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当沁北电厂500kV输电系统高压并联补偿问

发布时间:2021-09-10 05:57:58 阅读: 来源:雕刻刀厂家

沁北电厂500kV输电系统高压并联补偿问题的研究

1 前言

根据华中电规划,河南省沁北电厂一期工程装机1200MW(2×600MW),计划2000年第一台机组投产,为配合所以平时就需要多注意仪器仪表的维修和保养该工程电力外送,拟建设沁北—郑州双回500kV线路,线路全长165.8km。目前,色彩有白色、灰色和淡蓝色多孔状沁北电厂一期工程还没有正式开工,预计第一台机组要到2001年以后投产。与此同时,河南省小浪底水电站工程(装机6×300MW)进展顺利,1999年底第一台机组发电,2001年装完6台机。而新乡500kV变电站作为小浪底水电站外送配套工程,可望在2000年或最迟于2001年投产,大体上和沁北外对新兴国度出口份额也将大为提高送工程同步建设,并Π接入沁郑线。因此,沁郑500kV输变电工程将变成沁新郑500kV输变电工程,系统接线如图1所示。

在沁郑工程设计中,沁郑线的沁北侧安装90Mvar高压并联电抗器。新乡变Π接入沁郑线后,沁新线长83.5km,新郑线长82.3km,可以肯定,此时沁北侧如不装设高压并联电抗器,无论工频过电压、自励磁、潜供电流,还是操作过电压都能满足规程要求,由于系统条件的这一重大改变,使沁北侧装设并联电抗器的作用仅是补偿83.5km的沁新线,这在系统设计中显得不合理,而且,沁新线还可能存在工频谐振过电压问题。

沁北侧是否需要装设高压电抗器值得研究。如果取消沁北侧高压电抗器,则沁新线路就根本不存在工频谐振过电压问题,而且还可以节省大量工程投资,但是,如果由于某一原因,新乡变电站建设晚于沁北至郑州线路,这样,沁北电厂单机通过165.8km的线路和郑州变电站连接,此时,系统的工频过电压问题、自励磁问题和操作过电压问题等都需要研究。本文利用EMTP程序对上述过电压问题进行了详细的计算和分析。

2 研究条件

沁北机组参数为:

PN=600MW,UN=20 kV,cosφN=0.9,Xd=2.156,X′d=0.265,X″d=0.205。

升压变压器参数为:SN=720 MVA,Uk=14%。沁新线、新郑线不换位,采用不换位线路参数。系统运行方式考虑3种:2001年冬大、夏大和夏小方式。为了便于模拟计算,对河南电进行了简化。保留全部500 kV系统;豫北220 kV电等值到新乡变电站220 kV母线,其余220 kV电分别等值到郑州变电站220 kV母线、姚孟电厂220 kV母线、南阳变电站220 kV母线;华中电等值到双河变电站500 kV母线。

3 工频暂态计算

3.1 沁郑线工频过电压

各运行方式下,沁郑线(单回线、无高抗)工频过电压的计算结果见表1。过电压的单位为标幺值,基准值为表1可见,沁北电厂单机带沁郑线运行时,线路首末端最高工频过电压分别为1.244 pu和1.332 pu;两机带沁郑线运行时,首末端最高工频过电压分别为1.114 pu和1.302 pu;如果沁北电厂二机二线运行,则线路的工频过电压水平还会降低。因此,沁北侧不装高压并联电抗器,即使沁北电厂单机带沁郑线,各运行方式下线路首末端的工频过电压也分别低于1.3 pu和1.4 pu,可满足规程要求。

3.2 发电机自励磁

发电机带空载长线不发生自励磁的判据为 Wh>QcXd (1)

式中 Wh为发电机额定容量,MVA;Qc为线路充电功率,Mvar;Xd为发电机等值同步电抗(包括升压变漏抗,以发电机为基准的标幺值)。

当沁北电厂单台600 MW汽轮发电机组带空载沁新线和沁郑线时,Wh=666.67 MVA,Xd=2.286线路充电功率为

Qc=U2ωCl (2)

式中 U=550 kV;C为线路单位长度正序电容;l为线路长度。

将沁新线、沁郑线参其产品通过DAR德国认可委员会30年耐久性和MPA –Hanover德国汉诺威工程材料实验室认证数分别代入式(1)(2)计算,结果列于表2。可见沁北电厂单机带空载沁新单回线、双回线、沁郑单回线,线路两端不装设并联电抗器不会发生自励磁。

3.3 沁新线工频谐振过电压

当沁新线沁北侧装设90 Mvar并联电抗器时,线路并联补偿度为84.6%,根据规程规定,要验算该线路的工频谐振过电压。

各运行方式下,沁新(单回)线非全相运行时,断开相上的工频电压计算结果见表3。随着中性点小电抗值改变(600~1200Ω),断开相上的工频电压也随之改变。当中性点小电抗减小时,单相开断,断开相上的工频电压要升高;两相开断时,断开相上的工频电压要降低;当XN=1200Ω时,断开相上的最大工频电压为205.8 kV,比较高。当中性点

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