BPA程序仿真计算中并联高压电抗器的处理方法

上 述 5 张 卡 中 ，B 为 卡 片 类 型 ；BBAOBEI、 GAOXIN、GB1BK、GB1GK、GB1GGK 是节点名称，分 别表示包北、高新母线以及出口小节点和高抗节点； 525 为节点的基准电压，MX 为节点所属分区。
接下来是模拟线路的 L 和 E 卡，其中 L 卡表示 高新—包北的 500 kV 线路，E 卡表示高新线路侧的 高抗。 主要填写内容包括卡片类型、节点 1 和节点 2 的名称、基准电压、线路电抗标么值。
找相关手册取得。第 4 张卡模拟的是高抗支路，填写
内 容 主 要 是 对 地 电 纳 标 么 值 （-1.367）， 取 负 值 ， 该 数
值由高抗容量等参数计算得出。
高抗对地电纳正序标么值计算公式如下：
2
*
Y1 =
Y1 YB
=
Se
蛐Ue
2
SB 蛐UB
，
（1）
*
式中 Y1 —高抗对地电纳标么值；
Y1—高抗对地电纳有名值； YB—高抗对地电纳基准值； Se—高抗额定容量，150 Mvar；
采用 3 种高抗填写方式的潮流计算结果见表 1。不同的高抗填法主要对线路潮流大小以及两侧变 电站的电压情况有所影响。 从表 1 中可知，方法 2、3 输出结果完全相同， 方法 1 只是线路潮流大小略有 不同。
项目
高新变母 线 电 压 /kV
包北变母 线 电 压 /kV
高新—包北线 路 潮 流 /MVA
对应潮流中的 L 卡和 E 卡，稳定数据中需要填 写线路零序参数 LO 卡， 主要内容包括线路和高抗 的电气参数，均为零序参数。 其对应的稳定.swi 文件 中所填数据：
LO GB1BK 525. GB1GK 525. .01142 LO GAOXIN 525. GB1GK 525. LO BBAOBEI 525. GB1BK 525. LO GB1GK 525. GB1GGK 525.
小节点的连接线，0.000 1 表示连接线的电抗值，为
程序默认值。 第 3 张卡模拟的是包北—高新 500 kV
线路的实际参数，包括电阻标么值（0.000 74）、电抗
标 么 值 （0.010 2）、电 纳 标 么 值 （0.569 4）、线 路 长 度
（102 km）等数值。 这些数值可根据线路导线型号查
白雪飞 1，王丽宏 1，杜荣华 2 （1.内蒙古电力勘测设计院，内蒙古 呼和浩特 010020；2.内蒙古电力科学研究院，内蒙古 呼和浩特 010020）
[摘要] BPA 潮流程序和 BPA 暂态稳定程序（Windows 版）是进行潮流和稳定计算的基本
应用软件。 计算时线路高压电抗器的处理方法有 3 种：将线路高压电抗器合并到线路的对地
Ue—高抗额定电压，550 kV；
SB—系统基准容量，100 MVA； UB—系统基准电压，525 kV。 由式（1）可得，填 写 E 卡 中 GB1GGK 525 节 点
连接高抗的对地电纳为-1.366 7。
3.1.2 方法 2
对应的潮流.dat 文件中所填数据以有名值的方
式将高抗容量填写在 B 卡中高新侧母线的并联无
内蒙古电力技术
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INNER MONGOLIA ELECTRIC POWER
2009 年第 27 卷第 4 期
BPA 程序仿真计算中并联高压电抗器的处理方法
Processing Ways of Parallel High-tension Reactor in BPA Emluator Calculation
L BBAOBEI 525. GB1BK 525.
.0001
L GAOXIN 525. GB1GK 525.
.0001
L GB1BK 525. GB1GK 525. .00074 .0102 .5694 102.
E GB1GK 525. GB1GGK 525.
.0001
-1.367
前 2 张卡模拟的是包北和高新母线与线路出口
BPA 程序中填写潮流数据时，仅体现高抗的正 序参数，其 3 种处理方法对应的填写方式如下。 3.1.1 方法 1
首先用 B 卡定义交流 PQ 节点以及虚拟的小节 点，主要填写内容包括卡片类型、节点名称、基准电 压、所属分区。 对应的潮流.dat 文件中所填数据：
B BBAOBEI 525.MX 该 卡 主 要 定 义 包 北 变 和 高 新 变 的 500 kV B GAOXIN 525.MX 母线； B GB1BK 525.MXB 该卡主要定义包北变和高新变线路出口处 B GB1GK 525.MX 虚拟的小节点，高抗就接在小节点上。 B GB1GGK 525.MX
2
，
SB 蛐UB
（3）
*
式中 Y0 —高抗对地电纳零序标么值；
Y0—高抗对地电纳零序有名值； YB—高抗对地电纳基准值； Se—高抗额定容量，150 Mvar；
Ue—高抗额定电压，550 kV； Xp—高抗接地小电抗单相零序电抗 ，600 Ω； SB—系统基准容量，100 MVA；
UB—系统基准电压，525 kV。 由式（3）可得，填写 LO 卡中 GB1GGK 525 节点
表 1 潮流计算结果
方法 1
方法 2
516.9
516.9
方法 3 516.9
507.3
507.4
507.4
571.1+j92.2 576.3+j93.8 576.3+j93.8
3.2 稳定数据填写方式 对应潮流数据的不同填法， 高抗在稳定计算数
据中也有 3 种处理方法，并且均为零序参数。 3.2.1 方法 1
（2） 当单回线送电发生瞬间接地故障需采用快 速单相重合闸保持系统稳定时；
（3） 系统同期并列操作需要时；
（4） 防止发动机自励磁需要时； （5） 发电厂因无功平衡需要、而又不便装设低 压电抗器时。 1.2 并联高压电抗器的作用 在超高压配电装置的某些线路侧或者母线侧， 经常需要装设同一电压等级的并联电抗器， 其作用 如下： （1） 削弱空载或轻负载线路中的电容效应，降 低工频暂态过电压，并进而限制操作过电压的幅值； （2） 改善轻负载线路中的无功分布，降低有功 损耗，提高送电效率； （3） 降低系统工频稳态电压，便于系统同期并 列； （4） 有利于消除同步电机带空载长线时可能出 现的自励磁谐振现象； （5） 采用电抗器中性点经小电抗接地的办法来 补偿线路相间及相对地电容，加速潜供电弧自灭，有 利于单相快速重合闸的实现。
（Windows 版）进行潮流和暂态稳定计算。 线路高抗 的处理方法对故障计算可能会有较大的影响， 因此 计算过程中线路故障操作时， 应特别注意线路高抗 的影响。 目前 BPA 仿真计算程序中高抗的处理方法 有如下 3 种。 2.1 方法 1：将线路高抗合并到线路的对地支路中
在潮流数据中的线路参数对地支路增加线路高 抗对应的电抗， 同时在稳定数据中线路零序参数中 的对地参数中增加高抗的零序等值电抗。 2.2 方法 2：将线路高抗连接到母线上
.03548 .0001 .0001 .0001
.3707 -.722
其中， 第 1 张 LO 卡表示高新—包北的 500 kV
线 路 零 序 参 数 ， 包 括 电 阻 标 么 值 （0.011 42）、 电 抗
标么值（0.035 48）、电纳标么值（0.370 7）等数据。 第
2、3 张 LO 卡表示高新和包北线路出口的小节点支
功负荷位置，无需另加小节点，也不需填写 L 卡和 E
卡。
B 卡填法如下：
B BBAOBEI 525.MX B GAOXIN 525.MX
-137.
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内蒙古电力技术
2009 年第 27 卷第 4 期
上述 2 张 B 卡中，只填写高新母线侧，高抗容
量 为-137， 表 示 在 基 准 电 压 下 的 节 点 并 联 无 功 负
超高压电网的无功感性补偿设备为高压电抗器 和低压电抗器。 500 kV 变电所中，一般在主变压器 的三次侧装设低压电抗器， 并根据各种技术需要在 线路两端或者站内母线上装设 500 kV 高压电抗器。 一般情况下应首先采用低压电抗器， 在下列情况下 应考虑装设高压电抗器：
（1） 在正常、一重非正常运行方式和一重故障 方式下， 线路断路器变电所侧和线路侧的工频过电 压分别超过网络最高相电压的 1.3 和 1.4 倍时；
路，程序建议电抗标么值为 0.000 1。 第 4 张 LO 卡
表示高新侧线路出口的高抗， 填写内容为高抗的零
序 对 地 电 纳 标 么 值 -0.722，该 数 值 由 高 抗 容 量 、 小 电
抗阻值等参数计算取得。
高抗对地电纳零序标么值计算公式如下：
2
*
Y0 =
Y0 YB
=
1/（Ue
/Se+3Xp）
1 超高压电网装设高压电抗器情况介绍
我国电力系统正在向大容量、远距离、超（特）高 压的方向发展。 超高压输电系统由于其电压等级提 高，可传输更大的容量、更远的距离。 但是线路的电 容效应限制了传输容量， 降低了系统静态和动态稳 定性，增加了工频过电压幅值，所以超高压输电线路 往往装设并联高压电抗器（下文简称高抗）解决无功 平衡和过电压问题。 1.1 适合装设高压电抗器的情况
荷，负号表示感性无功。 需要注意的是，这里的高抗
容量需要在不同电压等级下进行折算， 折算公式如
下：
22
Sb=SeUb /Ue ，
（2）
式中 Sb—高抗折算在基准电压下的容量，Mvar； Se—高抗额定容量，150 Mvar； Ub—高抗新的基准电压，525 kV； Ue—高抗额定电压，550 kV。 由式（2）可得，高新 525 节点填写数据为-137。
连接高抗的对地电纳标么值为-0.722。
3.2.2 方法 2
对应潮流中的 B 卡，稳定数据中需要填写对地
支路 XR 卡， 主要内容包括高抗的对地零序电抗标
么值参数。 其对应的稳定.swi 文件所填数据：
潮流数据中以有名值的方式将高抗容量填写在 线路两侧母线的并联无功负荷位置， 在稳定数据中 用对地支路零序数据卡 XR 卡填写高抗对应的等值 零序参数。 2.3 方法 3： 将线路高抗参数填写在线路高抗参数 数据卡中
潮 流 数 据 中 用 线 路 高 抗 数 据 卡 （L+卡 ）填 写 线 路高抗的额定容量， 稳定数据中用线路高抗零序参 数数据卡（LO+卡）填写线路高抗等值零序参数。
3.1.3 方法 3
除填写线路数据 L 卡外，还需填写线路高抗参
数 L+卡，其对应的潮流.dat 文件中所填数据：
L GAOXIN 525. BBAOBEI 525. .00074. 0102 L+ GAOXIN 525. BBAOBEI 525.
.5694 102. 137.
第 1 张 L 卡中， 表示高新—包北 500 kV 线路 的实际参数。 第 2 张 L+卡表示高新变线路出口处装 设 的 高 抗 ，容 量 为 137 Mvar，为 在 基 准 电 压 下 的 节 点高抗容量，均为正值。该值也需在不同电压等级下 进行折算，计算方法同方法 2 中所述。
2 BPA 仿真计算程序中高抗的处理方法
采 用 BPA 潮 流 程 序 和 BPA 暂 态 稳 定 程 序
[收稿日期] 2009-05-26 [作者简介] 白雪飞（1978—），男（蒙古族），内蒙古人，学士学位，工程师，现从事电力系统规划设计工作。
2009 年第 27 卷第 4 期
内蒙古电力技术
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支路中；将线路高压电抗器连接到母线上；将线路高压电抗器参数填写在线路高抗参数数据
卡中。 应用这 3 种方法进行了潮流、稳定计算分析，根据结果建议在 BPA 程序实际计算中采
用第 3 种方法。
[关键词] 并联高压电抗器；无功补偿；零序等值电抗
[中图分类号] THale Waihona Puke Baidu74
[文献标志码] B
[文章编号] 1008－6218（2009）04－0020－04
上述 3 种方法中， 方法 1 要将高抗合并到线路 中，计算量较大，数据较多时容易出错；方法 2 比较 直观，但无法区分线路高抗与哪 1 条线路相连，处理 线路时无法自动处理高抗，需人工干预；方法 3 相对 直观，能够自动处理高抗，数据比较容易检查。
3 仿真计算实例
以蒙西电网包头地区的高新—包北 500 kV 输 电线路为例进行仿真计算。 目前该线路上仅在高新 侧 装 设 有 高 抗 ，额 定 容 量 150 Mvar，中 性 点 小 电 抗 为 600 Ω。 以下潮流和稳定数据中所有参数的基准 容量均为 100 MVA。 3.1 潮流数据填写方式