态，中性点串入小电抗后，主变零序电抗将会发生变化，在工频过电压、操作过电压、雷电过电压下主变中性点处过电压水平可能会超过其自耦变中性点绝缘，目前还没有系统的计算和校核方法。

发明内容

针对现有技术领域中220千伏及以上变压器中性点通常都是直接接地方式，中性点经小抗接地变压器是一种非正常工作状态，中性点串入小电抗后，主变零序电抗将会发生变化，在工频过电压、操作过电压、雷电过电压下主变中性点处过电压水平可能会超过其自耦变中性点绝缘，缺乏系统的计算和校核方法，本发明旨在于提供一种超高压自耦变压器中性点小抗接地时小抗阻值选择的方法，其方法是按照中性点经电抗器接地时其电抗值X_n与变压器的零序电抗X₀之比小于等于1/3的原则，按照对称分量分析法及不对称短路的具体边界条件，通过用BPA短路电流计算程序，分别对变电站内超高压自耦变压器高压侧和中压侧母线进行单相接地短路电流计算，以选择适合的电抗值。

    本实用发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

本发明具体提供超高压自耦变压器中性点小抗接地时小抗阻值选择的方法，所述的方法具体步骤如下：

    （1）对超高压自耦变压器经中性点小抗接地的电路转化为等值电路，中性点经电抗接地的自耦变压器的零序等值电路中，包括三角形在内的各侧等值电抗，均包含有与中性点接地电抗有关的附加项，见式[1]：

     [1]