500 kV北郊站加装主变中性点小电抗可行性研究

刘宾

摘  要  通过分析广州电网在分片区运行的情况下，500 kV变电站在不同的运行方式下的短路电流水平，结合北郊变电站的实际情况，分析了主变中性点加装小电抗后对电网运行稳定的改进情况，从而论证了加装中性点小电抗的必要性及可行性。

关键词  短路电流;运行方式;主变中性点;小电抗

中图分类号：TM63      文献标识码：A      文章编号：1671-7597（2014）22-0039-01

在我国的电力系统中，一般说来中性点接地方式有：直接接地、不接地、经消弧线圈接地、经电阻或电抗接地这几种情况。一般330 kV及以上的超高压电力网中，采用中性点直接接地的方式。但是在电力系统的实际运行中，由于区域大电网的运行情况复杂，短路电流水平增大的情况下，一般根据现场的实际情况进行调整。

500 kV北郊变电站是广州地区北部电网的枢纽变电站，是西电东送天广直流的配套工程，肩负着为广州城区的重要供电任务。随着广州地区经济的迅速发展，对电网的供电安全、质量、可靠性等，都提出了新的要求。这也要求电网的架构向着精细化、复杂化发展。随着广州地区的负荷不断增加，电网建设也进入了一个飞速发展的时期。电网结构增强，但是广州电网的短路电流水平却是逐步增大，经过统计，大部分500 kV变电站的母线短路电流已经严重超标，甚至超过了断路器的额定开断电流，使电网的运行存在很大的隐患，严重威胁了电网的安全稳定运行。因此，如何限制短路电流的大小，优化电网的运行方式，使电网在安全的环境下运行，成为目前广州电网需要面对及解决的重要问题。

1  广州地区各站短路电流分析

经过分析，在2011年夏大的运行方式下，广州电网的花都片区、北郊片区均独立运行，北郊变电站三台主变合母运行，而广南站、增城站均分母运行。为提高广南站、增城站之间220 kV电网的转供能力，降低广南、增城主变N-1情况下的负载率，提高供电可靠性。考虑形成广南1母、增城1母及广南2母、狮洋两个供电区。

在“十二五”期间，广东电网计划新增500 kV穗西站、穗东站、木棉站三个变电站。在2015年夏大运行方式下，广州地区考虑花都、增城、木棉独立成区，北郊合母运行。为缓解北郊站主变供电压力，降低北郊站主变N-1情况下的负载率，考虑北郊与穗东站合成供电区。

2011年及2015年，该分区运行方式下广州主要500 kV变电站500 kV及220 kV母线短路电流如表1所示。

通过以上数据分析可知，北郊站正常方式下三台主变合母运行，其中220 kV母线三相短路电流29.4 kA，单相短路电流达到43.8 kA，高于三相短路电流14.4 kA。考虑北郊站合母运行方式下，2015年北郊站220 kV母线三相短路33.6 kA，单相短路电流达到48.9 A，远大于三相短路电流。

为了保证电网能够在发生故障的时候，自动保护装置可以可靠正确的动作，需采取措施，降低单相短路电流的大小。经过分析知道北郊站的单相短路电流远高于其三相短路电流，在2011年、2015年分别高出了14.4 kA、15.3 kA，而且在2015年，北郊站的单相断流电流水平已经快要接近断路器的开断电流，其所留的裕度较小，不满足电网的安全稳定运行要求。

为提高500 kV北郊变电站的主变供电可靠性和稳定性，增强北郊站的短路电流水平，尤其是适应在以后很长时期内的电网建设扩容需要，提高北郊变电站及至广州电网运行方式的灵活性，需要在北郊变电站的主变中性点加装小电抗，来限制其母线的短路电流。

2  小电抗容量分析

通过计算分析2011年和2015年北郊站的短路电流，2011年、2015年北郊变电站主变中性点加装的小电抗，其容量与220 kV母线短路电流结果的关系见表2所示。

显然，对于限制单相短路电流，2015年，小电抗在5～15范围内，单位电抗下降率为0.085 kA/Ω，在15～25范围内，单位电抗下降率仅为0.041 kA/Ω。当小电抗值为15欧时，单相短路电流降至约46.4 kA，虽然此时单相短路电流仍高于三相和两相短路电流，但考虑到北郊站增加小电抗降低短路电流的效果已不明显，进一步增加小电抗的意义不大。

因此，北郊站按加装小电抗后保留一定的裕度考虑，小电抗阻抗值选取15 Ω较为适宜。

3  结论

1）通过分析在变压器中性点直接接地的情况下和通过小电抗接地的情况下，北郊变电站220 kV母线及500 kV母线的短路电流水平，通过分析可以知道，装设小电抗后，通过选取电抗的阻抗值，可以使主变相连母线的单相短路电流低于三相短路电流，并具有一定的裕度。

2）通过综合分析对远景电网的发展速度及适应性，加装中性点小电抗设备能满足未来几年电网的安全可靠运行的需求。

参考文献

[1]刘振亚.特高压电网[M].中国经济出版社.

[2]肖湘宁，徐永海，刘连光.供电系统电能质量[M].华北电力大学.endprint

摘  要  通过分析广州电网在分片区运行的情况下，500 kV变电站在不同的运行方式下的短路电流水平，结合北郊变电站的实际情况，分析了主变中性点加装小电抗后对电网运行稳定的改进情况，从而论证了加装中性点小电抗的必要性及可行性。

关键词  短路电流;运行方式;主变中性点;小电抗

中图分类号：TM63      文献标识码：A      文章编号：1671-7597（2014）22-0039-01

在我国的电力系统中，一般说来中性点接地方式有：直接接地、不接地、经消弧线圈接地、经电阻或电抗接地这几种情况。一般330 kV及以上的超高压电力网中，采用中性点直接接地的方式。但是在电力系统的实际运行中，由于区域大电网的运行情况复杂，短路电流水平增大的情况下，一般根据现场的实际情况进行调整。

500 kV北郊变电站是广州地区北部电网的枢纽变电站，是西电东送天广直流的配套工程，肩负着为广州城区的重要供电任务。随着广州地区经济的迅速发展，对电网的供电安全、质量、可靠性等，都提出了新的要求。这也要求电网的架构向着精细化、复杂化发展。随着广州地区的负荷不断增加，电网建设也进入了一个飞速发展的时期。电网结构增强，但是广州电网的短路电流水平却是逐步增大，经过统计，大部分500 kV变电站的母线短路电流已经严重超标，甚至超过了断路器的额定开断电流，使电网的运行存在很大的隐患，严重威胁了电网的安全稳定运行。因此，如何限制短路电流的大小，优化电网的运行方式，使电网在安全的环境下运行，成为目前广州电网需要面对及解决的重要问题。

1  广州地区各站短路电流分析

经过分析，在2011年夏大的运行方式下，广州电网的花都片区、北郊片区均独立运行，北郊变电站三台主变合母运行，而广南站、增城站均分母运行。为提高广南站、增城站之间220 kV电网的转供能力，降低广南、增城主变N-1情况下的负载率，提高供电可靠性。考虑形成广南1母、增城1母及广南2母、狮洋两个供电区。

在“十二五”期间，广东电网计划新增500 kV穗西站、穗东站、木棉站三个变电站。在2015年夏大运行方式下，广州地区考虑花都、增城、木棉独立成区，北郊合母运行。为缓解北郊站主变供电压力，降低北郊站主变N-1情况下的负载率，考虑北郊与穗东站合成供电区。

2011年及2015年，该分区运行方式下广州主要500 kV变电站500 kV及220 kV母线短路电流如表1所示。

通过以上数据分析可知，北郊站正常方式下三台主变合母运行，其中220 kV母线三相短路电流29.4 kA，单相短路电流达到43.8 kA，高于三相短路电流14.4 kA。考虑北郊站合母运行方式下，2015年北郊站220 kV母线三相短路33.6 kA，单相短路电流达到48.9 A，远大于三相短路电流。

为了保证电网能够在发生故障的时候，自动保护装置可以可靠正确的动作，需采取措施，降低单相短路电流的大小。经过分析知道北郊站的单相短路电流远高于其三相短路电流，在2011年、2015年分别高出了14.4 kA、15.3 kA，而且在2015年，北郊站的单相断流电流水平已经快要接近断路器的开断电流，其所留的裕度较小，不满足电网的安全稳定运行要求。

为提高500 kV北郊变电站的主变供电可靠性和稳定性，增强北郊站的短路电流水平，尤其是适应在以后很长时期内的电网建设扩容需要，提高北郊变电站及至广州电网运行方式的灵活性，需要在北郊变电站的主变中性点加装小电抗，来限制其母线的短路电流。

2  小电抗容量分析

通过计算分析2011年和2015年北郊站的短路电流，2011年、2015年北郊变电站主变中性点加装的小电抗，其容量与220 kV母线短路电流结果的关系见表2所示。

显然，对于限制单相短路电流，2015年，小电抗在5～15范围内，单位电抗下降率为0.085 kA/Ω，在15～25范围内，单位电抗下降率仅为0.041 kA/Ω。当小电抗值为15欧时，单相短路电流降至约46.4 kA，虽然此时单相短路电流仍高于三相和两相短路电流，但考虑到北郊站增加小电抗降低短路电流的效果已不明显，进一步增加小电抗的意义不大。

因此，北郊站按加装小电抗后保留一定的裕度考虑，小电抗阻抗值选取15 Ω较为适宜。

3  结论

1）通过分析在变压器中性点直接接地的情况下和通过小电抗接地的情况下，北郊变电站220 kV母线及500 kV母线的短路电流水平，通过分析可以知道，装设小电抗后，通过选取电抗的阻抗值，可以使主变相连母线的单相短路电流低于三相短路电流，并具有一定的裕度。

2）通过综合分析对远景电网的发展速度及适应性，加装中性点小电抗设备能满足未来几年电网的安全可靠运行的需求。

参考文献

[1]刘振亚.特高压电网[M].中国经济出版社.

[2]肖湘宁，徐永海，刘连光.供电系统电能质量[M].华北电力大学.endprint

摘  要  通过分析广州电网在分片区运行的情况下，500 kV变电站在不同的运行方式下的短路电流水平，结合北郊变电站的实际情况，分析了主变中性点加装小电抗后对电网运行稳定的改进情况，从而论证了加装中性点小电抗的必要性及可行性。

关键词  短路电流;运行方式;主变中性点;小电抗

中图分类号：TM63      文献标识码：A      文章编号：1671-7597（2014）22-0039-01

在我国的电力系统中，一般说来中性点接地方式有：直接接地、不接地、经消弧线圈接地、经电阻或电抗接地这几种情况。一般330 kV及以上的超高压电力网中，采用中性点直接接地的方式。但是在电力系统的实际运行中，由于区域大电网的运行情况复杂，短路电流水平增大的情况下，一般根据现场的实际情况进行调整。

500 kV北郊变电站是广州地区北部电网的枢纽变电站，是西电东送天广直流的配套工程，肩负着为广州城区的重要供电任务。随着广州地区经济的迅速发展，对电网的供电安全、质量、可靠性等，都提出了新的要求。这也要求电网的架构向着精细化、复杂化发展。随着广州地区的负荷不断增加，电网建设也进入了一个飞速发展的时期。电网结构增强，但是广州电网的短路电流水平却是逐步增大，经过统计，大部分500 kV变电站的母线短路电流已经严重超标，甚至超过了断路器的额定开断电流，使电网的运行存在很大的隐患，严重威胁了电网的安全稳定运行。因此，如何限制短路电流的大小，优化电网的运行方式，使电网在安全的环境下运行，成为目前广州电网需要面对及解决的重要问题。

1  广州地区各站短路电流分析

经过分析，在2011年夏大的运行方式下，广州电网的花都片区、北郊片区均独立运行，北郊变电站三台主变合母运行，而广南站、增城站均分母运行。为提高广南站、增城站之间220 kV电网的转供能力，降低广南、增城主变N-1情况下的负载率，提高供电可靠性。考虑形成广南1母、增城1母及广南2母、狮洋两个供电区。

在“十二五”期间，广东电网计划新增500 kV穗西站、穗东站、木棉站三个变电站。在2015年夏大运行方式下，广州地区考虑花都、增城、木棉独立成区，北郊合母运行。为缓解北郊站主变供电压力，降低北郊站主变N-1情况下的负载率，考虑北郊与穗东站合成供电区。

2011年及2015年，该分区运行方式下广州主要500 kV变电站500 kV及220 kV母线短路电流如表1所示。

通过以上数据分析可知，北郊站正常方式下三台主变合母运行，其中220 kV母线三相短路电流29.4 kA，单相短路电流达到43.8 kA，高于三相短路电流14.4 kA。考虑北郊站合母运行方式下，2015年北郊站220 kV母线三相短路33.6 kA，单相短路电流达到48.9 A，远大于三相短路电流。

为了保证电网能够在发生故障的时候，自动保护装置可以可靠正确的动作，需采取措施，降低单相短路电流的大小。经过分析知道北郊站的单相短路电流远高于其三相短路电流，在2011年、2015年分别高出了14.4 kA、15.3 kA，而且在2015年，北郊站的单相断流电流水平已经快要接近断路器的开断电流，其所留的裕度较小，不满足电网的安全稳定运行要求。

为提高500 kV北郊变电站的主变供电可靠性和稳定性，增强北郊站的短路电流水平，尤其是适应在以后很长时期内的电网建设扩容需要，提高北郊变电站及至广州电网运行方式的灵活性，需要在北郊变电站的主变中性点加装小电抗，来限制其母线的短路电流。

2  小电抗容量分析

通过计算分析2011年和2015年北郊站的短路电流，2011年、2015年北郊变电站主变中性点加装的小电抗，其容量与220 kV母线短路电流结果的关系见表2所示。

显然，对于限制单相短路电流，2015年，小电抗在5～15范围内，单位电抗下降率为0.085 kA/Ω，在15～25范围内，单位电抗下降率仅为0.041 kA/Ω。当小电抗值为15欧时，单相短路电流降至约46.4 kA，虽然此时单相短路电流仍高于三相和两相短路电流，但考虑到北郊站增加小电抗降低短路电流的效果已不明显，进一步增加小电抗的意义不大。

因此，北郊站按加装小电抗后保留一定的裕度考虑，小电抗阻抗值选取15 Ω较为适宜。

3  结论

1）通过分析在变压器中性点直接接地的情况下和通过小电抗接地的情况下，北郊变电站220 kV母线及500 kV母线的短路电流水平，通过分析可以知道，装设小电抗后，通过选取电抗的阻抗值，可以使主变相连母线的单相短路电流低于三相短路电流，并具有一定的裕度。

2）通过综合分析对远景电网的发展速度及适应性，加装中性点小电抗设备能满足未来几年电网的安全可靠运行的需求。

参考文献

[1]刘振亚.特高压电网[M].中国经济出版社.

[2]肖湘宁，徐永海，刘连光.供电系统电能质量[M].华北电力大学.endprint