[发明专利]一种换流变压器中性点加装小电抗抑制单相短路的方法

说明书

技术领域

本发明涉及输变电技术领域，具体涉及一种换流变压器中性点加装小电抗抑制单相短路的方法。

背景技术

随着互联电网的规模不断扩大，电网的联系越来越紧密，短路电流不断攀升，国内许多电网都出现了短路电流超过开关遮断容量的局面。一方面，短路电流过大会使断路器因开端能力不足无法有效切除故障，导致故障扩大，危及整个系统安全运行；另一方面，发生接地故障时由于注入大地电流过大而使接地点附近的变电站安全甚至人身安全受到严重威胁。特别是对于出现概率较高的单相短路故障，单相短路故障约占全部短路故障的65％～70％，须更加重视，采取有效措施加以限制。

我国特高压电网的逐步推进，特高压直流工程越来越多，换流变压器是直流工程中最重要的一次设备之一，其结构与变电站常规500kV自耦变压器有较大差别。实际工程中换流变压器绕组通常有两种接法，分别为Y_Ny接法和Y_Nd接法，正常运行时，两种接法变压器正序阻抗均为无穷大，Y_Ny接法换流变压器零序阻抗无穷大，Y_Nd接法换流变压器有零序通路，加之换流变压器容量较大，因此整体零序阻抗较小，导致特高压直流换流站500kV单相短路电流显著大于三相短路电流，且超过开关开断能力风险极大。

对于换流变压器零序阻抗小引起换流站500kV单相短路电流过大的问题，现有方法通常是拉停近区500kV交流线路、线路出串运行、交流线路加装串联电抗器等，上述措施是通过增大系统正序阻抗的方式，同时降低三相和单相短路电流，但其会削弱系统电气联系，降低电网运行的安全性和可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是换流变压器零序阻抗小引起特高压直流换流站500KV单相短路电流显著大于三相短路电流，并超过开关开断能力，本发明的目的在于：提供一种换流变压器中性点加装小电抗抑制单相短路的方法，采用在Y_Nd接法换流变压器中性点连接小电抗，增加换流变压器500KV侧母线单相短路时的零序等值阻抗，降低特高压直流换流站500KV单相短路电流，解决了Y_Nd接法换流变压器零序等值阻抗小导致的单相短路电流过大的技术问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种换流变压器中性点加装小电抗抑制单相短路的方法，包括换流变压器，换流变压器的绕组采用Y_Nd接法，在Y_Nd接法的换流变压器中性点连接小电抗后接地，小电抗的阻抗小于等于换流变压器的漏抗的1/3。

换流变压器是目前直流工程中最重要的一次设备之一，其结构与变电站常规500KV自耦变压器有较大区别。换流变压器绕组通常有Y_Ny接法和Y_Nd接法，正常运行时，Y_Ny接法和Y_Nd接法的换流变压器的正序阻抗均无穷大，Y_Ny接法换流变压器零序阻抗亦无穷大，Y_Nd接法换流变压器存在零序通路，且换流变压器容量较大，因此换流变压器的零序阻抗较小，导致特高压直流换电站中500KV单相短路电流大于三相短路电流，超过开关的开端能力，风险较大。

针对直流换流站中单相短路电流过大的情况，目前现有方法是在交流线路假装串联电抗器、线路出串运行、拉停500KV交流线路等方式，该方法可增大换流站正序阻抗，并同时降低三相和单相短路电流，但这种方式会削弱整个系统电气联系，降低电网运行的安全性和可可靠性。

基于此，发明人采用在Y_Nd接法换流变压器的中性点连接小电抗，小电抗的阻抗小于等于换流变压器漏抗的1/3，增大直流换流站500KV母线单相短路时的零序等值阻抗，从而抑制直流换流站500KV单相短路电流。其中小电抗为数值较小的电抗器，为本领域的公知的技术术语。

根据单相短路电流的计算公式：

其中，为等值电势，X_1∑,X_2∑,X_0∑分别为短路点外部等值正、负、零序阻抗。

根据计算公式可知，欲减小单相短路电流，可通过增加等值正序、负序或零序阻抗的方式实现。其中，特高压换流站500kV侧单相短路电流过大，主要原因在于Y_Nd接法换流变压器零序等值阻抗小，故发明人从增大换流变压器零序阻抗的角度出发，在Y_Nd换流变压器中性点加装小电抗的方式来增大零序阻抗，从而抑制换流站单相短路电流。