变压器中性点接地方式对电力系统运行可靠性的影响研究

论文摘要

电力系统的中性点接地方式与电压等级、电网结构、绝缘水平、供电可靠性等等方面都有很大的关系,是一个涉及面很广泛的综合性技术课题。我国110kV系统普遍采用的部分变压器中性点接地方式虽然具有断路器遮断容量不受单相接地电流限制、零序保护简单可靠、对通讯干扰较小等优点,但是其中性点采用的避雷器并联间隙的保护装置并不能实现可靠的过电压保护,该保护方式存在的主要问题是由于间隙与避雷器难以配合,要么发生接地故障时致使间隙误击穿,并导致停电范围扩大,要么间隙据动造成避雷器爆炸或设备绝缘损坏,因此需进一步地研究更好的中性点接地方式。110kV变压器中性点经小电抗器的接地方式,不仅可以防止有效接地系统发生“失地”现象,降低中性点过电压对绝缘的威胁,并且明显限制了流经主变压器中性点的短路电流,提高了变压器抗短路冲击的能力。中性点经电抗器接地既具备了中性点部分接地的所有优点,又克服了中性点部分接地的缺点。国外对63kV以下电网中性点经消弧线圈和高阻抗接地有比较丰富的运行经验；国内500kV自耦变压器中性点经小电抗器接地方式也已有了长时间的成功运行,效果良好；对于110kV中性点接地小电抗的选择,各种文献中均有不同的看法,其关键技术还未见全面报道,还不够完善,非常有必要做进一步的研究。本文研究了四川电网某110kV系统变压器中性点经电抗器接地后,变压器及系统零序阻抗的变化,分析了接入电抗电抗器参数变化、变压器容量变化、并联运行变压器台数变化、系统短路容量变化等运行条件对中性点短路电流、系统零序保护和变压器中性点绝缘水平的影响,通过采用EMTP电磁暂态仿真程序计算,证明变压器中性点经适当阻值的电抗器接地可明显减小中性点短路电流,降低变压器中性点的绝缘水平,并且有利于零序保护的要求。提出加装合适电抗值的电抗器接地时,中性点绝缘水平可维持35kV等级,且中性点用氧化锌避雷器即可满足过电压保护的要求。小电抗的取值范围建议为变压器零序阻抗的1/3左右。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 变压器中性点接地方式现状
• 1.3 各种接地方式的比较
• 1.3.1 中性点经电阻接地
• 1.3.2 中性点经消弧线圈接地
• 1.3.3 中性点不接地系统
• 1.3.4 中性点直接接地
• 1.3.5 部分中性点接地
• 1.3.6 中性点经电抗器接地
• 1.4 影响中性点接地方式的主要因素
• 1.4.1 供电可靠性
• 1.4.2 电气设备和线路的绝缘水平
• 1.4.3 继电保护工作的可靠性
• 1.4.4 对通信与信号系统的干扰
• 1.4.5 人身安全
• 1.5 本文的主要工作
• 第2章 中性点接地方式对短路电流和绝缘水平的影响
• 2.1 变压器的零序等值电路
• 2.1.1 双绕组变压器
• 2.1.2 三绕组变压器
• 2.1.3 自耦变压器
• 2.2 中性点接地方式对零序保护的影响
• 2.2.1 变压器中性点接地方式对零序阻抗的影响
• 2.2.2 变压器中性点经电抗器接地对零序电流的影响
• 2.2.3 变压器中性点经电抗器接地对零序保护的影响
• 2.3 变压器中性点过电压
• 2.3.1 单相接地工频过电压
• 2.3.2 变压器中性点雷电过电压
• 2.3.3 变压器中性点承受的其他主要过电压
• 2.4 中性点接地方式对绝缘水平的影响
• 2.4.1 电抗值对变压器中性点工频过电压的影响
• 2.4.2 经电抗器接地的变压器中性点保护
• 2.5 本章小结
• 第3章 110kV变压器中性点经电抗接地研究
• 3.1 110kV变压器中性点部分接地方式存在的问题
• 3.2 仿真条件及参数
• 3.3 110kV变压器经电抗器接地的仿真分析
• 3.3.1 电抗值对变压器中性点电流电压的影响
• 3.3.2 变压器运行台数对变压器中性点电流电压的影响
• 3.3.3 母线短路容量对变压器中性点电流电压的影响
• 3.3.4 系统侧零序阻抗对变压器中性点电流电压的影响
• 3.3.5 低压侧电源对变压器中性点电流电压的影响
• 3.3.6 中性点经小电抗接地时变压器中性点暂态过电压
• 3.3.7 110kV变压器中性点电抗器参数选择
• 3.4 本章小结
• 第4章 四川某110kV变电站中性点经电抗接地研究
• 4.1 四川某110kV变电站绝缘配合问题
• 4.1.1 四川某110kV变电站运行方式
• 4.1.2 仿真结果及分析
• 4.2 四川某110kV变电站中性点经电抗器接地分析
• 4.3 电抗器技术参数及运行效果
• 4.3.1 小电抗器的绝缘水平
• 4.3.2 小电抗器的热稳定要求
• 4.3.3 小电抗器的动稳定要求
• 4.3.4 小电抗器的长期工作电流及容量
• 4.3.5 其他要求
• 4.3.6 运行效果
• 4.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参与的科研实践