240MVA主变低压侧限流方案分析.docVIP

240MVA主变低压侧限流方案分析 　　摘 要：对于采用变电容量为240MVA、低压侧为10kV主变的变电站，往往存在低压侧短路电流过大的情况。通过分析，限制低压侧短路电流的方案主要有3种。本文从电气接线结构、短路电流、造价等方面进行分析，确定相对合理的方案。 　　关键词：240MVA；短路电流；限流电抗器；高阻抗变压器 　　中图分类号：TM407 文献标识码：A 　　0.前言 　　对于采用变电容量为240MVA、低压侧为10kV主变的变电站，往往存在低压侧短路电流过大的情况。针对这种情况，目前通常采用低压侧串联限流电抗器或使用高阻抗变压器等手段来限制低压侧的短路电流。 　　据统计，江苏地区在2014年初至2015年上半年完成初步设计评审的新建220kV输变电工程共48项，其中使用240MVA主变、低压侧为10kV出线的工程共12项。 　　分析电气主接线图，发现这些工程主要采用以下3种方案来限制低压侧短路电流： 　　方案一：低压侧采用总回路限流电抗器，7项； 　　方案二：低压侧采用双分支限流电抗器（低压侧为双分支回路），1项； 　　方案三：采用高阻抗变压器，4项。 　　对于以上3个方案，哪一个方案在技术、经济上更合理呢？本文将从电气接线结构、短路电流、造价等方面进行分析。 　　1.电气接线结构比较 　　1.1 方案一的接线结构 　　方案一在10kV主变进线总回路中串联一组总回路限流电抗器，电抗器前设有隔离开关，低压侧为双分支回路时接线示意图如图1所示。 　　此方案中，当限流电抗器发生故障时，主变三侧断路器跳开，打开电抗器前的隔离开关后，可以在检修限流电抗器的同时，保持主变高、中压侧运行。 　　1.2 方案二的接线结构 　　方案二在10kV主变进线的各分支回路中各串联一组分支限流电抗器，电抗器前设有隔离开关，低压侧为双分支回路时接线示意图如图2所示。 　　此方案中，当其中一组限流电抗器发生故障时，主变三侧断路器跳开，打开该组电抗器前的隔离开关后，可以在检修限流电抗器的同时，保持主变高、中压侧和另一段低压母线运行。 　　1.3 方案三的接线结构 　　相对于方案一和二，方案三采用高阻抗变压器，接线较简单，如图3所示。 　　此方案中，低压侧为双分支回路分别通过母线从主变低压侧直接接入。10kV一段母线检修时，直接拉开该段母线的主变开关，另一段母线仍可继续运行。 　　1.4 接线结构比较 　　以上3个方案中，方案三较方案一少一组隔离开关、一组限流电抗器、一组电流互感器，较方案二少两组隔离开关、两组限流电抗器、两组电流互感器，接线型式较简单。同时，由于少了限流电抗器等设备，在总平面布置上，方案三的布置形式可以更紧凑，通过合理规划可以适当节省变电站的站地面积。 　　2.短路电流计算 　　以14年某新建220kV变电站为例，进行远景短路电流的计算。该新建变电站电压等级为220kV/110kV/10kV，本期规模为1台240MVA主变，远景3台240MVA主变，主变低压侧容量为80MVA。10kV配电装置本期出线12回，采用单母线双分段接线；远景出线36回，采用单母线六分段环形接线。 　　根据该新建站所在地区系统资料，远景3台主变10kV侧出线总负荷的高峰为S=117+j117，分配到每台主变10kV侧的负荷约为56MVA；本期主变满载高峰时10kV侧出线负荷为S=47+j15.4，若配置的8组6兆乏电容器全部投入使用，侧主变10kV侧的总负荷约为57MVA。所以，主变10kV侧容量按57MVA考虑，回路持续电缆约为3291A。 　　2.1 方案一的短路电流 　　此方案中，10kV限流电抗器和低压隔离开关的额定电流按4000A考虑，限流电抗器的电抗率按10%考虑，经计算，电抗器的电压损失不大于母线额定电压的5%。选择变压器阻抗电压为Uk1-2%= 11、Uk1-3%=44、Uk2-3%=31，为限制低压侧短路电流，10kV母线按分列运行考虑。计算得到的远景短路电流结果见表1。 　　2.2 方案二的短路电流 　　此方案中，10kV限流电抗器和低压隔离开关的额定电流按3000A考虑，限流电抗器的电抗率按10%考虑，经计算，电抗器的电压损失不大于母线额定电压的5%。变压器阻抗电压值按通用设备默认值选择，为Uk1-2%=11、Uk1-3%=34、Uk2-3%=22。同样，为限制低压侧短路电流，10kV母线按分列运行考虑。计算得到的远景短路电流结果见表2。 　　2.3 方案三的短路电流 　　高阻抗变压器不论采用高压绕组内置还是内置电抗器，为限制低压侧短路电流，主要通过增加高低短路阻抗 Uk1-3%和中低短路阻抗Uk2-3%来实现。此方案中，高阻抗变压器阻抗电压选取为Uk1-2%=11