05 500kV变电所自耦变中性点经小电抗接地对抑制220kV短路电流的研究
500kV变电站220kV母线单相短路电流问题分析

500kV变电站220kV母线单相短路电流问题分析摘要:根据河南存在500kV枢纽变电站220kV母线单相短路电流超标现象,本文从自耦变压器原理入手,指出单相短路电流超标的原因,提出降低短路电流措施,并分析了自耦变中性点加装小电抗措施的可行性。
0 引言随着河南电力需求的快速增长,电网规模日益扩大,电网的短路电流也持续上升。
2013、2014水平年河南电网的短路电流计算表明,存在500kV变电站220kV 母线单相短路电流大于三相短路电流现象,且已经逼近断路器的额定遮断能力。
由于单相短路发生的概率很高(约占全部短路故障的70%),因此必须加以重视,采取措施加以抑制。
1 500kV变压器设备特点河南500kV变电站主变压器均采用三绕组自耦变压器。
同容量的变压器相比,自耦变压器的体积和重量都要比普通变压器小。
自耦变压器体积小、重量轻、造价低,在500kV系统中得到了广泛应用。
自耦变压器高、中压侧之间不仅有“磁”的联系,还有“电”的联系,为了减少一侧出线扰动扩散到另一侧,比如高压侧发生单相接地短路引起低压侧过电压从而破坏绝缘,自耦变压器中性点在通常情况下都是严格接地的。
2 单相短路电流大于三相短路电流分析(1)发电机虽有零序阻抗,但其出口升压变压器为D/Y0接线,零序电流不流过发电机,零序网络中一般不包括发电机零序阻抗。
(2)某个短路点相关电网接地支路越多,零序等值网的并联支路越多,短路点的总的零序阻抗就越小,有可能形成总的零序阻抗小于总的正序阻抗,因此单相短路电流大于三相短路电流。
(3)架空线和电缆的零序阻抗都是大于其正序阻抗的。
一般取零序电抗为正序电抗的3倍,所以如果线路长,则对于某短路点贡献的零序阻抗是比较大的。
(4)负荷的中性点通常不接地,且其连接的降压变低压侧为三角形接线,零序电流没有通路,所以在零序网络中一般也不包括负荷。
河南500kV变电站主变全部为三绕组自耦变压器,自耦变压器中性点必须直接接地运行,一般220kV变电站至少一台主变中性点也直接接地运行,这样零序等值网的并联支路比较多,结果某些短路点的零序阻抗小于正序阻抗,造成单相接地短路电流值不断增大,个别地方单相接地电流值超过了三相短路电流值。
500kV自耦变中性点经小电抗接地的分析 钱伟

500kV自耦变中性点经小电抗接地的分析钱伟摘要:自耦变压器广泛应用于500kV系统中,随着电网的不断发展,系统短路电流不断增大,主变中性点经小电抗接地是减小系统短路电流的有效办法之一。
本文将对自耦变中性点经小电抗接地对短路电流及过电压的影响进行简单的分析,并对主变停送电过程中,中性点闸刀的操作必要性进行探讨,希望能为运维人员在实际工作中提供帮助。
关健词:自耦变压器;中性点接地;中性点电抗器0 引言自耦变压器在电力系统中广泛应用,其原因在于相较于普通变压器,自耦变压器有以下的优点:(1)节省材料,自耦变压器是将二次绕组容量作为一次绕组的一部分,这就等于省去了一次绕组的一部分;(2)降低损耗,由于自耦变压器省去了一次绕组的一部分,负载损耗减至为普通双绕组变压器(1-1/KA);(3)便于运输和安装,因为它比同容量的双绕组变压器重量轻,尺寸小,占地面积小。
但是自耦变压器也有其不可忽视的缺点:(1)自耦变压器的中性点必须接地,当自耦变压器高压侧网络发生单相接地故障时,若中性点不接地,则在其中压绕组上将出现过电压,自耦变压器变比KA越大,中压绕组的过电压倍数越高;(2)引起系统短路电流增加,自耦变压器电抗为同容量双绕组变压器的(1-1/KA),漏阻抗的标么值是等效的双绕组变压器的(1-1/KA),所以自耦变压器电压变动小而短路电流较同容量双绕组变压器大。
随着电网不断发展,自耦变压器的应用越来越多,从而使得系统的单相接地短路电流不断增大,甚至出现单相接地短路电流大于三相接地短路电流的情况,使得开关的遮断容量难以匹配。
因此,在自耦变压器中性点加装小电抗,使其经小电抗接地成为了降低系统单相接地短路电流的有效措施。
1 中性点经小电抗接地对短路电流的影响由于自耦变压器有一个公共线圈,各线圈共用一个中性点和接地阻抗。
因此,当自耦变压器的中性点经小电抗接地时,中性点的电位要受两个绕组的零序电流的影响,等于两个自耦绕组零序电流之差的三倍。
500kV主变压器中性点加装小电抗器限制短路电流的研究

500kV主变压器中性点加装小电抗器限制短路电流的研究张捷;黄剑【摘要】以东莞电网3个500 kV变电站为例,分析500 kV变电站220 kV侧母线单相短路电流普遍超标的主要原因,提出限制单相短路电流的措施.针对自耦变压器中性点经小电抗器接地方式,阐释小电抗器的电抗值与单相短路电流的关系以及小电抗器对继电保护的影响,从节省投资、简化电路结构的角度推荐采用变压器中性点与小电抗器之间不安装隔离开关的电气主接线方案.东莞电网500 kV变电站500 kV自耦变压器采用中性点经小电抗器接地方式后,限制220 kV侧母线单相短路电流效果明显,增强了变电站短路电流水平对电网建设的适应性.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2012(025)004【总页数】5页(P36-39,80)【关键词】500kV变电站;短路电流;自耦变压器;中性点接地方式;小电抗器【作者】张捷;黄剑【作者单位】广东电网公司东莞供电局,广东东莞523120;广东电网公司东莞供电局,广东东莞523120【正文语种】中文【中图分类】TM411.3;TM862.3近年来,随着发电厂装机容量的增大和各电压等级电网建设的高速发展,500kV网架结构大大增强,以满足电网负荷增长和供电可靠性的要求。
但是,由于500kV变压器采用自耦变压器,部分500kV变电站出现单相短路电流高于三相短路电流的现象,成为限制电网运行和发展的主导因素之一,因此,需要控制单相短路电流的增长。
1 单相短路电流偏高事例2010年广东电网公司东莞供电局3个500kV变电站220kV侧母线单相短路电流普遍高于三相短路电流,成为制约东莞电网运行的重要因素之一。
2010年,在夏季大运行方式下,500kV横沥变电站220kV侧母线单相短路电流达53.4 kA,比三相短路电流高7.5 kA,正常方式下220kV侧母线需分母线运行。
500kV东莞变电站220kV侧母线单相短路电流达51.4 kA,比三相短路电流高11.8 kA,正常方式下220kV侧母线需分母线运行。
500kV自耦变压器中性点经小电抗接地方式

500kV自耦变压器中性点经小电抗接地方式在电力系统中的应用朱天游摘要该文是《三峡电站500kV主变压器中性点接地方式优化选择》一文的续篇。
随着电力系统不断扩大,受端系统逐步加强,500kV变电站特别是220kV侧单相短路电流大于三相短路电流的现象时有发生,给设备选择带来困难。
文中研究了500kV变电站单相短路电流急剧增长的原因,计算了变压器中性点经小电抗接地对限制单相短路电流的作用,论证了经小电抗接地是限制单相短路电流的有效措施之一,并阐述了500kV自耦变压器中性点经小电抗接地后,其等值零序电抗的计算方法,可供工程参考。
关键词自耦变压器中性点接地应用APPLICATION OF AUTOTRANSFORMER NEUTRAL GROUNDINGBY SMALL REACTANCE IN 500kV POWER SYSTEMZhu TianyouCentral Southern China Electric Power Design InstituteWuhan, 430071 ChinaABSTRACT This paper is a continuation of the paper titled "Optimal Selection of 500kV Main Transformer Neutral Grounding in Three Gorges Hydroelectric Power Stations". Along with the extension of power system and the enhancement of receiving end capacity, the phenomena that the single phase sh ort circuit current at the 220kV bus in 500kV substation will be larger than three phase short circuit will often occur and it will cause trouble in choosing related devices such as circuit breakers. In this pa per the reason of rapid increase of single phase short circuit current in 500kV substation is analyzed. Through the calculation it is proved that neutral grounding by small reactance is an effective measure to reduce the single phase short circuit current, and the calculation method of the zero\|sequence reactance a fter autotransformer neutral grounding by small reactance being applied is expounded.KEY WORDS autotransformer; neutral grounding; small reactance1问题的提出《电网技术》1997年第5期刊登了笔者所作《三峡电站500kV主变压器中性点接地方式优化选择》一文,这是一个工程总结。
华东电网500kV自耦变压器中性点小电抗接地应用的研究_王磊

华东电网500kV 自耦变压器中性点小电抗接地应用的研究王磊1,徐丙华2(1.上海电力学院电力与自动化工程学院,上海200090;2.上海市电力公司超高压输变电公司,上海200063)摘要:探讨了中性点小电抗接地对单相短路电流的影响,并给出了短路电流值的变化情况。
关键词:自耦变压器;中性点;电力系统中图分类号:TM406文献标识码:B文章编号:1001-8425(2010)05-0053-04Application Research on Small Reactance Earthing on NeutralPoint of 500kV Auto-transformer in East China Power GridWANG Lei 1,XU Bing-hua 2(1.Sh anghai University of Electric Power ,Shanghai 200090,China ;2.UHV TransimissonCompany,Shanghai Electric Power Company,Shanghai 200063,China )Abstract :The influence of neutral point earthing with small reactance to single -phase short circuit current is disscussed.The change of the short circuit current is presented.Key words :Auto-transformer ;Neutral point ;Power system1引言500kV 自耦变压器中性点接地方式是涉及电力系统、高压、继电保护、通信及设备制造等各方面的综合性技术问题。
近几年随着大量500kV 变电站、新机组及线路的集中投产,电网规模迅速扩大。
自耦变压器中性点小电抗对短路电流及变压器保护定值的影响

电气与信息工程河南科技Henan Science and Technology总第807期第13期2023年7月收稿日期:2022-10-27作者简介:田宝江(1982—),男,硕士,高级工程师,研究方向:继电保护运行及整定计算;郭培(1985—),男,硕士,高级工程师,研究方向:继电保护运行及整定计算;刘尧(1992—),男,硕士,工程师,研究方向:继电保护运行及整定计算。
自耦变压器中性点小电抗对短路电流及变压器保护定值的影响田宝江1郭培2刘尧2(1.国网河南省电力公司,河南郑州450000;2.国网河南省电力公司电力科学研究院,河南郑州450000)摘要:【目的】为评估500kV 自耦变压器中性点加装小电抗器对零序等值网络、等值阻抗回路及变压器保护定值的影响。
【方法】分析此措施对500kV 侧、220kV 侧单相接地短路电流的影响,以实际工程为例,计算加装不同阻值电抗值的效果。
【结果】经分析可知,500kV 自耦变压器中性点加装小电抗器后,对220kV 侧、500kV 侧单相短路电流均有一定的限制效果,220kV 侧效果更明显,电抗值增加到一定值后,限制效果趋于饱和,并得到最优阻抗值。
【结论】研究加装不同中性点小电抗对短路电流及变压器保护定值的影响,对提升电网可靠运行具有重要意义。
关键词:自耦变压器;中性点小电抗;短路电流;零序网络;零序后备保护中图分类号:TM711文献标志码:A 文章编号:1003-5168(2023)13-0017-05DOI :10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.13.003Influence of Small Neutral Reactance of Autotransformer on Short-Circuit Current and Transformer Protection SettingTIAN Baojiang 1GUO Pei 2LIU Yao 2(1.Stated Grid Henan Power Grid Company,Zhengzhou 450000,China;2.Stated Grid Henan Electric Power Re⁃search Instiute,Zhengzhou 450000,China)Abstract:[Purposes ]This paper aims to evaluate the influence of installing small reactor at the neutralpoint of 500kV autotransformer on zero sequence equivalent network,equivalent impedance circuit and transformer protection setting value.[Methods ]The influence of this measure on the single-phase grounding short-circuit current of 500kV side and 220kV side is analyzed.Taking the actual project as an example,the effect of adding different resistance reactance values is calculated.[Findings ]The analy⁃sis shows that after adding a small reactor to the neutral point of the 500kV autotransformer,the single-phase short-circuit current on the 220kV side and the 500kV side has a certain limiting effect.The ef⁃fect on the 220kV side is more obvious.When the reactance value increases to a certain value,the limit⁃ing effect tends to be saturated,and the optimal impedance value is obtained.[Conclusions ]It is of great significance to study the influence of small reactance with different neutral points on short-circuit cur⁃rent and transformer protection setting value,so as to improve the reliable operation of power grid.Keywords:autotransformer;small neutral reactance;short-circuit current;zero-sequence network;zero-sequence protection引言自耦变压器是指一、二次绕组直接串联,自行耦合的变压器,其一、二次绕组有较大部分是共用的,只有较小部分流过共用绕组部分。
500kV变电站220kV母线单相短路电流论文

500kV变电站220kV母线单相短路电流论文摘要:500kV变电站自耦变压器中性点在运行中必须直接接地,结果造成220kV系统中性点接地数目较多,致使220kV系统单相接地短路电流值不断增大,个别地方超过了三相短路电流。
针对此问题,采用500kV自耦变中性点加装小电抗的措施是行之有效的。
0 引言随着河南电力需求的快速增长,电网规模日益扩大,电网的短路电流也持续上升。
2013、2014水平年河南电网的短路电流计算表明,存在500kV变电站220kV母线单相短路电流大于三相短路电流现象,且已经逼近断路器的额定遮断能力。
由于单相短路发生的概率很高(约占全部短路故障的70%),因此必须加以重视,采取措施加以抑制。
1 500kV变压器设备特点河南500kV变电站主变压器均采用三绕组自耦变压器。
同容量的变压器相比,自耦变压器的体积和重量都要比普通变压器小。
自耦变压器体积小、重量轻、造价低,在500kV系统中得到了广泛应用。
自耦变压器高、中压侧之间不仅有“磁”的联系,还有“电”的联系,为了减少一侧出线扰动扩散到另一侧,比如高压侧发生单相接地短路引起低压侧过电压从而破坏绝缘,自耦变压器中性点在通常情况下都是严格接地的。
2 单相短路电流大于三相短路电流分析(1)发电机虽有零序阻抗,但其出口升压变压器为D/Y0接线,零序电流不流过发电机,零序网络中一般不包括发电机零序阻抗。
(2)某个短路点相关电网接地支路越多,零序等值网的并联支路越多,短路点的总的零序阻抗就越小,有可能形成总的零序阻抗小于总的正序阻抗,因此单相短路电流大于三相短路电流。
(3)架空线和电缆的零序阻抗都是大于其正序阻抗的。
一般取零序电抗为正序电抗的3倍,所以如果线路长,则对于某短路点贡献的零序阻抗是比较大的。
(4)负荷的中性点通常不接地,且其连接的降压变低压侧为三角形接线,零序电流没有通路,所以在零序网络中一般也不包括负荷。
河南500kV变电站主变全部为三绕组自耦变压器,自耦变压器中性点必须直接接地运行,一般220kV变电站至少一台主变中性点也直接接地运行,这样零序等值网的并联支路比较多,结果某些短路点的零序阻抗小于正序阻抗,造成单相接地短路电流值不断增大,个别地方单相接地电流值超过了三相短路电流值。
500 kV变压器中性点加装小电抗及电容隔直装置的原理分析

500 kV变压器中性点加装小电抗及电容隔直装置的原理分析作者:陈小龙来源:《创新科技》 2013年第5期陈小龙(广州供电局有限公司,广东广州510000)随着电网结构的不断加强,系统的短路电流水平逐步增大,部分500 kV变电站母线短路电流接近甚至超过断路器的额定开断电流,严重威胁着电网的安全稳定运行。
限制短路电流和简化优化电网潮流已成为电力系统发展需面对和解决的重要问题。
由于500 kV变压器采用自耦变压器等原因,部分500 kV变电站出现单相短路电流高于三相短路电流的现象,成为限制电网运行和发展的主导因素之一。
广东省作为“八交五直”的落脚点,是国内变压器直流偏磁问题最严重的省份。
在交直流混合输电电网中,当直流输电单极大地运行时,大地极电流通过交流系统的变压器中性点流入交流系统,变压器中性点叠加直流分量后产生磁偏,造成磁饱和,使变压器产生谐波、振动、噪声、过热等问题,严重时可引起变压器损坏,并可能引起保护的误动,严重影响变压器及电网的安全稳定运行。
针对500 kV北郊变电站同时出现单相短路电流过大和变压器直流偏磁现象,在本站主变中性点装设小电抗和电容隔直装置,以抑制主变压器中性点短路电流和直流电流,保证主变压器的安全运行。
本文对小电抗和电容隔直装置的原理进行综合分析。
中性点加装小电抗及电容隔直装置电气接线500 kV北郊变电站的主变为自耦变压器,500 kV和220 kV共用的中性点为直接接地,本次改造将主变中性点经小电抗及电容隔直装置接地。
采用的电气接线为:变压器中性点接小电抗,在小电抗前并联放电间隙、避雷器保护,在小电抗两端装设旁路刀闸K1。
可以通过旁路刀闸K1和接地刀闸K2转换到直接接地,从而变压器可以实现直接接地和小电抗接地之间的切换,同时可用于小电抗的检修维护。
电容隔直装置通过隔离刀闸K3串联在小电抗后,若小电抗故障或需检修,通过闭合旁路刀闸K1退出小电抗,不影响电容隔直装置的运行。
500kV自耦变压器中性点接地方式的探讨

500kV自耦变压器中性点接地方式的探讨■浙江长兴发电有限责任公司陈尚发由于自耦变压器具有比同容量的普通变压器质量及体积小、造价低、损耗小等优点,被广泛应用于中性点直接接地的超高压系统中。
隋着电力系统的不断扩大和电压等级的提高,自耦变压器的上述优点更为明显。
但大量采用自耦变压器后,由于自耦变压器的高、中压线圈之间有自耦联系,其电抗比普通变压器小,会使电力系统中的三相短路电流和单相接地短路电流显著增大,必须采取措施加以限制。
而500kV自耦变压器中性点经小电抗接地只能局部地、个别地解决短路电流过大的问题,整体效果不理想。
自耦变压器中性点接入小电抗后,总的趋势是使系统由中性点有效接地向非有效接地转化,对全系统零序网络的负面影响尚未得到评估和论证。
为此,自耦变压器中性点经小电抗接地抑制短路电流的措施存在较大的局限性。
在电力系统全国联网和西电东送的战略决策下,为提高电力系统的输电能力和安全稳定能力,有必要构建超高压和特高压的交流、直流输电电网。
但在某些特殊情况下,直流输电5812008.9电力系统装备I 摘要500kV变电所自耦变压器中性点经小电抗接地,能在一定程度上限制220kV侧母线的单相接地短路电流,但不能限制直流偏磁对变压器和电力系统的影响。
中性,最经电阻接地,可限制直流偏磁对交流系统的影响,但对限制220kV侧母线单相接地短路电流的作用不大。
文中对500kV及以上电压等级的自耦变压器中性点接地方式进行了研究和探讨。
系统在短时间内以单极大地回线方式运行时,直流电流持续通过接地极注入大地。
当幅值高达几千安的直流电流注入大地后,地中电流的一部分可能通过附近交流变压器直接接地的中性点分流,经交流输电线路流至线路另一端的中性点接地变压器,并经该变压器中性点入地,形成直流回路。
流经变压器中性点的直流电流会产生直流偏磁电流。
另外,太阳黑子活动所产生的太阳磁暴会引起地球磁暴,地球磁暴会在电网中产生地磁感应电流,地磁感应电流具有准直流(低频)特性,经变压器中性点流入变压器,与原工频(基波)励磁电流叠加,形成正负半波不对称的励磁电流,使铁心磁化曲线不对称,引起直流偏磁,造成变压器铁心半波饱和,产生很大的零序谐波电流。
500kV自耦变压器中性点小电抗对短路电流的影响

Science &Technology Vision 科技视界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。
表1内蒙古电网短路水平从表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。
500kV自耦变压器中性点小电抗接地的研究

变 中性 点不 接地 , 当高压母 线单 相接地 故 障时 , 中 若
性 点接地 的 主变跳 闸 断 开 , 而其 它 中性点 不 接 地 的 主变仍 带故 障运行 时 , 将产 生危 险 的过 电压 , 使得 主
[ 稿 日期 ] 2 0 —11 收 061 — 2 [ 者简介] 李 作
[ 图分 类 号 ]T 4 1 3 中 M 1 . [ 献标 识 码 ] A 文 [ 章 编 号 ] 10 —96 20 ) -060 文 0 63 8 (0 6 增 0 5 -2
近几 年来 , 在一些 大城市 周边 , 形成 了 围绕 这些 城市 的规 模 巨大的 5 0k 0 V供 配电 网络 , 容易形 成 这 系统 短路 电流 大 , 成 断路 器 等 开关 设 备 的 选择 困 造
从理 论 上 分析 , 由于 自耦 变压 器 中压 侧 电抗 常 为 零或 接近 为 零 , 以大 量 使 用 自耦 变 压 器 的 5 0 所 0 k V变 电站 中压侧 , 2 。而且 , 5 0k 当 0 V变 电站规 模 过大 时 , 其低 压 侧 电抗 急剧 降 低 , 得 2 0 k 使 2 V侧 零 序等效 电抗 降低 , 导致 2 0k 也 2 V侧单相 短路 电流
维普资讯
箜 鲞 型
20 0 6年 1 2月
湖 北 电 力
V10od D3o 6d o . .A e 2 c
50k 自耦 变压 器 中性点 小 电抗 接地 的研 究 0 V
李
[ 摘
抗 。
俊
4 02 ) 3 0 4
( 北省 电力勘测设 计 院 ,湖 北 武 汉 湖
图及 其 零序等 值 电路 。
图 中 1 3分别表 示 高 、 、 压 3个 绕 组 , 。 — 中 低 、 为 中性 点直接 接地时 的高 、 低 压侧 的 等值 中、
500kV自耦变压器中性点加装小电抗的应用分析

500kV自耦变压器中性点加装小电抗的应用分析摘要:随着社会的不断发展,科技的不断进步,我国各个领域均得到了很好的发展,人们的生活质量也有了更大的提升。
在当代社会发展中,电网建设情况如何一直备受关注,为了完善此方面建设,我国也投入了更大的资金、技术以及人才方面的支持。
中性加装小电抗是限制500kV自耦变压器出现短路电流的有效措施,在应用时存在的问题也极大的影响了其应用效果。
本文通过查阅相关资料,简要介绍了变压器中性点绝缘水平的校核及避雷器的选择、变压器中性点操作过电压和暂态电流,以及变压器中性点小电抗的选型研究。
关键词:500kV自耦变压器;中性点;加装小电抗;应用前言500kV自耦变压器近年来成为了电网建设中的重要组成部分,在将小电抗应用其中后,更使得其在很多方面均得到了完善,且也能够基本满足电网装机容量和网架结构的高速发展要求。
由于500kV电压等级大多采用自耦变压器,发电厂多台升压变压器中性点直接接地等原因,导致本站或附近变电站的零序电抗急剧下降,甚至频繁出现短路问题。
此种情况若不能够得到及时有效的解决,势必会对今后电力行业发展造成影响,也会带来很多安全问题。
一、500kv主变压器采取措施降低220kv电网短路电流若要实现该目的,可以从如下几个方面入手:一,增大短路阻抗,该措施若能够得以实现,则可以很好的减少短路电流的影响,若其未得到减少却反而增加,则会导致功耗变大,且也会导致系统电压出现变化,在整体设计中也会遭遇很多困难,实施也往往不能够顺利进行;二,改变自偶变压器,其对降低短路电流也有较好的作用,在此方面的关键是普通三圈变,其增大多少还是要根据实际情况而定。
另外,中性点接地也十分关键,控制其数目才能够更好地控制接地效果;三,实现小电抗接地,该方式能够减少电网产生的限制,同时也可以避免大量更换断路器的繁杂工作,更能够减少成本投入,为相关企业提升经济收益,在社会效益方面也有着较大的价值[1]。
500kV变压器经小电抗接地的应用

500kV变压器经小电抗接地的应用摘要:本文以变压器经小电抗接地限制短路电流的理论为前提,对500kV变压器经小电抗接地的应用进行分析,并根据不同地方小电抗阻值提出了合理的应用方案,分析了绝缘和接地配合等问题,希望可以给500kV变压器经小电抗组接地的应用提供参考。
关键词:500kV;变压器;经小电抗接地;应用随着电力事业的不断发展,电网规模也发生了巨大变化,社会用电水平不断提高。
目前,500kV变压器大部分均为中性点直接接地,在此种普遍方式下,容易造成220kV母线短路电流过大。
经过对资料的收集和分析,笔者认为可以利用500kV主变中性点经小电抗接地实现电流控制。
本文主要根据小电抗实际工程应用及其不同方式下中性点产生的限流效果,针对性的提出一些建议,并阐述了使用小电抗应该注意的问题和方法。
1.中性点小电抗限流理论在理论研究中,可以将1、2、3分别表示为高、中、低三个绕组,X1、X2、X3分别为中性点直接接地时高、中、低侧的等值零序电阻,X`1、X`2、X`3表示高、中、低等值零序电抗,k=U1/U2。
中性点经过小电抗自耦变压器零序得知电路可以形成三角等值电抗,可以表示为:X`1=X1+3Xn(1-k);X`2=X2+3Xn(k-1)k;X`3=X3+3Xnk。
从上式分析可知,如果Xn=0,变压器就会直接接地,将会导致500kV变电耦合零序电阻较小,并产生短路电流等问题。
如果在中性点加入电抗Xn后,就会同时增加X`1、X`2和X`3,在减少了系统短路电流的同时,不会影响三相短路电流大小。
2.选择小电抗参数经过分析发现,给主变中性点接入阻抗,可以有效降低系统中的短路电流。
但是进行实际操作时,既要对系统限流和中性点的绝缘能力进行考虑,同时还要满足正序阻抗比值必须小于等于3,即|Z0/Z1|≤3。
为了保证电抗值选取合理可以对主变加载小电抗后的短路电流进行计算。
从小电抗计算结果可以看出,当电阻值在0-10Ω变化时,电路电流将下降6.85kA,此时效果最好。
500kV主变压器中性点加装小电抗器限制短路电流的研究

应性 。
关 键 词 :5 0k 变 电站 ;短路 电流 ; 自 变 压 器 ; 中性 点接 地 方 式 ; M 1 . ;T 6 . 文 献 标 志 码 :B 文 章 编 号 :10 -9 X(O 2 0 —0 60 0 72 O 2 1 ) 40 3 —4
a l a mp c m a lr a t r o e a i g p o e t n Th c e h t n i o n c i g s t h s o l e i sa l d b . swe l s i a tofs l e co n r l y n r t c i . o e s h me t a o d s n e t wi h u d b n t l e c n c e t e e ta o n n ma lr a t r i o sd r t n o e t n o s r a i n a d cr u t i l ia i n i e o we n n u r l i ta d s l e c o n c n i e a i fi sme tc n e v to n ic i smp i c t sr c mme d d. p o nv f o n e S n e t e n u r lp i to 0 V u o r n f r r wa o n c e o t e g o n y s al r a t r i 0 i c h e t a o n f 5 0 k a t ta s o me s c n e t d t h r u d b m l e c o n 5 0 kV u s a i n i s b t to n Do g u n p we rd,c n i e a l f e to i i n i g e p a e s o t ic i c r e th sb e c i v d a d a a t b l y o n g a o rg i o s r b e e f c n l t g s l — h s h r r u t u r n a e n a h e e n d p a i t f d m i n c i s o tcr u tc r e tlv li u sa i n t rd c n tu t n i s r n t e e h r ic i u r n e e n s b t t o g i o sr c i S t e g h n d. o o Ke r s 0 V u sa i n;s o tc r u tc r e t u o r n f r r a t i g mo e o e t a o n :s l r a t r y wo d :5 0 k s b t to h r ic i u r n ;a t ta so me ;e r h n d fn u r l i t ma l e c o p
500kV自耦变压器中性点经小电抗接地研究

5 0 0 k V 自耦 变 压 器 中性 点 经小 电抗 接 地 研 究
裴星宇
( 广东 电网有 限责 任公 司珠海 供 电局 , 广东 珠海 5 1 9 0 0 0 ) 摘 要: 随着 电 网规 模 的不 断扩 大 , 5 0 0 k V 变 电站 降压 自耦 变压 器 中性 点直 接 接地 方式 下 , 2 2 0 k V 侧 单相 短路 电流 可能 超过 三相 短
图 1为 中性 点 经 小 电抗 接 地 的 自耦 变 压 器 电 流 图 及 零 序
电路图 , 图中 j 。 、 j 。 、 f 。 Ⅲ 分别 为 自耦 变压器高压 、 中压 、 低压 三侧零序电流 , 为中性点小 电抗 , X I 、 X Ⅱ 、 x Ⅲ 分别为 中性 点经小电抗接地后 , 高压、 中压 、 低压- - N 的等值零序 电抗 。
Xl + X2 +
墨∑
…
…
式 中, ’ 为单相接地 短路 电流 ; E1 为 发 电机正 序 等值 电势 ;
X ∑为故 障点 的正 序 电 抗 ; X2 ∑为故 障点 的负 序 电 抗 ; Xo 为故 障点的零序电抗。 发 生 三 相 短路 故 障时 , 短 路 电流 有 效 值 为 :
电 力 系统 中 , 各类型 的短路故 障概率 大致 为 : 单 相 短 路 约
零序等值 电抗 的参数 。该措施投资小 , 线路保护 、 主变保 护、 母 线保护等常用继 电保护装置均可满足可靠判断 、 正确 动作的要
求l 2 ] 。该 方 法 目前 应 用较 为普 遍 。
220kV电网短路电流控制措施研究

220kV电网短路电流控制措施研究作者:顾博来源:《建筑工程技术与设计》2014年第09期【摘要】本文章主要从短路的几种常见类型及其特点概述、短路电流控制措施的方法、实现220kV电网分区运行的配套工作等方面进行了研究。
【关键词】220 kV电网;短路;控制一、前言我国电力资源需求量越来越大,220kV电网短路问题越来越严重,必须对这种情况予以重视。
二、220kV电网装机容量与短路电流220kV短路电流超过断路器遮断容量的情况主要出现在500kV变电站的220kV母线处。
本文仅限于讨论这种情况。
500kV变电站的220kV母线短路电流由2部分组成:一是由接入220kV的电厂通过220kV电网注入的短路电流;二是从500kV侧通过变压器注入的短路电流。
以下建立的模型用于计算接入220kV侧的电厂注入500kV变电站的220kV母线的短路电流。
假设接入220kV电网的发电机次暂态直轴电抗Xd″=0.18(标幺值,基于自身容量),额定功率因数0.85,变压器短路百分比XT=14%,容载比1.05。
假设各发电厂分别通过两回LGJ-2×400导线接入500kV变电站的220kV母线,参数为0.00058km-1。
假设分区中电源有40%的容量在离500kV变电站20km处接入,40%的容量在50km处接入,还有20%的容量在80km处接入。
设接入220kV的发电机容量为S220(单位MVA)。
以某省电网为例,2008年220kV分区A装机3400MW,220kV侧注入A分区的500kV变电站220kV母线的短路电流为21.5kA,理论计算为21.3kA;2008年B分区装机2110MW,由220kV侧注入B分区500kV变电站220kV母线的短路电流为12.5kA,理论计算为15kA;2007年C分区220kV侧装机2945MW,220kV侧电源在C分区500kV变电站的220 kV母线处实际注入短路电流18.6 kA,理论计算为19.3 kA。
有效限制500kV变电站中压侧母线短路电流的技术措施探讨

有效限制 500kV变电站中压侧母线短路电流的技术措施探讨摘要:随着区域电网日趋强大,500kV变电站便成为该地区电网的枢纽点,因此大量500kV自耦变压器投入运行。
由于自耦变压器中性点需直接接地,从而导致接地点大量增加,给相关电气设备的选择带来了困难,同时也带来主变限额受限、变电站内接地网投资增加等一系列问题。
因此,为了电网的可靠运行与发展,需采取相应措施来限制这一现象。
关键词:自耦变压器;中性点接地;小电抗;绝缘配合引言随着区域电网日趋强大,500kV变电站便成为该地区电网的枢纽点,因此大量500kV自耦变压器投入运行。
由于自耦变压器中性点需直接接地,从而导致接地点大量增加,使220kV母线侧短路电流水平上升加快,严重的已接近或超过开关的遮断容量,给相关电气设备的选择带来了困难,同时也带来主变限额受限、变电站内接地网投资增加等一系列问题。
因此,为了电网的可靠运行与发展,需采取相应措施来限制这一现象。
1500kV变电站220kV母线单相短路电流越限问题分析1.1短路电流问题的出现及原因某地区地处长江下游,如今已是长三角中部经济发展的核心区域。
经多年建设,该区域内500kV电网已形成双链为主、双环为辅的网架结构。
以苏州地区为例,根据2018年对某地区的电力负荷统计,区域内有11座500kV变电站,总容量已达29694MVA。
电力系统快速扩容的同时,也出现了几个较为明显的问题:(1)该区域电网结构越来越紧密,负荷密度越来越大,导致500kV站间距较近,平均间距低于30km。
(2)单座500kV变电站规模越来越大,且在500kV变压器中性点直接接地运行时,中压侧电抗值接近于零。
1.2限制单相短路电流的措施据以往经验来看,在电网发展的过程中限制单相短路电流的措施主要有以下几种:(1)调整电网结构,限制电网运行方式。
(2)更换高阻抗变压器。
(3)500kV主变中性点加装小电抗。
以上几种措施均是为了提高短路点零序等效阻抗,进而降低单相短路电流。
500kV自耦变压器中性点小电抗对短路电流的影响

500kV自耦变压器中性点小电抗对短路电流的影响作者:李立峰来源:《科技视界》2016年第03期【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。
500kV自耦变压器中性点经小电抗接地研究

500kV自耦变压器中性点经小电抗接地研究摘要:限制单相短路电流的相关措施主要有限制变压器中性点直接接地数目、限制或不采用自耦变压器、发变组升压变压器中性点装快速接地开关、Y/Y/△接线自耦变压器三角形绕组侧开口以及变压器中性点经小电阻或小电抗接地等方式。
变压器中性点经小电抗接地不仅不受电网运行的限制,还可降低变压器中性点绝缘水平,便于变压器制造。
同时还可避免大量更换断路器的繁杂工作以及资金的浪费,具有良好的社会经济效益,而小电抗参数的选择是其中的关键环节。
关键词:500 k V自耦变压器;单相短路电流;中性点小电抗三绕组自耦变压器具有损耗小,结构紧凑,重量轻,便于运输等优点,因此在电力系统中被广泛应用。
目前,国内500kV变压器大多为自耦变压器,这主要是为了降低过电压水平,使对设备的绝缘水平要求不至过高。
然而,由于中性点直接接地的自耦变压器的零序电抗小,加之电网容量的日益增加,导致系统短路电流随之增大,部分500kV变电站母线短路电流接近甚至超过断路器额定开断电流,严重威胁着电网的安全稳定运行。
如何限制短路电流已成为电力系统发展亟需面对和解决的重要问题。
国内学者对自耦变压器中性点经小电抗接地开展过一些研究,上述研究的研究背景为某一具体的电网,因此研究结论不具备普遍性和通用性。
此外,已有研究主要集中在探讨限制短路电流,但是中性点经小电抗接地会改变系统的零序电抗,从而影响继电保护工作,此外还会对系统的过电压、绝缘水平产生影响。
本文对自耦变压器中性点经小电抗接地这一限制短路电流的方法进行系统的讨论,总结并探讨工程及现场运行中所要解决和注意的问题。
1 短路电流限制措施分析限制单相短路电流的相关措施主要有限制变压器中性点直接接地数目、限制或不采用自耦变压器、发变组升压变压器中性点装快速接地开关、Y / Y / △接线自耦变压器三角形绕组侧开口以及变压器中性点经小电阻或小电抗接地等方式。
变压器中性点经小电抗接地不仅不受电网运行的限制,还可降低变压器中性点绝缘水平,便于变压器制造。
500kV自耦变中性点串接小电抗对接地短路电流限制效果分析

500kV自耦变中性点串接小电抗对接地短路电流限制效果分析梁纪峰;刘文颖;梁才;李笑蓉;沈卫东;李群炬【摘要】Aiming at the issue that part of 220 kV bus single-phase short-circuit current exceeds the three-phase short-current, the network structure, network characteristics and the structural characteristics of transformer in North China Power Grid, and why 220 kV single-phase short-circuit current increases sharply are analyzed. According to the high load data of North China Power Grid in winter of 2009. This paper selects the Anding Station, Shunyi Station, Binhai Station and Baobei Station in the North China Power Grid, and uses the Power System Analysis Software Package (PSASP ) to make short-circuit current calculation of main transformer neutral grounding via low resistance. According to short-circuit current calculation, it analyzes the limiting effects of 500 kV autotransformer neutral grounding by small reactance on 220 kV single-phase short-circuit current, the effects of grid structure on limiting the low reactance current, and gives a project guidance about small reactor's selection.%针对华北电网部分220 kV母线单相短路电流超过其三相短路电流问题,分析了华北网的网架结构、电网特性和变压器的结构特点,以及220 kV单相短路电流急剧增加的原因.根据华北电网2009年冬季大负荷数据,选择在华北电网的安定站、顺义站、滨海站和保北站,运用电力系统分析综合程序软件(PSASP),做主变中性点经小电抗接地的短路电流计算.根据短路电流计算结果,分析了500kV自耦变压器中性点经小电抗接地方式对220 kV侧单相短路电流的限制效果,分析了网架结构对小电抗限流作用的影响,给出了小电抗选取的工程指导意见.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2011(039)013【总页数】5页(P96-99,110)【关键词】自耦变压器;中性点接地;限流;接地短路电流;等值阻抗;开断电流【作者】梁纪峰;刘文颖;梁才;李笑蓉;沈卫东;李群炬【作者单位】华北电力大学电气与电子工程学院,北京,102206;华北电力大学电气与电子工程学院,北京,102206;华北电力大学电气与电子工程学院,北京,102206;华北电力科学研究院有限责任公司,北京,100045;华北电力科学研究院有限责任公司,北京,100045;华北电力科学研究院有限责任公司,北京,100045【正文语种】中文【中图分类】TM734;TM7120 引言近年来,随着电网的迅速发展,电源、电网规模的不断扩大,网架结构越来越紧密,电网的短路电流水平日益提高[1-2]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
500kV变电所自耦变中性点经小电抗接地对抑制220kV短路电流的研究
叶远波孙月琴
(安徽电力调度通信中心230022 合肥)
摘要随着安徽电网的发展,电网日趋紧密,导致500kV变电所220kV 单相接地短路电流超过三相短路电流,甚至现超过220kV断路器遮断电流50kA 的情况发生。
本文对500kV自耦变压器中性点串联小电抗抑制短路电流的方案进行了可行性研究,并对二台500kV自耦变的中性点串联电抗器两套方案的进行了比较研究,并得出了相关技术结论。
关键字: 自耦变压器、断路器遮断电流、中性点串联小电抗、抑制短路电流
1 前言
随着安徽电网的飞速发展,电网内部联系变得更加紧密,而且由于500kV自耦变压器在系统中大量使用,降压型自耦变压器中压侧电抗常接近于零,导致了500kV肥西变220kV 单相接地短路电流超过三相短路电流。
目前肥西变220kV母线三相短路电流为39.58KA,而单相接地短路电流为43.42KA,随着系统的发展,单相接地短路电流势必会出现超过220kV 断路器50kA遮断电流的情况。
技术上一般可以采用两种方法解决该问题。
方法一是将多台自耦变压器在220kV侧分列运行,以减少220kV侧的短路电流,该方法要求220kV母线分段,投资大,并且降低了供电可靠性;方法二是500kV自耦变压器中性点经小电抗接地,该方法投资少,能有效地降低220kV的单相接地短路电流。
为此,省调通中心保护处进行了500kV自耦变压器中性点加装小电抗的可行性研究,以减小肥西变220kV系统单相短路电流超标问题。
2. 500kV自耦变压器中性点经小电抗接地的电抗值
自耦变正序和负序等值电路与中性点是否经小电抗接地无关,其等值电抗不变。
对于零序阻抗则不然,由于自耦变压器有一个公共线圈,各线圈共用一个中性点和接地阻抗,中性点的入地电流,应等于两个自耦绕组零序电流之差的三倍。
当自耦变压器的中性点经小电抗接地时,中性点的电位,不像普通变压器那样只取决于一个绕组的零序电流,而要受两个绕组的零序电流的影响。
图1为中性点经小电抗接地的自耦变压器电路图及其零序等值电路。
(a)、(b)分别为自耦变压器将绕组3开路(即三角形开口)和绕组2开路时,归算到500kV侧的零序等值电路图。
图1中性点经小电抗接地的自耦变压器及其零序等值电路
U1为500kV 侧电压,U2为220kV 侧电压,k=U1/U2,Xn 为中性点小电抗值。
X1、X2、X3为中性点直接接地时各侧归算到500kV 侧的零序阻抗,可以得到归算到500kV 侧的零序等值电抗为:
()()⎪⎩
⎪⎨⎧+=-+=-+=-+=-+=-+=---------k
X X X X X X k k X X X X X X k X X X X X X n n n 32/)(132/)(132/)(3'31'32'31'32'31'32'21'21'
32'31'21'1 (1) 由式(1)可以看出,中性点经电抗接地的自耦变压器与普通变压器不同,它的零序等值
电路中,均包含有与中性点接地电抗有关的附加项,而普通变压器则仅在中性点电抗接入侧增加附加项。
3.中性点接入阻抗方案研究
对肥西变一台和二台500kV 主变中性点分别接入小电抗器的方案进行了研究。
并且为了选择合适的电抗值,分别计算了肥西变500kV 主变中性点串联5、10、15、20、25、30、35、40 Ω等八组阻值电抗器的效果。
3.1 方案一:肥西变一台500kV 主变中性点接入电抗器
计算方式采用的是在系统大方式下,肥西变220kV 母线发生单相接地、二相接地短路、
三相短路时的短路电流研究。
由表一可知,在500 kV主变中性点串接了电抗后,其220 kV母线的单相、二相接地短路电流逐步下降。
在中性点串联电抗值为15Ω时,与中性点直接接地方式相比:单相接地短路电流下降了6.9%,二相接地短路电流下降4.2%,而三相短路电流没有变化。
这说明500 kV主变中性点串接了电抗仅仅影响系统的零序网络,这和预先的理论分析结果是一致的。
图1. 单台500kV主变中性点串接电抗器短路电流图
由图1 可知当500kV主变中性点串联电抗值大于15Ω时,其抑制220kV单、两相接地短路短路电流水平的作用趋于减弱。
其总体的短路电流的趋势为:单相接地短路电流>二相接地短路电流>三相短路电流,说明系统的总体零序阻抗仍然大于正(负)序阻抗。
3.2 方案二:肥西变二台500kV主变中性点均接入电抗器
计算方式采用的是在系统大方式下,肥西变220kV母线发生单相接地、二相接地短路、三相短路时的短路电流研究。
接地短路电流与方案1相比逐步下降。
在中性点串联电抗值为15Ω时,单相接地短路电流已经下降20.2%,二相接地短路电流已经下降9.6%,而三相短路电流没有变化。
方案2中的单相、两相接地短路电流水平有着显著的下降。
图2. 两台500kV主变中性点均串接电抗器短路电流图
由图2 可知,当两台500kV主变中性点均串接入电抗值器,其抑制220kV单相、两相接地短路电流能力大大增加。
其总体的短路电流的趋势为:单相接地短路电流<二相接地短路电流<三相短路电流,说明系统的总体零序阻抗已经小于正(负)序阻抗。
4 综合分析
据华东电网公司的有关资料表明,主变中性点加装小电抗对限制500kV系统短路电流效果不明显。
这跟自耦变的特征有关,自耦变压器有一公共绕组,高、中压绕组间除磁的联系外,还有直接电的联系。
高、中压绕组共用中性点及接地电抗,500kV侧接地短路时的故障电流主要由500kV系统提供,因此加装小电抗对限制500kV侧接地故障电流效果很不明显。
500kV变压器中性点经小电抗接地能有效地抑制220kV侧接地短路电流。
因为220kV侧系统零序阻抗较小,流经中性点的电流也较大,加装小电抗后主变零序电抗增大,对限制接地故障电流就有较明显的效果。
两台主变中性点均接入小电抗器,是降低220kV侧单相、两相接地短路电流的一种有效措施。
主变中性点加装小电抗对于限制三相短路电流没有任何效果,因为三相短路电流仅跟系统正序网络有关。