智能電網基礎(八)電網短路電流
采用1000MVA主變時:
因此,當分區500kV變選擇短路電壓百分比為16%,單臺容量1000MVA的主變時:
(1)當變電站主變臺數為2~4臺時,分區供電能力約為5000~5400MW左右,且分區負荷轉移能力隨著變壓器臺數的增加呈正比增加。
(2)從運行角度出發,分區電源容量不宜超過4000MW,否則會因機組提供的短路電流過大,導致分區在只有兩臺500kV主變的情況下,500kV變電站220kV被迫分母運行,降低了供電可靠性和運行靈活性。
采用1500MVA主變時:
變壓器容量為1500MVA,短路電壓百分比取19%,主變配置臺數不同時分區內供電能力變化較大,在5000~6400MW之間,分區內每增加一臺主變將增加500~800MW的供電能力;分區負荷轉移能力隨著變壓器臺數的增加呈正比增加。可見1500MVA的主變適用于分區負荷較大,地方電廠較小的分區。
結論:
(1)對于無源分區:
對負荷預測值為4000MW以下的分區,可優先考慮用750MVA的變壓器,短路電壓百分比為12%及以上;
對負荷預測值為4000~5000MW的分區,可優先考慮用1000MVA的變壓器,短路電壓百分比取16%及以上;
(2)對于有源分區:
變壓器的容量不宜選得很大,否則,分區的供電能力將不升反降;
對負荷預測值為4000MW以下的分區,可優先考慮用750MVA的變壓器,短路電壓百分比為12%及以上;
對負荷預測值為4000MW以上的分區,可優先考慮用1000MVA的變壓器,短路電壓百分比取16%及以上,盡量控制分區內的電源規模。
220kV互聯分區電源配置及供電能力
為便分析,設分區內500kV變電站配置完全相同,站間距離為100km;750MVA變壓器短路電壓百分比取12%,1000MVA變壓器短路電壓百分比取16%,1500MVA變壓器短路電壓百分比取19%;地方電廠均以50km距離接入互聯系統。
1)短路電流分析
互聯距離為100km時,500kV變電站主變不同配置下,分區間相互提供給220kV母線的短路電流值大都在7kA左右,而短路電流值將隨著互聯分區間的距離的減少而增加。分區間相互提供給變電站500kV側母線的短路電流還與主變的短路電壓百分比相關,短路電流值相對較小,電磁環網運行對500kV側的短路容量影響甚微。
打開分區間的聯絡線,可以降低互聯系統變電站220kV母線的短路電流,而變壓器運行方式由并列運行調整為分列運行時也可以降低短路電流。互聯分區間的聯絡線路解環運行亦或主變分列運行對降低220kV母線短路電流與互聯分區間的電氣距離有關。
經過計算得出,4臺變壓器并列運行(容量為750~1500MVA),當互聯距離為31~38km時,提供的短路電流值與500kV變電站并列運行調整為分列運行減少的短路電流值相等。
2)地方電廠接入能力分析
隨著500kV系統注入短路電流的增加,可接入電廠的機組容量逐漸減少;隨著互聯系統主變容量的增加,可接入電廠的機組容量逐漸減少。
由前面的理論知識可知,允許接入電網的最大機組還與變壓器短路電壓百分比以及互聯分區間距離等因素有關,可以得出以下結論:在500kV系統注入電流恒定時,隨著變壓器短路電壓百分比的增加,可接入的地方電廠容量逐漸增加;變壓器短路電壓百分比保持不變時,可接入電廠的機組容量隨著互聯分區間距離的增大而增加。
可見:500kV系統注入短路電流為55kA時,分區互聯后,可接入地方電廠機組容量減少約1000MW左右。
3)供電能力分析
主要考慮形式為“2臺-2臺”方式運行時的供電能力研究。
互聯分區適用于無源區域或者地方電廠容量較小的區域,將兩個500kV供區互聯運行可以提高各自的供電可靠性,同時限制了接入地方電廠的能力,但是由于互聯運行后500kV主變負載率的提高,綜合來看,由表614可知,當500kV系統注入短路電流小于55kA時,互聯分區電網的供電能力將大于相應兩個獨立分區電網的供電能力之和,而大于55kA時則比其小。
電網分區規模和分區數量的估算
負荷值和500kV變電站個數對220kV分區劃分的影響是存在聯系并共同起作用的。
責任編輯:電朵云