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  • 智能電網(wǎng)基礎(chǔ)(八)電網(wǎng)短路電流

    2018-05-25 11:50:04 大云網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評(píng)論 (0)
    堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)并不是說(shuō)智能電網(wǎng)就一直可以正常運(yùn)行,不會(huì)發(fā)生問(wèn)題。智能電網(wǎng)之所以智能其中一個(gè)原因就是可以自動(dòng)判斷并隔離故障。

      假定條件:

      1)主變變比525kV/242kV/35kV;

      2)根據(jù)目前設(shè)備的制造能力,新建變電站遠(yuǎn)景短路電流水平,500kV母線按照63kA控制,220kV母線按照50kA控制;

      3)變電站單臺(tái)變壓器的最大容量,并列運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù),應(yīng)使220kV母線短路容量不超過(guò)允許值;

      4)由于主變并列運(yùn)行時(shí)500kV母線和220kV母線的短路電流只受主變高中壓短路電壓百分比的影響,僅就主變高中壓側(cè)短路電壓百分比進(jìn)行分析。

      5)由于電網(wǎng)中電阻遠(yuǎn)小于電抗,忽略電網(wǎng)和主變中電阻的影響。

      6)由于220kV母線兩相接地短路電流水平一般相對(duì)較低,而單相接地短路電流水平可以通過(guò)在主變中性點(diǎn)加裝小電抗使其降低到與三相短路電流相近,因此下面僅對(duì)變電站母線三相短路進(jìn)行分析。

      7)所取500kV主變高中側(cè)短路電壓百分比均在國(guó)內(nèi)目前適用的范圍內(nèi),均不超過(guò)20%。變壓器的短路電壓百分比超過(guò)20%會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)弊端,首先是無(wú)功電壓平衡和電壓穩(wěn)定問(wèn)題,其次是暫態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題。

      220kV母線短路電流計(jì)算模型

      500kV變電站的220kV母線短路電流主要由兩部分組成:500kV系統(tǒng)通過(guò)變壓器向220kV母線注入的短路電流(簡(jiǎn)稱500kV短路電流分量)和220kV電網(wǎng)注入變電站220kV母線的最大短路電流分量(簡(jiǎn)稱“220kV短路電流分量”)。

      在分區(qū)電網(wǎng)中,在圖61所示的元件參數(shù)下,500kV系統(tǒng)通過(guò)變壓器向220kV母線B242注入的短路電流為:

      由上式可見(jiàn),500kV系統(tǒng)通過(guò)變壓器注入220kV系統(tǒng)的短路電流和500kV系統(tǒng)的短路容量、變壓器的容量和短路電壓百分比有關(guān)。

      220kV短路電流分量主要與220kV地方電廠的容量、接入方式、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等有關(guān)。

      500kV系統(tǒng)提供的短路電流分析

      假設(shè)變電站中的變壓器均為同類型,下表給出了不同容量配置的變壓器在500kV系統(tǒng)注入短路電流不同時(shí),注入220kV母線的短路電流值(其中容量為750MVA、1000MVA、1500MVA的變壓器短路電壓百分比分別取為12%、16%、19%)

      由此可見(jiàn),變壓器容量越大,每100MVA變電容量向220kV母線提供短路電流越小。

           220kV獨(dú)立分區(qū)電源配置及供電能力

      以500kV短路電流分量為限制,計(jì)算220kV短路電流分量的最大值,從而推導(dǎo)220kV獨(dú)立分區(qū)的電源配置。220kV獨(dú)立分區(qū)的供電能力等于500kV變電站的供電能力與220kV地方電廠供電能力之和。

      1)地方電廠提供給220kV母線的短路電流

      在220kV獨(dú)立分區(qū)中,根據(jù)圖1所示的電廠和升壓變參數(shù)下,地方電廠提供給分區(qū)母線B242的短路電流如下式:

      不同容量機(jī)組接入500kV變電站對(duì)其220kV母線的短路電流貢獻(xiàn)。(當(dāng)機(jī)組容量為600MW時(shí),Xd”取0.2,其他容量的機(jī)組Xd”取0.16,升壓變短路電壓百分比全部選擇為17%,即Xd”+Uk=0.33~0.37,取0.8~0.85,電廠連接500kV變電站220kV母線的等值220kV線路長(zhǎng)為50km,導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-2*630。)

      (1)電廠對(duì)500kV變220kV母線的短路電流貢獻(xiàn)約為(0.6~0.7)kA/100MW左右。

      (2)一臺(tái)300MVA機(jī)組接入系統(tǒng),可提供2.1kA左右的短路電流分量;一臺(tái)400MVA機(jī)組接入系統(tǒng),可提供2.5kA左右的短路電流分量;一臺(tái)600MW機(jī)組接入220kV系統(tǒng),可提供3.8kA左右的短路電流分量。

      (3)機(jī)組容量在300MW及以上,總量為1200MW規(guī)模的電廠接入220kV電網(wǎng),可能給220kV系統(tǒng)提供的短路電流水平為6.9~7.4kA左右,總量為1800MW規(guī)模的電廠接入220kV電網(wǎng),可能提供的短路電流水平約為12.4kA。

      (4)地方電廠接入500kV變電站的等值距離越遠(yuǎn),提供短路電流越小,反之越大。

      2)地方電廠提供給500kV母線的短路電流

      在220kV完全分區(qū)中,地方電廠提供給500kV母線的短路電流如下:

      不同容量機(jī)組按50km線路接入500kV變電站時(shí)對(duì)其500kV母線短路電流貢獻(xiàn)估算。

      1)經(jīng)過(guò)計(jì)算,220kV電廠接入系統(tǒng)后注入500kV側(cè)的短路電流遠(yuǎn)小于其注入220kV母線的短路電流,約為(0.18~0.27)kA/100MW左右;

      2)機(jī)組容量總量為1200MW及以上規(guī)模的電廠接入220kV系統(tǒng),提供給500kV母線的短路電流水平為2~3kA之間。相對(duì)于500kV電網(wǎng)注入500kV側(cè)的短路電流而言,接入220kV的電廠機(jī)組對(duì)500kV側(cè)的短路容量影響甚微。

      3)同樣,地方電廠接入500kV變電站的等值距離越遠(yuǎn),其提供的短路電流越小,反之越大;而若電廠的規(guī)模越大,其提供的短路電流越大,反之越小。

      2)供電能力分析

      220kV獨(dú)立分區(qū)供電能力的大小取決于分區(qū)內(nèi)500kV變電站主變的運(yùn)行情況(并列運(yùn)行或分列運(yùn)行)、500kV變電站500kV母線的短路電流水平、分區(qū)內(nèi)的電廠容量和分區(qū)電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接線。

      采用750MVA主變時(shí):

      一般來(lái)說(shuō),變電站的變壓器考慮1.3倍的過(guò)載能力,變電站只考慮配置同類型的變壓器,且系統(tǒng)具備在變壓器允許過(guò)載時(shí)間內(nèi)使方式調(diào)整至變壓器不過(guò)載。

      當(dāng)分區(qū)電網(wǎng)的500kV變壓器選擇單臺(tái)容量為750MVA,短路電壓百分比為12%,主變臺(tái)數(shù)為2~4臺(tái)時(shí),此分區(qū)供電能力約為4400~4700MW左右,且分區(qū)負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力隨著變壓器臺(tái)數(shù)的增加呈正比增加。

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    責(zé)任編輯:電朵云

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