一種換流變壓器中性點加裝小電抗抑制單相短路的方法技術

本發明專利技術公開了一種換流變壓器中性點加裝小電抗抑制單相短路的方法，包括換流變壓器，換流變壓器的繞組采用Y

【技術實現步驟摘要】
一種換流變壓器中性點加裝小電抗抑制單相短路的方法
本專利技術涉及輸變電
，具體涉及一種換流變壓器中性點加裝小電抗抑制單相短路的方法。
技術介紹
隨著互聯電網的規模不斷擴大，電網的聯系越來越緊密，短路電流不斷攀升，國內許多電網都出現了短路電流超過開關遮斷容量的局面。一方面，短路電流過大會使斷路器因開端能力不足無法有效切除故障，導致故障擴大，危及整個系統安全運行；另一方面，發生接地故障時由于注入大地電流過大而使接地點附近的變電站安全甚至人身安全受到嚴重威脅。特別是對于出現概率較高的單相短路故障，單相短路故障約占全部短路故障的65％～70％，須更加重視，采取有效措施加以限制。我國特高壓電網的逐步推進，特高壓直流工程越來越多，換流變壓器是直流工程中最重要的一次設備之一，其結構與變電站常規500kV自耦變壓器有較大差別。實際工程中換流變壓器繞組通常有兩種接法，分別為YNy接法和YNd接法，正常運行時，兩種接法變壓器正序阻抗均為無窮大，YNy接法換流變壓器零序阻抗無窮大，YNd接法換流變壓器有零序通路，加之換流變壓器容量較大，因此整體零序阻抗較小，導致特高壓直流換流站500kV單相短路電流顯著大于三相短路電流，且超過開關開斷能力風險極大。對于換流變壓器零序阻抗小引起換流站500kV單相短路電流過大的問題，現有方法通常是拉停近區500kV交流線路、線路出串運行、交流線路加裝串聯電抗器等，上述措施是通過增大系統正序阻抗的方式，同時降低三相和單相短路電流，但其會削弱系統電氣聯系，降低電網運行的安全性和可靠性。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是換流變壓器零序阻抗小引起特高壓直流換流站500KV單相短路電流顯著大于三相短路電流，并超過開關開斷能力，本專利技術的目的在于：提供一種換流變壓器中性點加裝小電抗抑制單相短路的方法，采用在YNd接法換流變壓器中性點連接小電抗，增加換流變壓器500KV側母線單相短路時的零序等值阻抗，降低特高壓直流換流站500KV單相短路電流，解決了YNd接法換流變壓器零序等值阻抗小導致的單相短路電流過大的技術問題。本專利技術通過下述技術方案實現：一種換流變壓器中性點加裝小電抗抑制單相短路的方法，包括換流變壓器，換流變壓器的繞組采用YNd接法，在YNd接法的換流變壓器中性點連接小電抗后接地，小電抗的阻抗小于等于換流變壓器的漏抗的1/3。換流變壓器是目前直流工程中最重要的一次設備之一，其結構與變電站常規500KV自耦變壓器有較大區別。換流變壓器繞組通常有YNy接法和YNd接法，正常運行時，YNy接法和YNd接法的換流變壓器的正序阻抗均無窮大，YNy接法換流變壓器零序阻抗亦無窮大，YNd接法換流變壓器存在零序通路，且換流變壓器容量較大，因此換流變壓器的零序阻抗較小，導致特高壓直流換電站中500KV單相短路電流大于三相短路電流，超過開關的開端能力，風險較大。針對直流換流站中單相短路電流過大的情況，目前現有方法是在交流線路假裝串聯電抗器、線路出串運行、拉停500KV交流線路等方式，該方法可增大換流站正序阻抗，并同時降低三相和單相短路電流，但這種方式會削弱整個系統電氣聯系，降低電網運行的安全性和可可靠性。基于此，專利技術人采用在YNd接法換流變壓器的中性點連接小電抗，小電抗的阻抗小于等于換流變壓器漏抗的1/3，增大直流換流站500KV母線單相短路時的零序等值阻抗，從而抑制直流換流站500KV單相短路電流。其中小電抗為數值較小的電抗器，為本領域的公知的技術術語。根據單相短路電流的計算公式：其中，為等值電勢，X1∑,X2∑,X0∑分別為短路點外部等值正、負、零序阻抗。根據計算公式可知，欲減小單相短路電流，可通過增加等值正序、負序或零序阻抗的方式實現。其中，特高壓換流站500kV側單相短路電流過大，主要原因在于YNd接法換流變壓器零序等值阻抗小，故專利技術人從增大換流變壓器零序阻抗的角度出發，在YNd換流變壓器中性點加裝小電抗的方式來增大零序阻抗，從而抑制換流站單相短路電流。本技術方案主要針對于特高壓直流工程中YNd接法的換流變壓器，該換流變壓器采用兩繞組結構，并且由于其二次側要承受較高的直流電壓和直流電壓的極性反轉，其結構與現有的兩繞組變壓器或三繞組自耦變壓器在結構和原理上有較大區別，故本技術方案采用在YNd接法的換流變壓器加裝小電抗的方式，并對小電抗的阻抗進行限定，該技術方案解決特高壓直流換流站500kV單相短路電流顯著大于三相短路電流，導致超過開關開斷能力的風險，與常規方式在自耦變壓器上連接小電抗是沒有技術關聯的，即針對的結構不同，相應的連接方式亦會改變。同時，本專利技術技術方案采用在YNd接法的換流變壓器上連接小電抗，其主要作用是抑制換流站500kV單相短路電流，而常規500kV的自耦變壓器在中性點加裝小電抗其主要作用是抑制220kV單相短路電流，對500kV單相短路電流沒有任何的抑制作用。進一步地，所述換流變壓器的一側連接交流電網，換流變壓器的另一側與換流變壓器的高壓或低壓閥組連接，高壓或低壓直流閥組與直流線路連接。進一步地，所述電抗器的阻抗為換流變壓器的漏抗的1/3。進一步地，所述交流電網為500kV交流電網。進一步地，所述直流線路為±800kV直流線路。本專利技術與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：本專利技術一種換流變壓器中性點加裝小電抗抑制單相短路的方法，采用在YNd換流變壓器中性點連接電抗器的方式來增大零序阻抗，從而抑制單相短路電流，對500kV三相短路電流沒有影響，系統安全，可靠性強。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本專利技術實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本專利技術實施例的限定。在附圖中：圖1為高壓直流系統單極換流變壓器、高/低壓換流閥、500KV交流電網、直流線路連接示意圖，其中Q1，Q2，Q3，Q93均為直流線路開關；圖2為未連接電抗器的YNd換流變壓器接線圖；圖3為未連接電抗器的YNd換流變壓器等值電路圖，其中U0為零序電壓，xI+xII等于變壓器零序等值電抗；圖4為連接電抗器后YNd換流變壓器接線圖；圖5為連接電抗器后YNd換流變壓器零序等值電路圖，其中xn為中性點連接電抗器阻抗值。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本專利技術作進一步的詳細說明，本專利技術的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本專利技術，并不作為對本專利技術的限定。實施例1：如圖1所示，本專利技術為一種換流變壓器中性點加裝小電抗抑制單相短路的方法，包括換流變壓器，換流變壓器的一側連接500kV交流電網，換流變壓器的另一側與換流變壓器的高壓或低壓閥組連接，高壓或低壓直流閥組與直流線路連接，換流變壓器的繞組采用YNd接法，在YNd接法的換流變壓器中性點連接小電抗，小電抗的阻抗小于等于換流變壓器的漏抗的1/3。優選，所述小電抗的阻抗為換流變壓器的漏抗的1/3。采用在YNd接法的換流變壓器的中性點連接電抗器以增大零序阻抗，從而抑制單相短路電流，相對于現有技術采用的拉停線路、線路出串運行、加裝電抗器等方式相比，在降低單相短路電流的同時，不會對系統的電氣聯系產生影響，并且提高了電網運行的安全性和可靠性。實施例2：某特高壓直流輸電系統額定電壓800kV，額定輸送容量8000MW，交流側與500kV交流電本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種換流變壓器中性點加裝小電抗抑制單相短路的方法，其特征在于，包括換流變壓器，換流變壓器的繞組采用Y

【技術特征摘要】
1.一種換流變壓器中性點加裝小電抗抑制單相短路的方法，其特征在于，包括換流變壓器，換流變壓器的繞組采用YNd接法，在YNd接法的換流變壓器中性點連接小電抗后接地，小電抗的阻抗小于等于換流變壓器的漏抗的1/3。2.根據權利要求1所述的一種換流變壓器中性點加裝小電抗抑制單相短路的方法，其特征在于：所述換流變壓器的一側連接交流電網，換流變壓器的另一側與換流變壓器的高壓或低壓閥組連接，高壓或低壓直...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王曦，丁理杰，陳剛，張華，魏巍，史華勃，唐明，周波，李燕，
申請(專利權)人：國網四川省電力公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：四川,51