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基于PSCAD的220kV
学术论坛
主变加装小电抗对限制短路电流的分析
杨亚奇1袁钦1邹俊颖2
(1.山东科技大学信息与电气工程学院山东青岛266590;
2.山东电力基建总公司山东济南250101)
摘要:22kV变电站是电力系统中的重要组成部分，当系统内部发生单相短路故障时,过大的短路电流会对变压器的安全造成极大的成融而在变压器中性点加装小电抗是限制故障电流的有效方法。本文首先列举了2台并联220kV变压器的4种中性点接地方式热后介绍不同中性点接地方式下小电抗值的选择方法,最后通过对某地区110kV系统的PSCAD仿真来验证加款小电抗对限制单相短路电流的作用，并给出限制短路电流的最优解决方案。
关键词：小电抗中性点单相超路超路电流
中图分类号:TM7
文献标识码:A
文章编号:1007-9416(2013)08-0229-03
Abstract:220kV transfomer is one of the most importance parts of power grid.The strong shortcircuit current causing great threat to the safety of transformer when it occurs a singlephase short.Installing a low reactance on the neutral point of transfomer is an efiective way.This paper lists four neutral grounding moods of 220kV transfomer and introduces how to choose the magnitude of low reactance in different neutral grounding moods. At last we use PSCAD to simulate the affect to shortcircuit curent and give the best way to limit it
Key Words:Low reactance Neutral grounding Single phase short Short current
220kV变电站是电力系统中的重要组成部分,其能否安全运行影响到整个电力系统的稳定，随着电力系统容量的不断扩大，发生单相短路故障时的短路电流也不断增加，甚至有可能会大于其三相短路电流，影响断路器的避断容量)，因此，限制单相接地短路时的故障电流就显得尤为重要，而变压器中性点经小电抗接地可以解决这一间题。文章以某地110kV电网为例，研究220kV变电站下带110kV变电站入口处母线发生单相接地短路时，在220kV主变中性点加装小电抗对
限制故障电流的作用，并给出加装小电抗的最优方案。 1主变不同运行方式下小电抗值的选择
1.1220kV变电站接地方式分析
目前我国220kV变电站中多为2台主变以YNynd11的接线方式并列运行，其中性点接地方式主要有以下四种：
方式1：1台主变220、110kV侧中性点都接地，另一台主变220 110kV侧都不接地，方式2:1台主变220,110kV侧中性点都接地，另台主变220kV侧不接地，110kV侧接地，方式3：1台主变220、110kV 侧中性点都接地，另一台主变220kV侧接地，110kV侧不接地，方式 4：两台主变的220、110kV侧中性点都接地。其中方式1为大多数两台主变并列运行变电站的现行运行方式。
1.2方式1下小电杭值的选择
在110kV系统中，当两台220kV主变并列运行于方式1时，在
接地主变11kV侧中性点加装小电抗后，由于系统的正序，负序网络不包括变压器的中性点接地阻抗，故正、负序等值电抗不变，零序等值电抗图如图1。由图1可见，系统的等值零序电抗变大，故发生单相接地短路时故障电流减小，流经主变绕组和故障点的电流均减小。
在零序网络中，变压器中性点接地电抗上流过3倍零序电流，故按3倍电抗值3.X，计算"。中性点加装电抗的值是有限制的，根据行标DL/T620-1997中的相关规定，110kV系统的零序与正序等值电抗之比X。/X，不能大于3,著超过3，在极情况下发生不对称故障就有可能危及系统的绝缘配合"。故按照这一限制条件，我们可以在等于3这种有效接地的临界状态下计算加装小电抗的最大值，计算方法如下式1.1。
X,+3X, =3 X
(1.1)
式中X。为方式1下系统等值零序电抗，X为系统正序电抗， X，为加装小电抗值，
考虑，我们按照220kV主变110kV侧母线单相接地短路电流不大于三相短路电流的原则来选取接地电抗，即1”sI，。计算时我们可以按照-I"来计算此时的小电抗值，其中单相和三相短路电流计算方法分别如下式1.2和1.3。
1
3
2X, + X, + 3X
x
1.3其余三种方式下小电抗值的选择
(1.2)(1.3)
当两台主变接于方式3时，由于一台主变110kV侧中性点不接地，故零序网络图与方式1相同，对小电抗的选择来说实际与方式1 相同，在此不再加以叙述，当并列运行的两台主变接于方式2与方式 4时，两台主变的110kV侧均需接人小电抗，且各主变接入电抗值相等，计算方法与方式1相同，不再费述。
2某地区110kV系统加装小电抗前后仿真
本文以某110kV电网为例，分析在两台并列运行的220kV主变中性点加装小电抗后，110kV变电站110kV母线人口处发生单相接地短路时，流过主变11kV侧故障电流的变化情况。电网一次系统图如图2，PSCAD建模如图3，为节省篇幅，此处仅画出方式1下系统图。
将如上110kV系统中的数据带人本文第一节中的计算方法中计算可得，方式1下小电抗最大值为3.768Q，按I"-I”计算得小电抗值为0.628Q，方式4下小电抗最大值为8.54Q，按1"-，计算得小电抗值为2.826Q。图2所示为两台并列运行220kV主变和四台 110kV主变。在方式1下，1#主变110kV侧加装小电抗，B站110kV母线人口处发生单相短路故障的示意图。下面我们将对方式1和4两种
作者简介：杨亚奇(1989一),男，山东济南人，山东科技大学信息与电气工程学院研究生,研究方向：主要从事电力系统