维普资讯 http://www.cqvip.com 箜 鲞 型 ２００６年１２月 湖 北 电 力 Ｖｏ１Ｄｅｃ．２ｏｏ６ ．３０ Ａｄｄ ５００ ｋＶ自耦变压器中性点小电抗接地的研究 李俊 （湖北省电力勘测设计院，湖北武汉４３００２４） ［摘要］ 随着电力系统规模的扩大，５００ ｋＶ变电站短路电流也不断增大，造成开关设备选择困 难，本文探讨了中性点小电抗接地对降低单相短路电流的影响，以及如何合理的选用适当的中性点小电 抗。 ［关键词］ ５００ ｋＶ自耦变压器；中性点小电抗接地；电力系统 ［中图分类号］ＴＭ４１１ ．３ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００６—３９８６（２００６）增－００５６－０２ 近几年来，在一些大城市周边，形成了围绕这些 变绝缘破坏，过电压保护装置也会因此而损坏。 城市的规模巨大的５００ ｋＶ供配电网络，这容易形成 ５００ ｋＶ系统的自耦变压器一般采用死接地和 系统短路电流大，造成断路器等开关设备的选择困 经电抗器接地两种方式。５００ ｋＶ系统的自耦变压 难。 器，当中性点采用死接地方式时，其中性点的绝缘水 从理论上分析，由于自耦变压器中压侧电抗常 平是３５ ｋＶ，当采用经电抗器接地时，其中性点绝缘 为零或接近为零，所以大量使用自耦变压器的５００ 水平为６３ ｋＶ，变压器的制造成本有所增加。但中 ｋＶ变电站中压侧，即２２０ ｋＶ侧零序电抗很小，从而 性点经小电抗接地可以降低单相短路电流，从而降 造成单相短路电流很大。而且，当５００ ｋＶ变电站规 低变电站的短路电流水平，以便于选择开关设备。 模过大时，其低压侧电抗急剧降低，使得２２０ ｋＶ侧 在工程计算中我们发现，５００ ｋＶ自耦变压器中性点 零序等效电抗降低，也导致２２０ ｋＶ侧单相短路电流 采用小电抗接地对降低单相短路电流的效果是很明 过大。在实际的工程计算中发现：系统短路电流接 显的，以前大多是升压变压器中性点采用经小电抗 近或超过６３ ｋＡ的，往往是单相短路电流超过三相 接地的方式，随着电力系统规模的扩大和系统短路 短路电流，而且往往是２２０ ｋＶ侧短路电流超过５００ 电流的不断增大，采用中性点小电抗接地的方式来 ｋＶ侧短路电流。这与理论分析的结果是一致的。 限制变电站的短路电流是很有必要的。 １ 自耦变压器中性点接地方式的选用 ２ 中性点小电抗接地的理论分析 国内变压器中性点接地方式主要有３种：死接 图１为中性点经小电抗接地的自耦变压器电路 地、不死接地和经电抗器接地。 图及其零序等值电路。 １ １０—２２０ ｋＶ系统变压器一般采用死接地和不 图中１—３分别表示高、中、低压３个绕组， 。、 死接地两种方式。每个变电站中，一般采用部分中 、 ，为中性点直接接地时的高、中、低压侧的等值 性点接地的方式，采用部分中性点接地方式可采用 零序电抗， 。、 、 ，为中性点经小电抗接地后的 简单可靠的零序保护，断路器遮断容量不受单相接 高、中、低压等值零序电抗。ｋ＝Ｕ，／Ｕ 。 地电流的限制。但存在的问题是中性点过电压保护 中性点经电抗接地的自耦变压器的零序等值电 装置选择较困难，目前采取的避雷器加间隙保护的 路中，包括三角形在内的各侧等值电抗，均包含有与 方法并不能对其进行可靠的保护。在多台主变的系 中性点接地电抗有关的附加项，见式（１）。 统中，一般至少有一台主变中性点直接接地，其它主 ｒＸ ｌ＝（ ｌ一２＋ ｌ一３一 ２—３）／２＝Ｘｌ＋３Ｘ （１一ｋ） 变中性点不接地，当高压母线单相接地故障时，若中 性点接地的主变跳闸断开，而其它中性点不接地的 ｛ ２＝（ ｌ一２＋ ２—３一 ｌ一３）／２： ２＋３ （ｋ一１）ｋ 主变仍带故障运行时，将产生危险的过电压，使得主 ＬＸ ３＝（ ｌ３＋ ２—３一 ｌ一２）／２＝Ｘ３＋３Ｘ ｋ （１） ［收稿日期］２００６—１１—１２ 当变压器中性点接入的小电抗阻值为变压器 ［作者简介］ 李俊（１９７５一），男，湖北广水人，工程师。 高、中压 ％的１０％时，单相短路电流下降幅度大 ・５６・ 维普资讯 http://www.cqvip.com Ｖｏ１．３０ Ａｄｄ Ｄｅｃ．２Ｏｏ６ 湖 北 电 力 ２笙 鲞 型 ００６年ｌ２月 另一半对地绝缘，这样，在运行中当变压器投、切时， 可保持零序阻抗不变或少变。 当多台变压器并联运行时，要使零序电抗保持 不变，则中性点所接电抗值应满足式（２）。 １ （ ０＋３ Ⅳ）一 ０ ，６ （２） 式中 ｎ——并联变压器台数； ——变压器零序阻抗； ——电抗值。 。 Ｊ 即：Ｘ ＝ 因此，合理选择电抗值，在保证绝缘水平提高不 多的情况下使零序阻抗不变或变化较少，可以较好 （ｂ） 的兼顾继电保护的需要。 图１ 自耦变电器电路图及零序值电路图 多已超过１０％，当小电抗阻值达到高、中压 ％的 ３０％时，下降幅度可达２０％甚至更多。因此，在一 般情况下，小电抗阻值可在变压器高、中压 ％的 １／１０—１／３之间选择。 ３ 结论 中性点采用小电抗接地，可以降低系统短路电 流，便于选择开关设备，同时，通过合理的选择小电 抗的参数，也可以保持零序电抗不变，达到与中性点 从零序保护角度分析，在考虑变压器中性点接 部分接地一致的效果，适应了零序方向过流保护装 置的性能，简化过电压保护装置，提高了电网安全运 地的位置和数目时，一般应使零序电流的分布尽可 能保持不变或变化较小，保证零序保护有足够的灵 敏度和不使变压器承受危险过电压。部分接地运行 时，通常将一半的变压器中性点通过隔离开关接地， 行的可靠性。当５００ ｋＶ变电站的单相短路电流太 大时，可优先考虑５００ ｋＶ自耦变压器中性点采用小 电抗接地的方式。 （上接第４６页） 从上表可见，换线后，３种导线的荷载不超过原 注：未计列跨越房屋的赔偿费用厦三江航道跨越封航贾用。 ２，３．３导线选择结论 使用导线，故换线后不影响铁塔强度。 ２．３．２导线的经济比较 ＡＣＣＣ－６１１导线送７００ ＭＷ时，可以满足对地要 求，但不满足导地线配合要求，送６００ ＭＷ时，可以 满足对地及导地线配合要求，满足远期Ｎ．１及任何 正常运行方式下输送容量要求，且其投资较省，推荐 采用ＡＣＣＣ－６１１导线。 各种导线投资估算见表８。 表８ ３种碳纤维复合芯铝绞线导线投资估算比较 ３ 结论 ＡＣＣＣ碳纤维复合芯铝绞线用于２２０ ｋＶ葛白 线换线改造工程可满足系统输送容量要求，减少了 高压走廊的占用，缩短了施工周期，综合效益高。 碳纤维复合芯铝绞线（ＡＣＣＣ）是一种新型导 线，具有线膨胀系数小、弛度低、载流量大等特点，目 前在国内的福建、辽宁等地已有实际应用。利用该 新型导线，在不对原有线路进行升高改造的前提下， 可大幅提高线路输送容量。 ・５７・