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沁北电厂500kV输电系统高压并联补偿问题的研究防城港

发布时间:2022-06-30 13:14:51 来源:智达五金网

沁北电厂500kV输电系统高压并联补偿问题的研究

沁北电厂500kV输电系统高压并联补偿问题的研究 2011年12月09日 来源: 1 前言  根据华中电网规划,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,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,对河南电网进行了简化。保留全部500 kV系统;豫北220 kV电网等值到新乡变电站220 kV母线,其余220 kV电网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;华中电网等值到双河变电站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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