[发明专利]一种电网短路电流限制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电网短路电流限制方法，属于输变电技术领域。

背景技术

随着我国电力需求的快速增长，电力系统的规模日益扩大，电源和电网更加密集，局部电网短路电流水平也随之上升，部分厂站短路电流已经接近或超过开关额定遮断电流，给电力系统安全运行造成威胁。因此，寻找经济有效的短路电流限制措施，是电网发展面临的重大挑战之一。

目前常用的电网短路电流限制方法主要有以下五种：

方法之一是提高开关的遮断容量。该方法是将厂站现有开关更换为额定遮断电流更大的开关，例如将500kV电压等级的原有额定遮断电流为50kA的开关更换为额定遮断电流为63kA的开关，该方法显然是一种直接有效的解决方法，但由于短路电流越限的变电站一般为枢纽变电站，需要更换的开关数量很多，因此所需的投资大、工期长，一方面购买新开关需要大量资金，另一方面工程实施时只能是逐步更换，使电网枢纽变电站长期处于非正常运行状态，而只要有一个开关未更换完毕，则短路电流越限造成的危险就一直存在。

方法之二是调整电网结构，提升电压等级。下一级电网分层分区运行将原电压等级的网络分成若干区，辐射形接入更高一级的电网，大容量电厂直接接入更高一级的电网中，原有电压等级电网的短路电流将随之降低。在高一级电压等级电网发展的基础上，低电压等级电网分层分区运行是限制短路电流最直接有效的方法，但同样存在经济性差和工期长等方面的问题。

方法之三是变电所采用母线分段运行打开母线分段开关。该方法实施方便，使母线分列运行，可以增大系统阻抗，有效降低短路电流水平，但将削弱系统的电气联系，降低系统安全裕度和运行灵活性，同时有可能引起母线负荷分配不均衡。

方法之四是加装变压器中性点小电抗。在变压器中性点加装小电抗，该方法施工便利，投资较小，但仅对降低电网局部区域单相短路电流的作用较大，对于减轻三相短路故障的短路电流无效，而且还要考虑到系统及变压器中性点的过电压与绝缘配合，对系统的继电保护整定也有一定的影响。

方法之五是采用串联电抗器。但该方法使系统阻抗增加，对系统无功、电压、损耗和稳定性会造成影响，虽然目前研究开发了可控串联电抗器，使其正常运行时阻抗为零，仅在故障电流超过其设定阀值时串入限流阻抗以限制短路电流，但目前所需费用较高、运行经验不足，有待实践检验和推广。

发明内容

本发明的目的是针对变电站常用的3/2接线方式提供一种电网短路电流限制方法，相对已有的电网短路电流限制方法，该方法费用低廉且易于工程实施。

本发明的目的是这样实现的：一种电网短路电流限制方法，所述包括：

A、计算厂站母线短路电流及相连支路的分支电流；

B、确定分支电流最小的支路及其所在的串；

C、比较确定母线短路电流和支路出口短路电流是否越限，若母线短路电流越限，则断开至少一个中开关；若支路出口短路电流越限，则断开线路所在串的位于对侧母线侧的至少一个边开关；若母线短路电流和支路出口短路电流同时越限，则同时断开一个中开关和线路所在串的位于对侧母线侧的一个边开关或交错断开位于不同串和不同母线侧的两个边开关。

所述断开中开关限制母线短路电流时，优先选择提供短路电流最大的串的中开关。

所述断开边开关限制线路出口短路电流时，优先选择提供短路电流最小的线路所在串的位于对侧母线侧的边开关。

所述断开中开关和边开关的方式为固定断开或通过继电保护实现选择性顺序跳闸断开。

与现有技术相比，本发明一种电网短路电流限制方法的优点是:针对当前500kV厂站常用的3/2接线方式，既不更换开关也不降低短路点的短路电流，而是将短路电流越限问题具体到厂站内的开关，正常运行时断开厂站内的至少一个开关或者是多个开关，使厂站处于非全接线方式运行，不需要增加一次设备，就可以隔离部分支路短路电流，从而减小故障隔离过程中流过开关的短路电流，达到降低开关需要开断的短路电流的目的，直至低于开关的额定遮断电流，保证开关成功跳闸隔离故障。本发明提供的电网短路电流限制方法所需投资非常低、经济效益好，实施方便、工期短。

附图说明

图1是固定断开或选择性顺序跳开中开关示意图；

图2是固定断开或选择性顺序跳开边开关示意图；

图3是固定断开或选择性顺序跳开中开关和边开关示意图；

图4是固定交错断开或选择性顺序交错跳开边开关示意图。