關(guān)于對軟件計算220kV變電站母線參數(shù)的驗證

劉萬旭，王翠霞

（石嘴山供電局，寧夏石嘴山 753000）

1 引言

隨著電力能源的緊缺，大電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展愈發(fā)需求系統(tǒng)接入大容量機組，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行對電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)和管理水平提出了更高的要求。大電網(wǎng)運行實踐表明，繼電保護的可靠運行，對保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定有著極其重要的作用，而整定計算是決定繼電保護能否正確動作的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由此，保護定值整定計算工作，相應(yīng)要求各環(huán)節(jié)做到準(zhǔn)確可靠，以確保故障狀態(tài)下保護定值能貼近實際故障量。在220kV變電站母線系統(tǒng)阻抗參數(shù)的歸算中，運用正確的方法準(zhǔn)確計算出變電站各側(cè)母線阻抗參數(shù)標(biāo)幺值，是保證全站保護裝置定值計算結(jié)果正確的根基。寧夏電網(wǎng)目前統(tǒng)一采用省地一體化軟件工具進行220kV變電站母線阻抗參數(shù)的計算，提高了整定計算的效率和準(zhǔn)確率。對于地區(qū)電網(wǎng)繼電保護整定計算人員而言，進行220kV變壓器保護整定計算工作尚屬初步階段，在應(yīng)用軟件計算參數(shù)過程中選擇環(huán)節(jié)如存有疏漏（尤其在零序參數(shù)計算中），計算結(jié)果就會出現(xiàn)錯誤。因此，掌握手工全過程計算220kV變電站母線阻抗參數(shù)，以檢驗使用軟件計算的過程中有無選擇環(huán)節(jié)欠缺，可驗證軟件計算結(jié)果，使初步應(yīng)用整定計算軟件的技術(shù)人員能駕馭新技術(shù)，在應(yīng)用新工具上具備了能控性。本文以實際算例展示了220kV降壓變電站從高壓母線外部系統(tǒng)阻抗參數(shù)手工歸算至中、低壓側(cè)的全部過程，為地區(qū)電網(wǎng)整定計算工作提供了新的途徑和方法。

2 實例計算

本文引用寧夏電網(wǎng)220kV蘭山變電站的系統(tǒng)外部阻抗參數(shù)及兩臺主變壓器參數(shù)，結(jié)合地區(qū)調(diào)度整定計算實際需求，進行變電站中、低側(cè)母線正序及零序阻抗標(biāo)幺值參數(shù)的等值歸算。一次接線簡圖及系統(tǒng)、主變阻抗參數(shù)如圖1、2所示。

圖1 蘭山變一次接線簡圖

圖2 蘭山變系統(tǒng)及主變阻抗參數(shù)

2.1 系統(tǒng)基準(zhǔn)參數(shù)及系統(tǒng)歸算參數(shù)

2.1.1 計算基準(zhǔn)參數(shù)

基準(zhǔn)容量 Sj＝100MVA；220kV 基準(zhǔn)電壓；Uj＝242kV ；110kV 基準(zhǔn)電壓：Uj＝121kV；35kV 基準(zhǔn)電壓：Uj＝38.5kV 。

2.1.2 蘭山變220kV母線外部系統(tǒng)等值阻抗

采用由上級?。▍^(qū)）調(diào)統(tǒng)一歸算下發(fā)的蘭山變220kV外部系統(tǒng)等值阻抗標(biāo)幺值：

正序阻抗：Z1＊.max＝0.00993；Z1＊.min＝0.03125

零序阻抗：Z0＊.max＝0.01673（不考慮主變）；

Z0＊.min＝0.02874（不考慮主變）

此處外部系統(tǒng)正序阻抗參數(shù)即為蘭山變220kV母線的正序等值阻抗標(biāo)幺值，而外部系統(tǒng)的零序阻抗參數(shù)在計算中未計入蘭山變主變的接地點，故不能視為蘭山變220kV母線的零序等值阻抗標(biāo)幺值。

2.2 蘭山變主變參數(shù)

本文直接引用基準(zhǔn)容量及基準(zhǔn)電壓下的220kV變壓器的正序、零序阻抗參數(shù)，略去主變阻抗標(biāo)幺值參數(shù)手工計算的步驟。

2.2.1 #1主變

型號：SFPSZ-240000／220；額定容量：240000／240000／72000kVA

額定電壓：220±8×1.25%／121／35kV；聯(lián)接組標(biāo)號：YN.yn0.d11

Z高1＊＝0.04826；Z中1＊＝-0.00417；Z低1＊＝0.03157；XG1＊＝0.047（低壓側(cè)限流電抗器電抗參數(shù)）

Z高0＊＝0.048；Z中0＊＝-0.003913；Z低0＊＝0.0314

2.2.2 #2主變

型號：SFPSZ-240000／220；額定容量：240000／240000／72000kVA

額定電壓：220±8×1.25%／121／35kV；聯(lián)接組標(biāo)號：YN.yn0.d11

Z高1＊＝0.0483；Z中1＊＝-0.0042；Z低1＊＝0.03167；XG1＊＝0.047（低壓側(cè)限流電抗器電抗參數(shù)）

Z高0＊＝0.04822；Z中0＊＝-0.00379；Z低0＊＝0.03135

2.3 蘭山變110kV母線等值阻抗參數(shù)計算

2.3.1 110kV 母線正序阻抗參數(shù)計算

大方式下蘭山變110kV母線正序阻抗參數(shù)歸算，采用蘭山變220kV母線大方式正序阻抗參數(shù)，并按蘭山變#1、#2主變并列運行方式考慮，如圖3所示。小方式下，按蘭山變單臺主變運行方式考慮，因#2主變高、中壓側(cè)正序阻抗參數(shù)疊加值較大，故按#2主變單臺運行方式考慮計算該站110kV母線小方式正序阻抗參數(shù)，如圖4所示。

正序阻抗（最大方式，#1、#2主變并列運行）：

圖3 蘭山變110kV母線正序大方式下等值阻抗圖

圖4 蘭山變110kV母線正序小方式下等值阻抗圖

正序阻抗（最小方式，2#變運行）

Z1＊.min＝0.03125+0.04410＝0.07535

2.3.2 110kV 母線零序阻抗參數(shù)計算

對于地區(qū)調(diào)度整定計算技術(shù)而言，手工進行220kV變電站母線零序阻抗參數(shù)的計算，其方式選擇及等值回路均須一一對應(yīng)且應(yīng)全面考慮。110kV母線零序阻抗參數(shù)的計算，因零序回路非正序回路直觀，其等值回路介入了接地變壓器的高、中、低三側(cè)零序阻抗參數(shù)。本文對蘭山變#1及#2主變單臺高、中壓側(cè)中性點接地方式分別進行計算，歸算出該站不同變壓器接地時至110kV母線的零序阻抗參數(shù)，最后，對不同接地方式計算結(jié)果綜合其大、小方式下的邊界值。

①#1主變高、中壓側(cè)中性點接地

如圖5所示為蘭山變#1主變接地零序阻抗圖。

計算110kV母線最大方式零序阻抗：

計算110kV母線最小方式零序阻抗：

②#2主變高、中壓側(cè)中性點接地

如圖6所示為蘭山變#2主變接地零序阻抗圖。

計算110kV母線最大方式零序阻抗：

計算110kV母線最小方式零序阻抗：

圖5 蘭山變#1主變接地零序阻抗圖

圖6 蘭山變#2主變接地零序阻抗圖

2.4 蘭山變35kV母線等值阻抗參數(shù)計算

蘭山變35kV母線I、II母之間獨立，無電氣聯(lián)系。大方式下計算35kV母線正序阻抗參數(shù)時，按蘭山變#1、#2主變并列運行方式考慮，因主變低壓35kV側(cè)無電氣聯(lián)系，而主變高、中壓側(cè)均并列運行，故計算大方式下35kV母線正序阻抗參數(shù)時，須將兩臺主變并聯(lián)回路考慮周全，一定要計入經(jīng)中壓側(cè)母線繞回至短路母線的其中一個支路。小方式下，按蘭山變單臺主變運行方式考慮，因#2主變高、低壓側(cè)正序阻抗參數(shù)疊加值較大，故按#2主變單臺運行方式考慮計算該站35kV母線小方式正序阻抗參數(shù)。

2.4.1 35kV I母最大方式下正序阻抗

如圖7、8所示分別為蘭山變35kVⅠ母、Ⅱ母大方式下正序阻抗圖。

圖7 蘭山變35kVⅠ母大方式下正序阻抗圖

圖8 蘭山變35kVⅡ母大方式下正序阻抗圖

2.4.2 35kV II母最大方式下正序阻抗

其計算同35kV I母最大方式下正序阻抗參數(shù)的計算。

2.4.3 35kV母線最小方式下正序阻抗

如圖9所示為蘭山變35kV母線小方式下正序阻抗圖。

圖9 蘭山變35kV母線小方式下正序阻抗圖

2.5 蘭山變母線等值阻抗綜合參數(shù)

綜合考慮110kV、35kV I、II段母線不同的運行方式，取大、小方式下的綜合邊界值，以滿足整定計算的實際需求。

（1）蘭山變110kV母線等值阻抗綜合參數(shù)

Z1＊.max＝0.031978；Z1＊.min＝0.07535

Z0＊.max＝0.0172305；Z0＊.min＝0.018486

（2）蘭山變35kV母線等值阻抗綜合參數(shù)

Z1＊.max＝0.1103508；Z1＊.min＝0.15822

3 結(jié)束語

本文對220kV變電站中、低壓側(cè)母線等值阻抗參數(shù)進行全過程手算，經(jīng)與軟件計算結(jié)果比對，兩種計算結(jié)果完全一致，該方法有助于初學(xué)者對軟件使用過程中操作環(huán)節(jié)完整性的驗證，并在工程實際中予以驗證，效果良好。

正確計算新建220kV變電站母線參數(shù)是站內(nèi)繼電保護裝置定值計算工作的基礎(chǔ)，是保障電網(wǎng)安全運行的重要條件。本文所提供的實際算例，慎密考慮了220kV變電站不同接地方式下110kV母線零序阻抗參數(shù)及一次電氣特殊接線方式下35kV母線正序阻抗參數(shù)的計算環(huán)節(jié)。此方法可用以檢驗使用軟件進行220kV變電站母線阻抗參數(shù)計算過程中全部環(huán)節(jié)的完整性。該方法使初步應(yīng)用整定計算軟件的技術(shù)人員在應(yīng)用新工具上具備了能控性，使地區(qū)調(diào)度整定人員在220kV電壓等級的理論計算技術(shù)上取得新突破。

［1］江蘇省電力公司.電力系統(tǒng)繼電保護原理與實用技術(shù)（第一版）［M］.北京：中國電力出版社，2006.

［2］國家電力調(diào)度通信中心.電力系統(tǒng)繼電保護實用技術(shù)問答（第二版）［M］.北京：中國電力出版社，2000.