500 kV北郊站加裝主變中性點小電抗可行性研究

劉賓

摘 ?要 ?通過分析廣州電網在分片區運行的情況下，500 kV變電站在不同的運行方式下的短路電流水平，結合北郊變電站的實際情況，分析了主變中性點加裝小電抗后對電網運行穩定的改進情況，從而論證了加裝中性點小電抗的必要性及可行性。

關鍵詞 ?短路電流;運行方式;主變中性點;小電抗

中圖分類號：TM63 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）22-0039-01

在我國的電力系統中，一般說來中性點接地方式有：直接接地、不接地、經消弧線圈接地、經電阻或電抗接地這幾種情況。一般330 kV及以上的超高壓電力網中，采用中性點直接接地的方式。但是在電力系統的實際運行中，由于區域大電網的運行情況復雜，短路電流水平增大的情況下，一般根據現場的實際情況進行調整。

500 kV北郊變電站是廣州地區北部電網的樞紐變電站，是西電東送天廣直流的配套工程，肩負著為廣州城區的重要供電任務。隨著廣州地區經濟的迅速發展，對電網的供電安全、質量、可靠性等，都提出了新的要求。這也要求電網的架構向著精細化、復雜化發展。隨著廣州地區的負荷不斷增加，電網建設也進入了一個飛速發展的時期。電網結構增強，但是廣州電網的短路電流水平卻是逐步增大，經過統計，大部分500 kV變電站的母線短路電流已經嚴重超標，甚至超過了斷路器的額定開斷電流，使電網的運行存在很大的隱患，嚴重威脅了電網的安全穩定運行。因此，如何限制短路電流的大小，優化電網的運行方式，使電網在安全的環境下運行，成為目前廣州電網需要面對及解決的重要問題。

1 ?廣州地區各站短路電流分析

經過分析，在2011年夏大的運行方式下，廣州電網的花都片區、北郊片區均獨立運行，北郊變電站三臺主變合母運行，而廣南站、增城站均分母運行。為提高廣南站、增城站之間220 kV電網的轉供能力，降低廣南、增城主變N-1情況下的負載率，提高供電可靠性。考慮形成廣南1母、增城1母及廣南2母、獅洋兩個供電區。

在“十二五”期間，廣東電網計劃新增500 kV穗西站、穗東站、木棉站三個變電站。在2015年夏大運行方式下，廣州地區考慮花都、增城、木棉獨立成區，北郊合母運行。為緩解北郊站主變供電壓力，降低北郊站主變N-1情況下的負載率，考慮北郊與穗東站合成供電區。

2011年及2015年，該分區運行方式下廣州主要500 kV變電站500 kV及220 kV母線短路電流如表1所示。

通過以上數據分析可知，北郊站正常方式下三臺主變合母運行，其中220 kV母線三相短路電流29.4 kA，單相短路電流達到43.8 kA，高于三相短路電流14.4 kA。考慮北郊站合母運行方式下，2015年北郊站220 kV母線三相短路33.6 kA，單相短路電流達到48.9 A，遠大于三相短路電流。

為了保證電網能夠在發生故障的時候，自動保護裝置可以可靠正確的動作，需采取措施，降低單相短路電流的大小。經過分析知道北郊站的單相短路電流遠高于其三相短路電流，在2011年、2015年分別高出了14.4 kA、15.3 kA，而且在2015年，北郊站的單相斷流電流水平已經快要接近斷路器的開斷電流，其所留的裕度較小，不滿足電網的安全穩定運行要求。

為提高500 kV北郊變電站的主變供電可靠性和穩定性，增強北郊站的短路電流水平，尤其是適應在以后很長時期內的電網建設擴容需要，提高北郊變電站及至廣州電網運行方式的靈活性，需要在北郊變電站的主變中性點加裝小電抗，來限制其母線的短路電流。

2 ?小電抗容量分析

通過計算分析2011年和2015年北郊站的短路電流，2011年、2015年北郊變電站主變中性點加裝的小電抗，其容量與220 kV母線短路電流結果的關系見表2所示。

顯然，對于限制單相短路電流，2015年，小電抗在5～15范圍內，單位電抗下降率為0.085 kA/Ω，在15～25范圍內，單位電抗下降率僅為0.041 kA/Ω。當小電抗值為15歐時，單相短路電流降至約46.4 kA，雖然此時單相短路電流仍高于三相和兩相短路電流，但考慮到北郊站增加小電抗降低短路電流的效果已不明顯，進一步增加小電抗的意義不大。

因此，北郊站按加裝小電抗后保留一定的裕度考慮，小電抗阻抗值選取15 Ω較為適宜。

3 ?結論

1）通過分析在變壓器中性點直接接地的情況下和通過小電抗接地的情況下，北郊變電站220 kV母線及500 kV母線的短路電流水平，通過分析可以知道，裝設小電抗后，通過選取電抗的阻抗值，可以使主變相連母線的單相短路電流低于三相短路電流，并具有一定的裕度。

2）通過綜合分析對遠景電網的發展速度及適應性，加裝中性點小電抗設備能滿足未來幾年電網的安全可靠運行的需求。

參考文獻

[1]劉振亞.特高壓電網[M].中國經濟出版社.

[2]肖湘寧，徐永海，劉連光.供電系統電能質量[M].華北電力大學.endprint

摘 ?要 ?通過分析廣州電網在分片區運行的情況下，500 kV變電站在不同的運行方式下的短路電流水平，結合北郊變電站的實際情況，分析了主變中性點加裝小電抗后對電網運行穩定的改進情況，從而論證了加裝中性點小電抗的必要性及可行性。

關鍵詞 ?短路電流;運行方式;主變中性點;小電抗

中圖分類號：TM63 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）22-0039-01

在我國的電力系統中，一般說來中性點接地方式有：直接接地、不接地、經消弧線圈接地、經電阻或電抗接地這幾種情況。一般330 kV及以上的超高壓電力網中，采用中性點直接接地的方式。但是在電力系統的實際運行中，由于區域大電網的運行情況復雜，短路電流水平增大的情況下，一般根據現場的實際情況進行調整。

500 kV北郊變電站是廣州地區北部電網的樞紐變電站，是西電東送天廣直流的配套工程，肩負著為廣州城區的重要供電任務。隨著廣州地區經濟的迅速發展，對電網的供電安全、質量、可靠性等，都提出了新的要求。這也要求電網的架構向著精細化、復雜化發展。隨著廣州地區的負荷不斷增加，電網建設也進入了一個飛速發展的時期。電網結構增強，但是廣州電網的短路電流水平卻是逐步增大，經過統計，大部分500 kV變電站的母線短路電流已經嚴重超標，甚至超過了斷路器的額定開斷電流，使電網的運行存在很大的隱患，嚴重威脅了電網的安全穩定運行。因此，如何限制短路電流的大小，優化電網的運行方式，使電網在安全的環境下運行，成為目前廣州電網需要面對及解決的重要問題。

1 ?廣州地區各站短路電流分析

經過分析，在2011年夏大的運行方式下，廣州電網的花都片區、北郊片區均獨立運行，北郊變電站三臺主變合母運行，而廣南站、增城站均分母運行。為提高廣南站、增城站之間220 kV電網的轉供能力，降低廣南、增城主變N-1情況下的負載率，提高供電可靠性。考慮形成廣南1母、增城1母及廣南2母、獅洋兩個供電區。

在“十二五”期間，廣東電網計劃新增500 kV穗西站、穗東站、木棉站三個變電站。在2015年夏大運行方式下，廣州地區考慮花都、增城、木棉獨立成區，北郊合母運行。為緩解北郊站主變供電壓力，降低北郊站主變N-1情況下的負載率，考慮北郊與穗東站合成供電區。

2011年及2015年，該分區運行方式下廣州主要500 kV變電站500 kV及220 kV母線短路電流如表1所示。

通過以上數據分析可知，北郊站正常方式下三臺主變合母運行，其中220 kV母線三相短路電流29.4 kA，單相短路電流達到43.8 kA，高于三相短路電流14.4 kA。考慮北郊站合母運行方式下，2015年北郊站220 kV母線三相短路33.6 kA，單相短路電流達到48.9 A，遠大于三相短路電流。

為了保證電網能夠在發生故障的時候，自動保護裝置可以可靠正確的動作，需采取措施，降低單相短路電流的大小。經過分析知道北郊站的單相短路電流遠高于其三相短路電流，在2011年、2015年分別高出了14.4 kA、15.3 kA，而且在2015年，北郊站的單相斷流電流水平已經快要接近斷路器的開斷電流，其所留的裕度較小，不滿足電網的安全穩定運行要求。

為提高500 kV北郊變電站的主變供電可靠性和穩定性，增強北郊站的短路電流水平，尤其是適應在以后很長時期內的電網建設擴容需要，提高北郊變電站及至廣州電網運行方式的靈活性，需要在北郊變電站的主變中性點加裝小電抗，來限制其母線的短路電流。

2 ?小電抗容量分析

通過計算分析2011年和2015年北郊站的短路電流，2011年、2015年北郊變電站主變中性點加裝的小電抗，其容量與220 kV母線短路電流結果的關系見表2所示。

顯然，對于限制單相短路電流，2015年，小電抗在5～15范圍內，單位電抗下降率為0.085 kA/Ω，在15～25范圍內，單位電抗下降率僅為0.041 kA/Ω。當小電抗值為15歐時，單相短路電流降至約46.4 kA，雖然此時單相短路電流仍高于三相和兩相短路電流，但考慮到北郊站增加小電抗降低短路電流的效果已不明顯，進一步增加小電抗的意義不大。

因此，北郊站按加裝小電抗后保留一定的裕度考慮，小電抗阻抗值選取15 Ω較為適宜。

3 ?結論

1）通過分析在變壓器中性點直接接地的情況下和通過小電抗接地的情況下，北郊變電站220 kV母線及500 kV母線的短路電流水平，通過分析可以知道，裝設小電抗后，通過選取電抗的阻抗值，可以使主變相連母線的單相短路電流低于三相短路電流，并具有一定的裕度。

2）通過綜合分析對遠景電網的發展速度及適應性，加裝中性點小電抗設備能滿足未來幾年電網的安全可靠運行的需求。

參考文獻

[1]劉振亞.特高壓電網[M].中國經濟出版社.

[2]肖湘寧，徐永海，劉連光.供電系統電能質量[M].華北電力大學.endprint

摘 ?要 ?通過分析廣州電網在分片區運行的情況下，500 kV變電站在不同的運行方式下的短路電流水平，結合北郊變電站的實際情況，分析了主變中性點加裝小電抗后對電網運行穩定的改進情況，從而論證了加裝中性點小電抗的必要性及可行性。

關鍵詞 ?短路電流;運行方式;主變中性點;小電抗

中圖分類號：TM63 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）22-0039-01

在我國的電力系統中，一般說來中性點接地方式有：直接接地、不接地、經消弧線圈接地、經電阻或電抗接地這幾種情況。一般330 kV及以上的超高壓電力網中，采用中性點直接接地的方式。但是在電力系統的實際運行中，由于區域大電網的運行情況復雜，短路電流水平增大的情況下，一般根據現場的實際情況進行調整。

500 kV北郊變電站是廣州地區北部電網的樞紐變電站，是西電東送天廣直流的配套工程，肩負著為廣州城區的重要供電任務。隨著廣州地區經濟的迅速發展，對電網的供電安全、質量、可靠性等，都提出了新的要求。這也要求電網的架構向著精細化、復雜化發展。隨著廣州地區的負荷不斷增加，電網建設也進入了一個飛速發展的時期。電網結構增強，但是廣州電網的短路電流水平卻是逐步增大，經過統計，大部分500 kV變電站的母線短路電流已經嚴重超標，甚至超過了斷路器的額定開斷電流，使電網的運行存在很大的隱患，嚴重威脅了電網的安全穩定運行。因此，如何限制短路電流的大小，優化電網的運行方式，使電網在安全的環境下運行，成為目前廣州電網需要面對及解決的重要問題。

1 ?廣州地區各站短路電流分析

經過分析，在2011年夏大的運行方式下，廣州電網的花都片區、北郊片區均獨立運行，北郊變電站三臺主變合母運行，而廣南站、增城站均分母運行。為提高廣南站、增城站之間220 kV電網的轉供能力，降低廣南、增城主變N-1情況下的負載率，提高供電可靠性。考慮形成廣南1母、增城1母及廣南2母、獅洋兩個供電區。

在“十二五”期間，廣東電網計劃新增500 kV穗西站、穗東站、木棉站三個變電站。在2015年夏大運行方式下，廣州地區考慮花都、增城、木棉獨立成區，北郊合母運行。為緩解北郊站主變供電壓力，降低北郊站主變N-1情況下的負載率，考慮北郊與穗東站合成供電區。

2011年及2015年，該分區運行方式下廣州主要500 kV變電站500 kV及220 kV母線短路電流如表1所示。

通過以上數據分析可知，北郊站正常方式下三臺主變合母運行，其中220 kV母線三相短路電流29.4 kA，單相短路電流達到43.8 kA，高于三相短路電流14.4 kA。考慮北郊站合母運行方式下，2015年北郊站220 kV母線三相短路33.6 kA，單相短路電流達到48.9 A，遠大于三相短路電流。

為了保證電網能夠在發生故障的時候，自動保護裝置可以可靠正確的動作，需采取措施，降低單相短路電流的大小。經過分析知道北郊站的單相短路電流遠高于其三相短路電流，在2011年、2015年分別高出了14.4 kA、15.3 kA，而且在2015年，北郊站的單相斷流電流水平已經快要接近斷路器的開斷電流，其所留的裕度較小，不滿足電網的安全穩定運行要求。

為提高500 kV北郊變電站的主變供電可靠性和穩定性，增強北郊站的短路電流水平，尤其是適應在以后很長時期內的電網建設擴容需要，提高北郊變電站及至廣州電網運行方式的靈活性，需要在北郊變電站的主變中性點加裝小電抗，來限制其母線的短路電流。

2 ?小電抗容量分析

通過計算分析2011年和2015年北郊站的短路電流，2011年、2015年北郊變電站主變中性點加裝的小電抗，其容量與220 kV母線短路電流結果的關系見表2所示。

顯然，對于限制單相短路電流，2015年，小電抗在5～15范圍內，單位電抗下降率為0.085 kA/Ω，在15～25范圍內，單位電抗下降率僅為0.041 kA/Ω。當小電抗值為15歐時，單相短路電流降至約46.4 kA，雖然此時單相短路電流仍高于三相和兩相短路電流，但考慮到北郊站增加小電抗降低短路電流的效果已不明顯，進一步增加小電抗的意義不大。

因此，北郊站按加裝小電抗后保留一定的裕度考慮，小電抗阻抗值選取15 Ω較為適宜。

3 ?結論

1）通過分析在變壓器中性點直接接地的情況下和通過小電抗接地的情況下，北郊變電站220 kV母線及500 kV母線的短路電流水平，通過分析可以知道，裝設小電抗后，通過選取電抗的阻抗值，可以使主變相連母線的單相短路電流低于三相短路電流，并具有一定的裕度。

2）通過綜合分析對遠景電網的發展速度及適應性，加裝中性點小電抗設備能滿足未來幾年電網的安全可靠運行的需求。

參考文獻

[1]劉振亞.特高壓電網[M].中國經濟出版社.

[2]肖湘寧，徐永海，劉連光.供電系統電能質量[M].華北電力大學.endprint