關于對軟件計算220kV變電站母線參數的驗證

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，大電網建設的發展愈發需求系統接入大容量機組，確保電網安全穩定運行對電力系統繼電保護技術和管理水平提出了更高的要求。大電網運行實踐表明，繼電保護的可靠運行，對保證電網安全穩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鍵環節。由此，保護定值整定計算工作，相應要求各環節做到準確可靠，以確保故障狀態下保護定值能貼近實際故障量。在220kV變電站母線系統阻抗參數的歸算中，運用正確的方法準確計算出變電站各側母線阻抗參數標幺值，是保證全站保護裝置定值計算結果正確的根基。寧夏電網目前統一采用省地一體化軟件工具進行220kV變電站母線阻抗參數的計算，提高了整定計算的效率和準確率。對于地區電網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，在應用軟件計算參數過程中選擇環節如存有疏漏（尤其在零序參數計算中），計算結果就會出現錯誤。因此，掌握手工全過程計算220kV變電站母線阻抗參數，以檢驗使用軟件計算的過程中有無選擇環節欠缺，可驗證軟件計算結果，使初步應用整定計算軟件的技術人員能駕馭新技術，在應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阻抗參數手工歸算至中、低壓側的全部過程，為地區電網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220kV蘭山變電站的系統外部阻抗參數及兩臺主變壓器參數，結合地區調度整定計算實際需求，進行變電站中、低側母線正序及零序阻抗標幺值參數的等值歸算。一次接線簡圖及系統、主變阻抗參數如圖1、2所示。

圖1 蘭山變一次接線簡圖

圖2 蘭山變系統及主變阻抗參數

2.1 系統基準參數及系統歸算參數

2.1.1 計算基準參數

基準容量 Sj＝100MVA；220kV 基準電壓；Uj＝242kV ；110kV 基準電壓：Uj＝121kV；35kV 基準電壓：Uj＝38.5kV 。

2.1.2 蘭山變220kV母線外部系統等值阻抗

采用由上級?。▍^）調統一歸算下發的蘭山變220kV外部系統等值阻抗標幺值：

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）

此處外部系統正序阻抗參數即為蘭山變220kV母線的正序等值阻抗標幺值，而外部系統的零序阻抗參數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幺值。

2.2 蘭山變主變參數

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

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；聯接組標號：YN.yn0.d11

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

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；聯接組標號：YN.yn0.d11

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

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

2.3 蘭山變110kV母線等值阻抗參數計算

2.3.1 110kV 母線正序阻抗參數計算

大方式下蘭山變110kV母線正序阻抗參數歸算，采用蘭山變220kV母線大方式正序阻抗參數，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、中壓側正序阻抗參數疊加值較大，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，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 母線零序阻抗參數計算

對于地區調度整定計算技術而言，手工進行220kV變電站母線零序阻抗參數的計算，其方式選擇及等值回路均須一一對應且應全面考慮。110kV母線零序阻抗參數的計算，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、低三側零序阻抗參數。本文對蘭山變#1及#2主變單臺高、中壓側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，最后，對不同接地方式計算結果綜合其大、小方式下的邊界值。

①#1主變高、中壓側中性點接地

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母線等值阻抗參數計算

蘭山變35kV母線I、II母之間獨立，無電氣聯系。大方式下計算35kV母線正序阻抗參數時，按蘭山變#1、#2主變并列運行方式考慮，因主變低壓35kV側無電氣聯系，而主變高、中壓側均并列運行，故計算大方式下35kV母線正序阻抗參數時，須將兩臺主變并聯回路考慮周全，一定要計入經中壓側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、低壓側正序阻抗參數疊加值較大，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。

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

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

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

Z1＊.max＝0.1103508；Z1＊.min＝0.15822

3 結束語

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

正確計算新建220kV變電站母線參數是站內繼電保護裝置定值計算工作的基礎，是保障電網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母線零序阻抗參數及一次電氣特殊接線方式下35kV母線正序阻抗參數的計算環節。此方法可用以檢驗使用軟件進行220kV變電站母線阻抗參數計算過程中全部環節的完整性。該方法使初步應用整定計算軟件的技術人員在應用新工具上具備了能控性，使地區調度整定人員在220kV電壓等級的理論計算技術上取得新突破。

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

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