（电气工程专业论文）南昌电网短路电流研究.pdf

摘要 摘要 南昌电网2 2 0 k v 已形成双环网结构，大网通过2 2 0 k v 双环网向城网及农网 供电。赣江以东片以5 0 0 k v 南昌变电站为电源，向2 2 0 k v 昌东变、顺外变、艾 湖变、观田变、董家窑变、盘龙山变、双港变、南昌电厂供电；以5 0 0 k v 进贤 变电站为电源，向2 2 0 k v 斗门变、迎宾变、梧岗变、向塘变供电；赣江以西片 以5 0 0 k v 梦山变电站为电源，向2 2 0 k v 西郊变、赤田变、桃苑变供电。 由于电网的扩大，新变电站和新设备的投运，各站母线短路容量计算数值 呈缓慢上升趋势，南昌电网2 2 0 k v 变电站l l o k v 母线短路电流单相容量大于三 相短路容量，l l o k v 变电站高压侧母线短路容量单相值大于三相值或与之相当。 为分析电网的短路电流，采用全网最大运行方式下的数据对2 0 0 8 年底南昌 电网全部变电站的母线进行了短路电流和短路容量的计算。从计算结果看， 1l o k v 变电站的l o k v 母线短路电流较大，有部分开关超过开关短路容量的限制。 要求部分主变不能并列，以减小系统短路容量。 通过对南昌电网的短路电流的分析，提出了南昌电网限制短路电流的措施， 同时对南昌电网的限制短路电流的开环运行方法进行了可行性研究及稳定性分 析，提出了电网开环后可能对电网产生的影响及相关的补救措施。对电网开环 运行后实际的短路电流状况进行了分析和评价。 关键词：南昌电网；短路电流；减小。 a b s t r a c t a b s t r a c t n a n c h a n g2 2 0 k vp o w e rh a sa l r e a d yf o r m e dd o u b l e l o o p e dn e t w o r ks t r u c t u r e ， n e tt h r o u g h2 2 0 k v d o u b l e l o o p e dn e t w o r kt ot h ec i t ya n dr u r a lp o w e rs u p p l y b yg a n e d o m5 0 0 k vn a n c h a n gp o w e rs u b s t a t i o n , f o rt ot h ec h a n g e ，t h e2 2 0 k v , a i h uv a r i a b l e ， t h ef i e l do fv i e w , d o n g g u v a r i a b l e ，l o n g s h a n ，d o u b l ep o r t ，n a n c h a n gp o w e rs u p p l y , i n j i n x i a nf o rp o w e rs u b s t a t i o n5 0 0 k v , t oc h a n g e ，c h a n g eo fd o u m e n2 2 0 k v , w uh i l l o c k u s h e r st oc h a n g e ，p o w e rs u p p l y ；l i a n t a n gw e s tt o5 0 0 k v g a n j i a n gd r e a mf o rp o w e r s u b s t a t i o n ，m o u n t a i nw e s t ，r e df i e l d2 2 0 k vp o w e r p e a c hc o u r tc h a n g e d u et ot h ee x p a n s i o no fp o w e rs u b s t a t i o na n dn e w e q u i p m e n t ，n e ws t a t i o n s ，b u s o p e r a t i o no fs h o r t - c i r c u i tc a p a c i t yc a l c u l a t i o ni ss l o w l yr i s i n gt r e n d ，n u m e r i c a l110k v s u b s t a t i o n sn a n c h a n gp o w e r2 2 0 k vb u s b a rs i n g l e - p h a s et h r e e p h a s es h o r t c i r c u i t c u r r e n tc a p a c i t yt h a n110k vs u b s t a t i o n ss h o r t c i r c u i tc a p a c i t y , s h o r t c i r c u i tc a p a c i t y b u sv o l t a g es i d et h a ns i n g l e p h a s et h r e e p h a s ev a l u eo re q u i v a l e n t f o rt h ea n a l y s i so fs h o r t - c i r c u i tc u r r e n t ，p o w e rc u ti nt h el a r g e s to p e r a t i o n a l m o d e so fd a t af o r2 0 0 8n a n c h a n gp o w e rs u b s t a t i o no fb u s b a ra l lt h es h o r t - c i r c u i t c u r r e n ta n ds h o r t - c i r c u i tc a p a c i t yo ft h ec a l c u l a t i o n f r o mt h er e s u l t so f1 1ok v s u b s t a t i o n s ，c o n s u m e r s10 k vb u s b a rs h o r t - c i r c u i tc u r r e n t ，ap a r to fl a r g e rt h a ns w i t c h s h o r t - c i r c u i tc a p a c i t yo ft h es w i t c h c a l c u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tt h ec o n s u m e r s10 k v g e n e r a t r i xo f110k vs u b s t a t i o n s ，s w i t c hs h o r t - c i r c u i tc u r r e n tl a r g es h o r t c i r c u i t c a p a c i t yl i m i t a t i o n ，w h i c hc o m p r i s e st w or e q u i r e m e n t so f110 k vt r a n s f o r m e r s u b s t a t i o n ，a b o v et h en o r m a lo p e r a t i o nm o d eo fo p e r a t i o ni no r d e rt od e c r e a s et h e j u x t a p o s e dd o n ts h o r t - c i r c u i tc a p a c i t ys y s t e m s t h r o u g ht h e 鲥do fn a n c h a n gs h o r t c i r c u i tc u r r e n t ，p u t sf o r w a r dt h en a n c h a n g p o w e rr e s t r i c t i o no fs h o r t - c i r c u i tc u r r e n ti nn a n c h a n g ，t h el i m i to fs h o r t c i r c u i tc u r r e n t p o w e ro p e n - l o o po p e r a t i o n i tm e t h o da n dt h es t a b i l i t yo ft h ef e a s i b i l i t ys t u d y , p u t s f o r w a r dt h ep o w e ro fo p e n l o o pm a yi n f l u e n c ea n dr e l a t e dr e m e d i a lm e a s u r e s a f t e r t h eo p e r a t i o no fp o w e rr i n go p e n i n go ft h ea c t u a l s i t u a t i o no fs h o r t - c i r c u i tc u r r e n t a n a l y s i sa n de v a l u a t i o n k e y w o r d s ：n a n c h a n gp o w e rg r i d ，s h o r t c i r c u i tc u r r e n t ，d e c r e a s e i i 目录 目录 第一章前言1 1 1 南昌城市概况。l 1 2 南昌电网网架情况1 1 3 南昌电网短路电流特点2 1 4 本论文研究目标及内容。3 第二章南昌电网短路电流情况4 2 1 短路计算采用的软件介绍4 2 2 计算结果及分析4 2 2 12 0 0 8 年系统短路电路情况。4 2 2 22 0 0 9 年系统短路电路情况5 2 2 3 计算结果分析6 2 3 本章小结6 第三章减少短路电流的措施7 3 1 现有限制短路电流方法7 3 1 1 选择发电厂和电网的接线方式7 3 1 2 采用分裂绕组变压器和分段电抗器7 3 1 3 采用线路电抗器8 3 1 4 采用微机保护及综合自动化装置8 3 2 南昌电网减小短路电流的方法8 3 3 本章小结9 第四章开环运行可行性研究1o 4 1 开环点选择10 4 2 南昌观田梧岗解环研究l o 4 2 1 计算条件1 0 4 2 2 计算分析比较1 1 4 2 32 0 0 9 年迎峰度冬分析1 4 i i i 目录 4 2 4 展望2 0 10 年底15 4 2 5 分析总结15 4 3 本章小结1 6 第五章开环后稳定分析1 7 5 1 开环运行后稳定计算分析1 7 5 1 1 正常运行方式l7 5 2 检修方式l8 5 2 1 南昌一台主变检修1 8 5 2 2 梦山主变检修l8 5 2 - 3 进贤一台主变检修。l9 5 2 45 0 0 k v 南进一回线检修2 0 5 2 55 0 0 k v 南永一回线检修2 0 5 2 65 0 0 k v 梦永一回线检修2 0 5 2 72 2 0 k v 斗梧一回线检修2 0 5 3 解合环操作及异常处理原则2 l 5 3 1 解合环操作原则2 l 5 3 2 异常处理原则2 l 5 4 本章小结2 2 第六章开环后对南昌地区的影响2 3 6 12 2 0 k v 南观i 、i i 线开环潮流图：2 3 6 1 1 开环前后对南昌电网倒闸操作影响2 5 6 1 22 2 0 k v 联结线双回同时跳闸分析2 7 6 2 开环后可靠性分析3l 6 3 本章小结3l 第七章开环后实际短路电流情况3 2 7 1 南昌地区1 1 0 k v 系统3 4 7 23 5 k v 、1 0 k v 系统3 5 7 3 开环运行的弊端3 6 7 4 本章小结3 6 i v 目录 第八章总结与展望3 7 致谢3 8 攻读学位期间的研究成果4 0 v 卜 乒f 第一章前言 第一章前言 随着电网的蓬勃发展，短路电流也是逐年增长。中国的电力工业从1 8 8 2 年 至1 9 4 9 年，经过6 7 年装机容量只达到1 8 5g w ：而在1 9 4 9 年新中国成立之后 的半个世纪中，中国的电力工业取得了迅速的发展，平均每年以1 0 以上的速度 在增长，到1 9 9 8 年全国装机容量己达到2 7 7g w 以上，跃居世界第2 位。特别 是进入本世纪9 0 年代以来，我国的电力平均每年新增装机容量1 7 多g w ，实现 装机容量8 年翻一番。如此规模的发展速度，必将引起短路电流的快速增长。 1 1 南昌城市概况 南昌市是江西省省会，是一座有着悠久历史的古城，又是一座富有光荣革 命传统的英雄城市。南昌史称灌城，又名豫章、洪都，是我国著名的历史文化 古城，中国现代化革命史上的名城，蓬勃发展的社会主义新城。南昌位于赣江 下游，水天一色的鄱阳湖畔，城区西跨赣江，北抵瑶湖，东临艾溪湖，南至青 云谱。南昌市下辖南昌县、新建县、进贤县、安义县等四个县，东湖区、西湖 区、青云谱区、青山湖区、湾里区等5 个区，以及南昌经济技术开发区( 昌北区) 、 南昌高新技术产业开发区( 高新区) 和红谷滩新区。 1 2 南昌电网网架情况 江西南昌供电公司始建于1 9 5 8 年，系国有大一型企业。截至2 0 0 8 年1 2 月， 供电区域8 4 7 1 平方公里，供电用户1 3 1 9 1 万户，是“上接华中、下接城乡、 集中南昌、辐射四方的江西电网枢纽中心。2 0 0 8 年完成供电量8 6 5 5 亿千瓦 时，完成售电量8 0 4 4 亿千瓦时，电费回收率为1 0 0 。完成基本建设投资近 8 2 亿元。取得了良好的经济效益和社会效益。 南昌市供电区包括市辖供电区( 旧城片区、城东片区、城南片区、朝阳片区、 昌北片区) 及县级供电区( 南昌县、新建县、安义县、靖安县、奉新县、湾里区、 桑海开发区) 。南昌电网2 2 0 k v 己形成双环网结构，大网通过2 2 0 k v 双环网向城 网及农网供电。赣江以东片以5 0 0 k y 南昌变电站为电源，向2 2 0 k v 昌东变、顺 外变、艾湖变、观田变、董家窑变、盘龙山变、双港变、南昌电厂供电：以5 0 0 k v 第一章前言 进贤变电站为电源，向2 2 0 k v 斗门变、迎宾变、梧岗变、向塘变供电；赣江以 西片以5 0 0 k v 梦山变电站为电源，向2 2 0 k v 西郊变、赤田变、桃苑变供电。截 至2 0 0 9 年底，南昌电网现有直调2 2 0 k v 变电站1 8 座、变电容量为4 6 5 0 m v a ，1l o k v 变电站5 5 座，变电容量3 7 8 6 5 m v a 、3 5 k v 变电站3 座，变电容量7 5 8 m v a ；拥 有2 2 0 k v 线路4 5 条9 7 5 公里、1 l o k v 线路7 6 条6 8 4 公里、3 5 k v 线路2 6 条1 5 0 公里。主网具备2 0 0 万k w 的稳定供电能力。 南昌电网有一个显著特点，工业负荷集中，十大用户中有五大用户在南昌 变一昌东变，分别为南钢、氨厂、江西铜业、江纺、电化厂，此片区电源为南昌 变一昌东变2 2 0 k v 三回。此片区负荷约占南昌地区电网负荷的三分之一，除工业 负荷外，城市中心负荷( 旧城区负荷及高新区负荷) 也集中于此，因此南昌变、 昌东变是南昌电网主要电源提供者。 1 3 南昌电网短路电流特点 由于电网的扩大，新变电站和新设备的投运，各站母线短路容量计算数值 呈缓慢上升趋势，南昌电网2 2 0 k v 变电站l l o k v 母线短路电流单相容量大于三 相短路容量，1 l o k v 变电站高压侧母线短路容量单相值大于三相值或与之相当。 由于电网结构原因，南昌变两台大容量主变并列运行，而昌东变三回2 2 0 k v 线 路( 线路仅长5 k m ) 并列运行与南昌变联络，昌东变、南昌变系统短路容量是南 昌地区电网2 2 0 k v 短路容量最大值所在点。随着2 0 0 9 年新昌电厂第一台6 6 0 m w 机组接入2 2 0 k v 系统，预计其附近变电站短路电流和短路容量将增加较大。南 昌变2 2 0 k v 母线单相短路电流2 0 0 8 年已逼近其开关最大开断电流，是本次研究 中重点监测对象。 遮断容量用来表示开关元件在短路状态下的切断故障电流的能力。在额定 电压水平下，断路器能保证可靠断开的最大短路电流，即为额定开断电流，开 断电流的单位采用千安，其值为断路器触头分离瞬间短路电流周期分量有效值。 断路器的额定开断电流与额定电压乘积的根号三倍，即为遮断容量。高压电流 在断开的过程中将产生电弧，导致即使断路器触头呈分开状态，但电路并不能 完全断开，必须待消弧完全后才能完全断开电路的电流，因此把断路器完全断 开电路电流叫做“遮断 。电网运行中要求各断路器的遮断容量应大于该节点 2 第一章前言 的最大短路容量。否则应选用更大容量的断路器或进行技术改造，降低安装处 的短路容量。或者对断路器进行增容改造。 计算结果表明，经过校核，新昌电厂投运后，南昌变单相接地短路电流、 两相接地短路电流均已超过遮断容量。在目前的短路容量水平上，若采用更大 容量的断路器，在电网进一步的发展后，将无限制的提高短路器的遮断容量， 在经费上、电网运行上都是不合理、不现实的，从而必须采取有效的措施，减 小南昌电网的短路电流。 1 4 本论文研究目标及内容 考虑到南昌电网的不断扩大，新变电站和新设备的投运，各站母线短路容 量计算数值呈上升趋势，南昌电网2 2 0 k v 变电站1l o k v 母线短路电流单相容量 大于三相短路容量，1 l o k v 变电站高压侧母线短路容量单相值大于三相值或与之 相当。研究和分析南昌电网的短路电流对电网的安全稳定运行具有重要意义。 本论文以研究降低南昌电网的短路电流为目标，主要开展以下几个方面的研究 工作： 1 ) 分析南昌电网的短路电流的状况； 2 ) 结合南昌电网的短路电流的状况，提出减少短路电流的措施； 3 ) 南昌电网开环运行的可行性研究； 4 ) 南昌电网开环运行的稳定性分析及对电网运行的影响； 5 ) 南昌电网开环运行后的短路电流分析。 3 第二章南吕电网短路电流情况 第二章南昌电网短路电流情况 2 1 短路计算采用的软件介绍 本文中南昌电网的短路电流计算均采用r e l a y m a s 整定计算、故障计算软件， 该软件由华中科技大学2 0 0 5 年编写，保持最新升级版本。最近一次升级于2 0 0 9 年。同时在每年1 2 月份采用年底电网实际结构参数，运用r e l a y m a s 软件对正 常运行方式下的短路电流进行计算。 2 2 计算结果及分析 2 2 12 0 0 8 年系统短路电路情况 厂、站 三相短路 单相接地短路两相接地短路 ：! 鐾竺堑堕皇鎏篁堕窒苎篁堕皇鎏堑堕窒墨篁堕皇鎏堑堕窒墨 南昌电厂 2 1 6 28 6 1 4 2 91 9 2 27 6 5 7 0 52 0 6 9 2 5 8 2 4 3 0 6 南昌变 梦山交 罗坊变 进贤变 昌东变 艾湖变 斗门变 桃苑变 迎宾变 顺外变 西郊变 盘龙山变 双港变 梧岗变 向塘变 观田交 4 1 0 1 2 7 8 6 3 2 6 4 2 7 1 4 3 6 9 8 2 1 8 2 2 4 9 8 1 6 4 4 1 9 0 6 2 8 9 l 2 8 2 3 l - 5 6 2 8 8 4 3 0 8 2 2 5 8 3 2 9 1 6 3 3 5 5 2 1 1 0 9 9 7 1 3 0 0 3 9 1 1 0 8 1 1 3 1 4 7 3 0 7 1 8 6 9 2 4 9 9 4 9 5 8 6 5 4 9 9 3 7 5 9 3 5 8 1 1 5 1 7 0 4 1 1 2 3 5 0 2 1 2 5 7 2 3 9 1 1 4 8 9 5 5 1 2 2 7 8 4 5 1 0 2 7 9 3 1 1 3 1 0 6 2 6 4 2 8 81 7 0 8 2 9 54 2 3 1 4 41 6 8 5 6 3 6 2 8 4 8 3 2 6 7 2 9 2 6 3 7 2 1 9 0 4 2 4 3 6 1 4 8 9 1 7 6 5 2 7 8 7 2 5 9 l 2 7 5 7 2 4 5 3 3 1 4 8 2 5 7 2 1 1 3 4 7 5 12 8 7 4 3 41 1 4 5 0 2 2 1 3 0 1 6 2 83 3 1 4 8 91 3 2 0 5 2 0 1 1 6 5 52 8 4 7 6 9 1 1 3 4 4 0 6 1 4 8 2 0 5 2 7 5 8 4 6 1 3 7 3 1 9 61 4 8 6 6 6 4 2 0 9 8 88 3 6 0 7 8 9 7 0 2 8 72 4 9 9 3 89 9 5 6 5 3 5 9 3 1 4 l 7 0 3 1 3 5 1 6 1 2 0 36 4 2 1 6 8 1 8 6 5 0 47 4 2 9 5 7 1 1 1 0 1 4 72 8 7 2 2 31 1 4 4 1 8 2 1 0 3 2 0 9 1 0 9 8 2 1 l 9 7 7 2 5 1 2 5 3 8 7 7 1 0 2 4 7 4 4 2 8 4 1 91 1 3 2 0 9 9 3 0 6 1 3 11 2 1 9 5 0 3 2 7 6 8 9 71 1 0 3 0 4 7 3 1 7 2 8 91 2 6 3 9 5 2 2 6 3 6 7 21 0 5 0 3 6 4 3 1 3 81 2 5 0 2 5 8 3 2 9 0 2 11 3 1 0 6 8 8 赤田变 1 3 7 65 4 8 2 4 21 0 7 44 2 7 9 0 61 2 8 2 7 1 5 1 0 9 8 0 4 第二章南昌电网短路电流情况 2 2 22 0 0 9 年系统短路电路情况 2 0 0 9 年新昌电厂为新建电厂投入运行，按照投入运行后的接线方式对南昌 电网短路电流情况进行计算，结果如下： 2 2 厂0 k 、v 勉 三相短路 母 = 叮日魁阳 线 篓路电 短路容量 流 “18 合环方式 单相接地短路两相接地短路 短路电流短路容量短路电流 短路容量 南昌电厂 2 0 9 28 3 3 5 1 7 7 67 0 7 4 7 9 2 0 0 3 2 2 7 9 8 0 0 3 新昌电厂 南昌变 梦山变 罗坊变 进贤变 昌东变 艾湖变 斗门变 桃苑变 迎宾变 顺外变 西郊变 盘龙山变 双港变 梧岗变 向塘变 董家窑变 西河变 塘山变 观田交 赤田变 前湖变 3 7 2 7 4 6 8 1 3 6 1 6 3 6 1 6 3 8 8 4 4 1 1 3 2 1 5 3 7 8 1 1 8 9 8 2 5 1 6 3 0 4 7 3 9 6 2 4 0 1 9 3 6 4 1 7 r 5 3 4 4 9 3 1 8 2 4 2 4 8 3 2 5 3 9 9 6 1 8 4 6 2 2 7 2 1 4 8 4 6 0 2 1 8 6 4 6 8 4 1 4 4 0 5 1 5 1 4 4 0 5 1 5 1 5 4 7 2 9 1 6 3 8 6 3 6 8 5 6 3 5 3 1 5 0 6 4 1 7 7 5 6 0 1 9 1 0 0 2 3 1 7 1 2 1 3 9 5 3 1 5 7 8 2 1 1 6 0 1 i 2 4 1 4 3 3 9 8 6 1 6 6 3 3 8 7 1 3 7 3 8 0 9 1 2 6 7 6 7 7 1 6 9 2 2 0 3 1 2 9 4 7 5 5 1 5 9 2 0 5 9 7 3 5 4 5 5 9 0 4 9 4 7 3 5 8 8 5 2 4 5 4 0 0 3 4 0 0 3 4 2 5 1 4 2 4 l 1 8 4 8 3 5 9 l 1 7 2 2 1 5 2 8 9 4 3 7 5 6 3 7 5 3 3 2 1 2 4 1 6 7 3 3 4 5 2 8 6 5 4 1 0 7 2 9 1 l 3 7 6 1 5 5 6 2 0 0 6 1 4 2 9 1 6 73 9 3 6 5 3 1 5 6 8 i 5 6 2 0 8 9 3 8 85 0 6 9 0 6 2 0 1 9 3 ii 1 5 9 4 4 8 93 6 1 3 1 7 1 4 3 9 3 4 2 1 5 9 4 4 8 9 3 8 9 9 0 41 5 5 3 2 2 2 1 6 9 3 5 9 7 1 6 8 9 4 9 3 7 3 6 3 2 7 4 1 3 2 4 5 4 2 4 0 8 2 2 0 7 3 5 1 6 4 6 2 0 3 1 6 8 9 3 7 3 8 2 5 9 9 9 1 4 3 0 3 8 2 3 7 7 6 8 31 5 0 4 5 3 8 6 7 7 3 4 91 8 4 6 1 47 3 5 4 2 8 8 8 2 3 9 32 4 3 0 4 99 6 8 2 。1 0 i1 5 2 8 6 43 0 8 3 6 4 1 2 2 8 3 9 9 1 4 9 6 3 8 94 0 0 0 0 4 1 5 9 3 4 5 6 1 4 9 4 9 2 4 4 0 5 0 6 61 6 1 3 6 2 1 1 2 7 9 5 2 93 5 4 8 6 21 4 1 3 6 2 8 1 6 5 9 9 94 3 7 0 3 1 7 4 0 9 5 3 1 3 3 2 3 5 7 3 5 0 7 1 71 3 9 7 1 1 6 1 1 4 1 4 5 1 6 3 5 9 7 1 1 5 9 4 7 4 3 1 8 4 0 71 2 6 8 4 0 6 4 3 7 0 31 7 4 0 9 5 3 3 2 4 6 1 41 2 9 3 1 3 2 1 4 9 7 8 43 9 9 5 6 21 5 9 1 6 9 5 6 1 9 7 9 61 7 6 1 3 l7 0 1 6 3 5 7 9 9 0 5 12 1 6 7 5 i8 6 3 4 4 9 瑶湖变4 0 3 9 1 6 0 8 8 8 6 4 0 9 51 6 3 1 4 7 3 4 0 9 4 7 71 6 3 11 9 3 第二章南昌电网短路电流情况 2 2 3 计算结果分析 2 0 0 8 年底，我们采用全网最大运行方式下的数据对南昌电网全部变电站的 母线进行了短路电流和短路容量的计算。从当时的计算结果看，l l o k v 变电站的 l o k v 母线短路电流较大，受开关短路容量的限制，要求所辖有两台以上变压器 的1l o k v 变电站，主变正常运行方式不要并列运行，以减小系统短路容量。 目前2 2 0 k v 昌东变、盘龙山变、斗门变主变中性点接地方式为正常运行方 式下所有主变1 l o k v 侧中性点均直接接地。经过现场验证，昌东变、盘龙山变、 斗门变主变l l o k y 已配置功能完备的间隙保护，能达到在中性点直接接地主变 跳闸后发生事故情况下可靠动作要求，因此建议对2 2 0 k v 昌东变、盘龙山变、 斗门变主变中性点接地方式进行相应调整，以增大零序系统阻抗，减小单相接 地短路容量。针对2 0 0 8 年底短路容量计算结果，对相应开关遮断容量进行校验， 均满足短路容量要求。 2 0 0 9 年新昌电厂投运后，南昌地区2 2 0 k v 短路电流大幅提高，尤其是5 0 0 k v 南昌变的2 2 0 k v 母线单相短路电流，见2 0 0 9 年的计算结果： 南昌变开关2 2 0 k v 电压等级最大遮断容量为5 0 k a 。 新昌电厂投运后，南昌变单相接地短路电流、两相接地短路电流均已超过 遮断容量。 2 3 本章小结 2 0 0 8 年底短路容量计算结果，对相应开关遮断容量进行校验，均满足短路 容量要求。2 0 0 9 年新昌电厂投运后，南昌变单相接地短路电流、两相接地短路 电流均已超过遮断容量，必需采取措施限制短路电流。 6 第三章减少短路电流的措施 第三章减少短路电流的措施 3 1 现有限制短路电流方法 目前在电力系统中，实际采用较多的限制短路电流的方法不外乎以下几种： 合理选择发电厂和电网的接线方式；采用分裂绕组变压器和分段电抗器；采用 线路电抗器；采用微机保护及综合自动化装置等。具体方法介绍如下： 3 1 1 选择发电厂和电网的接线方式 通过合理选择发电厂和电网的电气主接线，可以有效达到限制短路电流的 目的。 在发电厂内，可对部分机组采用长度较长( 4 0k m 及以上) 的专用线路，并 将这种发电机一变压器一线路单元连接到距离其最近的枢纽变电站的母线上， 这样可以避免发电厂母线上的容量过份集中，从而达到有效降低发电厂母线处 短路电流的目的。为了减小大电流接地系统的单相接地短路电流，可采用部分 变压器中性点不接地的运行方式，也可采用星形一星形接线的同容量普通变压 器来代替系统枢纽点的联络自耦变压器。 在降压变电站内，为了限制中压和低压配电装置中的短路电流，可采用变 压器低压侧分列运行方式；在输电线路的应用中，也可以采用分列运行的方式。 这两种情况下，由于阻抗增大，可以达到限制短路电流的目的，但是为了提高 供电可靠性，应该加装备用电源自动投入装置。 对于环形供电网，可采用电网解列运行的方式。电网解列可分为正常解列 和事故自动解列两种。电网正常解列是将机组和线路分配在不同的母线系统或 母线分段上，将母线联络断路器或母线分段断路器断丌运行，这样能够显著减 小短路电流。电网事故自动解列，是指在正常情况下发电厂的母线联络断路器 或分段断路器闭合运行，而当发生短路时由自动装置将母线( 或分段) 断路器断 开，从而达到限制短路电流目的。 3 1 2 采用分裂绕组变压器和分段电抗器 在大容量发电厂中为了限制短路电流可采用低压侧带分裂绕组的变压器， 在水电厂扩大单元机组上也可采用分裂绕组变压器。为了限制6 至1 0k v 配电 7 第二章减少短路电流的措施 装置中的短路电流，可以在母线上装设分段电抗器。分段电抗器只限制发电机 回路、变压器回路、母线上发生短路时候的短路电流，而当在配电网络中发生 短路时则主要由线路电抗器来限制短路电流。 3 1 3 采用线路电抗器 线路电抗器主要用于发电厂向电缆电网供电的6 至1 0k v 配电装置中，它 的作用是限制短路电流，使电缆网络在短路情况下避免过热，减少切断其所需 要的开断容量。 3 1 4 采用微机保护及综合自动化装置 从短路电流特性分析可知，发生短路故障后约0 0 1 秒时间出现最大短路冲 击电流，而采用微机保护仅需0 0 0 5 秒就能断开故障回路，使导体和设备避免 承受最大短路电流的冲击，从而达到限制短路电流、减少设备所需额定容量的 目的。 3 2 南昌电网减小短路电流的方法 对以上方法进行分析比较可以看出，采用分裂绕组变压器和分段电抗器方 法常用于发电厂及母线上，线路电抗器主要用于发电厂向电缆电网供电的6 至 1 0k v 配电装置，采用微机保护及综合自动化装置可使导体和设备避免承受最大 短路电流的冲击，这些方法只能使局部的短路电流得到限制。而合理选择电网 的接线方式有利于解决南昌变单相接地短路电流、两相接地短路电流均己超过 遮断容量的问题。 考虑到南昌电网现有接线方式为2 2 0 k v 双环网“0 型环网运行，在不增加 投资的基础上，如果将2 2 0 k v 双环网以“c 型环网运行，直接进行双环网开环， 必将直接有效的减少短路电流，并不影响各分站运行方式，在管理上、资金上 均具有很大优势，各站的二次系统也不会受到影响。 因此将研究方法定位为从运行方式着手，将2 2 0 k v 双环网打开，从宏观上 改变南昌电网，解决局部短路电流超标的问题。 以下章节全部立足于这个思路，从各个方面验证开环运行的可行性。 8 第三章减少短路电流的措施 3 3 本章小结 通过现有限制短路电流方法的分析，选择改变电网的接线方式，将2 2 0 k v 双环网打开，以“c 型环网运行的方式解决短路电流已超过遮断容量的问题。 9 第四章开环运行可行性研究 第四章开环运行可行性研究 4 1 开环点选择 在2 2 0 k v 西斗i 、h 线恢复运行且新昌电厂第一台机组投运后，南昌电网 短路电流将大幅度提高，必须将2 2 0 k v 环网开环运行。但由于5 0 0 k v 构架原因， 将保留梦山一永修一南昌一盘龙山一西郊5 0 0 k v 一2 2 0 k v 电磁环网。因此开环点将选 择在南昌观田梧岗部分。 4 2 南昌一观田一梧岗解环研究 随着新昌电厂的投运，南昌地区2 2 0 k v 短路电流大幅提高，尤其是5 0 0 k v 南昌变的2 2 0 k v 母线单相短路电流，达到了5 2 4 5 k h ，已经超过了其开关的遮断 容量( 5 0 k h ) ，亟须立即解决。根据省调前期的研究分析，解开南昌观田 梧岗之间的2 2 0 k v 联系，可以将南昌变2 2 0 k v 母线单相短路电流降至4 5 7 k a 。 解开南昌观田梧岗之间的2 2 0 k v 通道，即是打开了南昌地区2 2 0 k v 环 网，也削弱了5 0 0 k v 南昌变和进贤变之间的事故支援能力。在此，对解开南昌 观田梧岗之间的2 2 0 k v 通道进行研究分析，及时发现问题，并提出应对措施。 4 2 1 计算条件 ( 1 ) 研究网络： 以2 0 1 0 年目标网架为主，对永修变扩建、石钟山变投运和景德镇新厂、贵 三投运进行适应性计算分析。 ( 2 ) 、计算负荷： 采用2 0 1 0 年最大计算负荷，全网用电1 0 2 0 万千瓦( 不含厂用电和线损) 。 负荷分区如下表所示： 1 0 第四章开环运行可行性研究 分区用电负荷( 万千瓦) 南昌地区 总负荷 2 0 5 南昌尔部地区负荷( 赣江以东，含南昌直供)1 1 6 5 ( 5 6 8 3 ) 南吕两部地区负荷( 赣江以两，含梦山直供) 8 8 5 ( 4 3 仃) 5 0 0 k v 南吕变直供负荷 5 8 5 5 0 0 k v 梦山变直供负荷 3 4 赣两地区( 含上高) 总负荷 1 7 8 5 丰城西片区( 含上高、祥符、王舍、金子山) 3 7 丰城东片区( 含石滩、盐化、清江、溧江) 3 0 5 新余片区 1 1 1 赣东北地区负荷 5 8 九江地区负荷 1 3 5 萍乡地区负荷 6 0 上饶地区负荷 5 5 吉安地区负荷 4 8 抚州地区负荷 6 0 景德镇地区负荷 4 0 赣州地区负荷 1 1 8 鹰潭地区负荷 4 0 宜春地区负荷 2 2 5 注：1 、董家窑变虽然地理位置在赣江以东，但其由鱼目山供电，所以此表 中，董家窑变纳入赣江以西。同理，桃苑变纳入赣江以西，上高变纳入赣西地 区。 ( 3 ) 、开机方式： 若无特别说明，九三开单机，九江电厂开单机，黄金埠电厂开单机，丰城 二期开二机，贵二期开单机，景德镇电厂开三机。 4 2 2 计算分析比较 1 、正常运行方式 新昌电厂开# 1 机。 ( 1 ) 、南观i 、i i 线解开，新昌电厂出力在消纳了盘龙山、鱼目山的近区 负荷以后，分别通过永杨双回线和南目双回线送九江地区约2 8 万、昌东地区约 1 6 万，南昌中部2 2 0 k v 环网内潮流都比较轻，均不超过1 0 万千瓦，南昌的东、 西部地区之间2 2 0 k v 交换潮流较小( 南目双回线一8 3 万千瓦x2 、斗前双回线 第四章开环运行可行性研究 o 6 万千瓦x 2 ) ；除梦山主变下网为4 9 万千瓦以外，南昌、进贤、永修5 0 0 k v 主变下网功率均未超过主变容量的5 0 。 ( 2 ) 、梧观i 、i i 线解开，新昌电厂出力在消纳了盘龙山、鱼目山的近区 负荷以后，分别通过永杨双回线和南目双回线送九江地区约2 8 万、昌东地区约 2 1 万，南昌中部2 2 0 k v 环网内潮流都比较轻，均不超过1 0 万千瓦，南昌的东、 西部地区之间2 2 0 k v 交换潮流较小( 南目双回线一1 0 8 万千瓦x2 、斗前双回线 1 5 万千瓦x 2 ) ；除梦山主变下网为4 8 万千瓦以外，南昌、进贤、永修5 0 0 k v 主变下网功率均未超过主变容量的5 0 。 以上计算结果表明，正常运行方式下，无论解丌南观双回线还是解开梧观 双回线，南昌地区2 2 0 k v 环网潮流比较均衡，5 0 0 k v 主变下网功率较轻，不存在 n 一1 问题。 2 、南昌一台主变检修。 ( a ) 、南观i 、i i 线解开，新昌电厂出力和永修变下网功率在消纳了盘龙 山、鱼目山的近区负荷以后，分别通过永杨双回线和南目双回线送九江地区约 2 8 万、昌东地区约2 8 万，南昌中部2 2 0 k v 环网内潮流都比较轻，均不超过1 0 万千瓦，南昌的东、西部地区之间2 2 0 k v 交换潮流较小( 南目双回线- 1 4 1 万千 瓦2 、斗前双回线0 5 万千瓦x 2 ) ；除梦山、南昌主变下网分别为5 l 、4 2 万 千瓦以外，进贤、永修5 0 0 k v 主变下网功率均未超过主变容量的5 0 。 ( b ) 、梧观i 、i i 线解开，新昌电厂出力和永修变下网功率在消纳了盘龙 山、鱼目山的近区负荷以后，分别通过永杨双回线和南目双回线送九江地区约 2 8 万、昌东地区约3 4 万，南昌南目双回线上潮流较重，为一1 7 3 万千瓦2 、 斗前双回线2 8 万千瓦2 ；除梦山、南昌主变下网分别为5 0 、4 7 万千瓦以外， 进贤、永修5 0 0 k v 主变下网功率均未超过主变容量的5 0 。 在南昌一台主变检修时，若另一台主变n 一1 ，永修变下网功率从3 6 5 万千 瓦增至5 0 7 万千瓦，南昌变直供负荷由南目i 、i i 线、南梅i 、i i 线、南青线 分别转供2 8 1 2 、2 、0 6 、5 5 万千瓦，详见图3 - 1 。可见，南目i 、i i 线为 主供通道( 其跨江段为l j g q - 4 0 0 导线，且南昌变引线段为l g j - 4 0 0 导线，2 5 时热稳极限为2 7 万千瓦，4 0 时为2 1 8 万千瓦) ，已过载。该方式下，若改 为梧观i 、i i 线解开，永修变下网将增至4 8 5 万千瓦，南目i 、i i 线潮流将增 至3 3 0 2 万千瓦，已严重过载。 1 2 第四章开环运行可行性研究 计算结果表明，南昌一台主变检修方式下，另一台主变n 一1 ，存在南目i 、 i i 线过载问题。 以下研究比较电网运行状况的改变对南目i 、i i 线过载程度产生的影响。 ( 1 ) 、新昌电厂开机方式的影响： 新昌电厂开2 机，南观i 、i i 线解开，南昌一台主变检修，