一种限制发电厂高压母线短路电流的改进方法
【专利摘要】本发明公开了一种限制发电厂高压母线短路电流的改进方法，包括：正常运行方式下，发电厂升压站分母线运行；母线的端点之间设有母线联络断路器，母线联络断路器断开，母线联络断路器与备自投装置相连；故障运行方式下，当一个母线上的发电机或变压器退出运行时，备自投装置控制母线联络断路器闭合，将两个母线联系起来。通过此发明，可以在不降低系统运行可靠性的前提下，有效降低发电机高压母线的短路电流。
【专利说明】-种限制发电厂高压母线短路电流的改进方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种限制发电厂高压母线短路电流的改进方法。
【背景技术】
[0002] 随着负荷持续快速的增长，电网规模不断扩大，装机容量不断增多，电网的短路电 流水平日益提高。在部分地区，短路电流已经成为威胁电网安全稳定运行最突出的问题之 〇
[0003] 限制电网短路电流的方法归纳起来主要有以下几种：
[0004] (1)低压电网分区运行；
[0005] (2)母线分段运行；
[0006] (3)分母线运行；
[0007] (4)变压器中性点经小电抗接地；
[0008] (5)采用高阻抗变压器；
[0009] (6)升高系统运行电压等级；
[0010] (7)米用直流输电技术；
[0011] (8)采用限流电抗器；
[0012] (9)解列电网。
[0013] 以上几种限流方法中，方法（1)-(5)在电力系统运行或规划中得到了广泛应用， 其中方法（1)-(3)主要是改变了电网的运行方式，方法（4)-(5)主要是提高电网设备的阻 抗，其本质都是增加了整个电网的内阻抗，使得短路电流减小；方法￠)-(7)主要是为了使 电力能够在更大范围内输送，达到优化资源配置的目的，并不是特别为限值短路电流而实 施，限值短路电流只是其附属功能；方法（8)在限值短路电流的同时增大了系统损耗，主要 用在潮流较轻且对短路电流贡献较大的线路中，由于系统运行方式经常变化，潮流较轻的 线路随着运行方式的调整可能变的较重，系统损耗随之加大，故较少采用；至于方法（9)， 更是违背了大电网互联的基本思路，是在极端不得已情况下采取的措施，基本不采用。
[0014] 以上方法多是限制电网短路电流，其中方法（3)、（5)也用于限制发电厂高压母线 短路电流。方法（5)主要是发电厂升压变采用高阻抗变压器，在限制短路电流的同时也增 加了损耗；方法（3)可以大大降低发电厂高压母线的短路电流，但同时也使系统的运行可 靠性降低通过方法（3)，原先连在一起运行的系统被拆成两个分区，当其中一个分区内发生 故障时另一分区不能给予及时有力的功率支援。
【发明内容】
[0015] 针对高压母线为双母线接线的发电厂，为解决分母线运行控制发电厂高压母线短 路电流方法存在的不足，本发明公开了一种限制发电厂高压母线短路电流的改进方法，即 在分母线运行的基础上安装备自投装置来控制母线联络断路器是否闭合。电网正常运行情 况下发电厂高压母线的母线联络断路器断开（分母线运行）；当一条母线所在分区500千 伏降压变压器或者大型发电机退出运行时，备自投装置控制母线联络断路器自动闭合。这 样电网正常运行情况下原本联系在一起的电网形成两个分区，可有效降低发电厂高压母线 短路电流；故障情况下通过备自投装置控制母线联络断路器闭合，使两个分区联系起来，可 加强两个分区之间的功率支援。
[0016] 为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
[0017] 一种限制发电厂高压母线短路电流的改进方法，包括：
[0018] 发电厂升压站包括两条高压母线，高压母线之间设置有母线联络断路器，所述母 线联络断路器与备自投装置相连，在正常运行方式下，备自投装置控制母线联络断路器断 开，发电厂升压站高压母线分母线运行，当备自投装置收到故障信号时，备自投装置控制母 线联络断路器闭合，将两个高压母线在电气上联系起来。
[0019] 故障信号为高压母线所在分区的大型发电机或降压变压器退出运行的信号。
[0020] 发电厂升压站包括两条高压母线，两条高压母线上均通过降压变压器与对应的发 电机相连。降压变压器为500kV变压器。
[0021] 备自投装置为收到一个母线所在分区降压变压器或发电机退出运行的信号后，立 即控制母线联络断路器自动闭合的一种自动化装置。
[0022] 本发明的有益效果：
[0023] 通过正常情况下将母线联络断路器断开且安装备自投装置，使原本联系在一起的 电网形成两个分区，可有效降低发电厂高压母线短路电流；故障情况下通过备自投装置控 制母线联络断路器闭合，使两个分区联系起来，可加强两个分区之间的功率支援。此种改进 方法并不降低系统可靠性。另外，即使在母线联络断路器闭合后，由于大型发电机或500kV 降压变压器退出运行，照样减少了发电机或者更高一级电压等级电网注入发电机高压母线 的短路电流。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 图1黄台电厂附近电网接线图；
[0025] 图2黄台电厂附近电厂内部接线图；
[0026] 图3黄台电厂附近电网分母线运行接线图；
[0027] 图4黄台电厂附近电网分母线运行正常运行方式下发电厂内部接线图；
[0028] 图5黄台电厂附近电网分母线运行故障情况下发电厂内部接线图。
【具体实施方式】：
[0029] 下面结合附图对本发明进行详细说明：
[0030] 电网发展早期，网架结构并不完善，电厂送出线不仅承担电力送出任务，还是搭建 地区网架的重要组成部分，故电厂的送出线路一般较多。
[0031] 济南的黄台电厂，现有136万千瓦的装机，却有10条220千伏送出线路。随着负 荷的快速增长，电网联系越来越紧密。目前黄台电厂附近电网接线图以及电厂内部接线图 如图1-2所示，黄台电厂不仅和闻韶、济南两座500千伏变电站共同担负为济南城区供电 的任务，还连接济南和闻韶两座500千伏变电站的供电区。电网的紧密联系使得发电厂高 压母线短路电流较大。经过计算，黄台电厂高压母线（220千伏母线）的三相短路电流为 46.04kA。
[0032] 若采用分母线运行方法，如图3所示，将黄台电厂高压母线分母线运行，发电机7、 发电机8和高压母线1并到黄台电厂西部电网中，发电机9、发电机10和高压母线2并到黄 台电厂东部电网中，母线联络断路器断开，经过计算，分母线运行后，黄台电厂高压母线1、 高压母线2的三相短路电流分别为17. 35kA和31. 66kA，相比未分母线运行，短路电流值大 大降低。
[0033] 此种方法在220kV电网层面上将济南东西部电网完全分开，形成东部分区和西部 分区，会导致系统运行可靠性降低，主要表现为当某个分区发电机或者500kV变压器因故 障退出运行时，另一个分区不能给予及时的功率支援。
[0034] 为了解决当某个分区发电机或者500kV变压器因故障退出运行时，另一个分区不 能给予及时的功率支援的问题，本发明中正常运行方式下发电厂升压站分母线运行，母线 联络断路器断开，并安装备自投装置，当接收到另一个分区的发电机或500kV变压器退出 运行的信号后迅速合上母线联络断路器，将两个分区联系起来，保证两个分区之间的功率 支援。以黄台电厂为例，正常运行方式下发电厂内部运行方式如图4所示。
[0035] 故障情况下（假设发电机10因故障退出运行），通过备自投装置控制母线联络断 路器闭合，发电厂内部的运行方式如图5所示。
[0036] 可以看出，通过正常情况下将母线联络断路器断开且安装备自投装置，使原本联 系在一起的电网形成两个分区，可有效降低发电厂高压母线短路电流；故障情况下通过备 自投装置控制母线联络断路器闭合，使两个分区联系起来，加强两个分区之间的功率支援。 此种改进方法比分母线运行方法的优势之处在于并不降低系统可靠性。需要说明的是，即 使在母线联络断路器闭合后，由于发电机或500kV主变退出运行，照样减少了发电机或者 更高一级电压等级电网注入发电机高压母线的短路电流。
[0037] 通过此发明，可以在不降低系统运行可靠性的前提下，有效降低发电机高压母线 的短路电流。
【权利要求】
1. 一种限制发电厂高压母线短路电流的改进方法，其特征是，包括： 发电厂升压站包括两条高压母线，高压母线之间设置有母线联络断路器，所述母线联 络断路器与备自投装置相连，在正常运行方式下，备自投装置控制母线联络断路器断开，发 电厂升压站高压母线分母线运行，当备自投装置收到故障信号时，备自投装置控制母线联 络断路器闭合，将两个高压母线在电气上联系起来。
2. 如权利要求1所述的一种限制发电厂高压母线短路电流的改进方法，其特征是，所 述故障信号为高压母线所在分区的大型发电机或降压变压器退出运行的信号。
3. 如权利要求1所述的一种限制发电厂高压母线短路电流的改进方法，其特征是，所 述发电厂升压站包括两条高压母线，两条高压母线上均通过降压变压器与对应的发电机相 连。
4. 如权利要求2所述的一种限制发电厂高压母线短路电流的改进方法，其特征是，所 述降压变压器为500kV变压器。
5. 如权利要求1所述的一种限制发电厂高压母线短路电流的改进方法，其特征是，所 述备自投装置为收到一个母线所在分区降压变压器或发电机退出运行的信号后，立即控制 母线联络断路器自动闭合的一种自动化装置。
【文档编号】H02J3/00GK104158185SQ201410410217
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日
【发明者】刘晓明, 吴健, 王浩, 牛新生, 李琨, 王鹏, 刘倩, 汪湲, 安鹏, 张 杰, 王轶群, 杨波 申请人:国家电网公司, 国网山东省电力公司经济技术研究院