亭子口水电站500kV角形接线GIS设计探讨.pdf

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1、第45卷第9期人民长江Vo1．45．No．92014年5月YangtzeRiverMay，2014文章编号：1001—4179(2014)O9—0102—03亭子口水电站500kV角形接线GIS设计探讨梁波，曾江华，朱钊(长江勘测规划设计研究院机电处，湖北武汉430010)摘要：针对亭子口水利枢纽电站500kV角形接线方式下的过电压配合、避雷器设置、合闸电阻配置以及铁磁谐振防止等主要问题，利用电磁暂态程序的分析方法进行了计算分析。根据分析结果，提出了相应的设计方案，解决了近年来类似大型水电站500kVGIS高压配电装置设计中的常见问题，其研究方法和解决方

2、案可供其他类似工程参考和借鉴。关键词：GIS；角形接线；避雷器配置；合闸电阻；铁磁谐振中图法分类号：TV734文献标志码：A置设备的性能参数，又要兼顾初、后期平稳过渡，设备1工程概述布置按最终四角形接线方式进行。结合近年来大型水亭子口水利枢纽电站位于四川I苍溪县嘉陵江上电站高压配电装置的设计、制造及运行经验，认为电站游，电站装设4台单机容量为275MW的混流式水轮GIS设备在选型和设计中的主要问题或重、难点主要发电机组，总装机容量为1100MW。电站首批2台机集中在避雷器配置(过电压计算)、隔离开关操作引起组于2013年8月发电，另2台机组将在2014年

3、内全VFTO、断路器合闸电阻的采用、角形接线的铁磁谐振部建成并投产发电。防止等方面。电站以500kV一级电压接入电力系统，本期出线电站500kVGIS配电装置进线与主变压器高压一回经拟建的500kV巴中变电站接人500kV达州变套管相连，在两回架空出线端各设一组户外式氧化锌电站，线路长度约为210km，导线截面为4×400mm。避雷器，承担电站首端的雷电侵入波过电压保护。电后期将该线路打开，直接接入新建的巴中变电站。另站GIS按四角形终期接线布置，虽然断路器、隔离开关外，电站预留一回500kV出线接人广元变电站。考虑数量不多，但母线长，单相母线总长度超过

4、200m，高到电站并网发电后进相运行可能引起弃水损失，因此压侧雷电侵入波过电压需保护的范围较大。对该站而预留了500kV高压电抗器接口及安装位置。言，在GIS配电装置中既要尽量减少避雷器的配置，且在初期出线一回的条件下，电站500kV高压侧为又要能有效地保护全部高压电气设备，这是设计中所两进一出，构成三角形接线，并为后期四角形接线设置面临的挑战，需要对此开展分析研究。了隔离开关和预留接口，当后期建设第二回出线时，仅根据上述原则，GIS避雷器初步布置方案为：在2需增加1台高压断路器即成为最终的四角形接线。目个联合单元进线的联合母线处各设置1组避雷器，对前5

5、00kV三角形电气主接线仅设3台高压断路器，7高压配电装置进行雷电及操作过电压保护，在角形接个隔离开关。高压配电装置采用SF6气体绝缘金属封线的母线上不设避雷器。在获得了GIS各元件、架空闭组合电器(以下简称GIS)。亭子口水电站电气主接出线杆塔等相关设备以及线路的准确参数后，采用线图详见图1(虚线部分为预留设备)。EMTP计算程序对雷电过电压保护及避雷器配置进行根据电气主接线初期和后期各自所具有的特点，了计算研究。计算在初期一回出线、4台主变的三角在GIS设计时，既需兼顾初期和后期两种接线方式配形接线方式下，分别考虑了包括最大、最小运行方式在收稿日期：

6、2014—02—19作者简介：梁波，男，高级工程师，主要从事电气一次方面的研究J-作。E—mail：liangbo@ejwsjy．eom．en104人民长江TO最大峰值为1053kV，均小于其绝缘保证强度，相从表3可以看出，断路器在装设合闸电阻以后，合对于设备的雷电冲击绝缘水平1550kV而言，还有空线和单相重合闸时，线路两端的最大相对地过电压32％的安全裕度。为1．90P．u．，相间过电压为2．30P．U．；线路中部最大表2GIS设备VFTO计算结果相对地过电压为1．60P．U．，相间过电压为2．38P．u．。表明相对地过电压值均未超过标准规定的2．0

7、P．U．，满足要求。4铁磁谐振研究近年来，部分采用3／2接线和角形接线的水电站GIS曾出现过电压互感器(PT)铁磁谐振现象，给GIS设备运行带来较大危害。据分析，上述接线均存在线3长线路断路器合闸电阻设置路／主变进出线的电压互感器接于两组断路器之间的情况，即“T区接线”。在这种接线方式下，投切“T区500kV电压等级的电网，在合空载长线路时，尤接线”的断路器，且在线路／主变进出线为开路时，容其是在电源电压幅值与线路残压反相时合闸，由于系易导致GIS母线电容和断路器的均压电容对PT放电统参数突变，电网L—c上电磁能量的振荡而引起较并发生铁磁谐振，严重时烧损

8、GIS设备。大的过电压。为限制这种合闸过电压，可采用断路器亭子口水利枢纽电站电气