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

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1、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

2、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

3、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

4、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

5、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：（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、40W等八组阻值电抗器的效果。3.1方案一：肥西变一台

6、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。表1、单台500kV主变中性点串接电抗器短路电流表中性点串联电抗器（W）051015202530单相短路电流（KA）43.4241.3440.7640.4140.3140.2340.13二相接地短路电流(KA)41.9240.6940.4140.1640.1340.0840.06三相短路电流(KA)39.9139.9139.9139.9139.9139.9139.91由

7、表一可知，在500kV主变中性点串接了电抗后，其220kV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15W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500kV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15W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

8、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。表2、二台500kV主变中性点均串接电抗器短路电流表中性点串联电抗器（W）051015202530单相短路电流（KA）43.4237.9135.6434.6433.8933