500kV变电站串内电流分布影响因素研究

摘要

500kV变电站通常采用一台半断路器主接线，对于串内的各个设备都具有很大的电流安全裕度，因而允许开关、母线电流在满足一定运行方式的前提下短时间超过额定值运行。华东电网500kV变电站主接线增容研究意义在于利用500kV大型枢纽变电站一台半断路器主接线方式产生的电流容量裕度，用低一电流输送等级的串内开关设备输送高一等级的电流，产生巨大的经济效益和社会效益。
　　本文主要进行了以下研究工作:
　　(1)进行等接触电阻条件下串内电流分布PSCAD仿真。为简便起见，首先进行初步分析500kV变电站的电流分布情况，不考虑触头通过电流大小、触头压接压力大小、触头材料温升大小、触头开断闭合动作次数多少和不同的断路器类型等因素对串内电流分布的影响。将所有接触电阻阻值取为相等，考虑在相等接触电阻的条件下，500kV变电站串内电流的分布初步规律。在此初步规律分析基础上，提出500kV变电站运行的基本要求。
　　(2)进行500kV变电站串内电流分布的实测。选取山东省淄博变电站和上海市黄渡变电站为测试对象，依据已有的实验条件，进行500kV变电站串内电流的分布实测，实测的电流、负荷情况与仿真时相同。将实测结果与仿真数据进行比较，判断仿真数据的准确性。
　　(3)搭建影响断路器触头接触电阻因素实验平台并进行实测，进行断路器的接触电阻随触头通过电流大小、触头压接压力大小、触头材料温升大小、触头开断闭合动作次数多少和不同的断路器类型等因素的影响因素试验，利用单影响因素变量变化的方法，例如研究断路器触头接触电阻随触头通过电流大小影响因素变化的情况时，保持触头压接压力大小、触头材料温升大小、触头开断闭合动作次数多少和断路器类型等其他影响因素不变，以此类推，逐一研究不同的影响因素对断路器触头接触电阻的影响。利用MATLAB中的曲线拟合工具箱，对得到的断路器触头接触电阻的影响因素实测数据进行曲线拟合，得到接触电阻影响因素的拟合曲线和拟合公式，为下一步进行500kV变电站串内电流分布的深入研究提供实验和数据依据。
　　(4)进行考虑断路器触头接触电阻变化的串内电流分布PSCAD仿真。将接断路器触电阻随触头通过电流大小、触头压接压力大小、触头材料温升大小、触头开断闭合动作次数多少和不同的断路器类型等影响因素变化而变化的情况加入到其对串内电流分布规律的影响，察看其相应的影响关系，考察计入这些影响因素后对串内电流分布的规律影响。提出了一般情况下500kV变电站的运行建议。
　　(5)进行500kV变电站串内电流分布分配系数计算。准确获得每串进线出线的电流值对各台断路器支路的电流大小的影响关系，选择计算系统的输入输出传递函数矩阵，揭示各条断路器支路电流的数值与各条进线出线的电流值之间的定量分配关系，并且能够准确得知各进线出线串电流值变化对各台断路器支路电流的影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 500kV变电站串内电流分布影响因素研究的背景概述

1．1．1 目前我国电力系统网络发展情况概述

1．1．2 用电量增长趋势

1．1．3 500kV变电站增容意义概述

1．2 500kV变电站主接线概述

1．2．1 一台半断路器主接线概述

1．2．2 一台半断路器主接线特点

1．3 接触电阻概述

1．3．1 接触电阻的概念及基本要求

1．3．2 断路器触头接触电阻影响因素概述

1．4 电力系统潮流计算方法概述

1．5 本文主要研究内容

第二章 等接触电阻条件下串内电流分布分析

2．1 变电站串内接线

2．2 两串的电流分布情况分析

2．3 两串的电流分布仿真及分析

2．3．1 线路额定值仿真

2．3．2 线路额定值和N-1限额值仿真

2．3．3 线路额定值和开关额定值仿真

2．3．4 开关额定值仿真

2．4 复杂串的串内电流分布分析

2．5 本章小结

第三章 500kV变电站电流分布实际测量

3．1 变电站电流分布初步测量

3．2 500kV黄渡站电流分布实际测量

3．3 本章小结

第四章 考虑断路器触头接触电阻变化的串内电流分布分析

4．1 影响断路器触头接触电阻数值因素实验平台搭建和实测

4．1．1 电流因素实测

4．1．2 压力因素实测

4．1．3 温度因素实测

4．1．4 开合动作次数因素实测

4．2 影响断路器触头接触电阻数值因素实验数据曲线拟合

4．2．1 电流因素实测数据曲线拟合

4．2．2 压力因素实测数据曲线拟合

4．2．3 温度因素实测数据曲线拟合

4．2．4 开合动作次数因素实测数据曲线拟合

4．3 考虑断路器触头接触电阻变化的串内电流分布分析

4．4 500kV变电站运行建议

4．5 本章小结

第五章 500kV变电站串内电流分布分配系数计算

5．1 简单2串电流分布分配系数计算

5．2 复杂3串电流分布分配系数计算

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢