本實用新型涉及電力系統(tǒng)領域，具體涉及一種220kV母線限流電路。

背景技術：

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的日益擴大，區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)，短路電流水平也隨之上升，短路故障對電力系統(tǒng)及其設備的破壞也越來越嚴重，直接影響了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。部分220kV變電站的母線短路電流水平已經(jīng)接近或者超過斷路器的開斷容量，如不采取措施將會導致電網(wǎng)事故，因此需要采取措施限制母線短路電流水平。

傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中限制母線短路電流的主要措施有：電網(wǎng)分層分區(qū)運行、變電站母線分段運行、變壓器中性點小電抗接地以及采用高阻抗變壓器和發(fā)電機等。但是，上述方法都有一定的局限性，如：電網(wǎng)分段分區(qū)運行和變電站母線分段運行會降低系統(tǒng)的安全性和可靠性；變壓器中性點小電抗接地主要用于限制單相短路電流，普適性差；采用高阻抗變壓器和發(fā)電機則會增加無功損耗和電壓降落。

技術實現(xiàn)要素：

因此，本實用新型要解決的技術問題在于克服現(xiàn)有技術中的限制母線短路電流的措施會造成系統(tǒng)可靠性下降的缺陷，從而提供一種220kV母線限流電路。

為此，本實用新型的技術方案如下：

一種220kV母線限流電路，包括：

第一段母線單元；

第二段母線單元；

第一母線分段斷路器；

第一限流單元，其與所述第一母線分段斷路器串聯(lián)后連接于所述第一段母線單元和所述第二段母線單元之間；其中，所述第一限流單元包括：第一電抗器和第一電容器，所述第一電抗器與所述第一電容器并聯(lián)連接后與所述第一母線分段斷路器串聯(lián)。

優(yōu)選地，所述的220kV母線限流電路第三段母線單元；

第二母線分段斷路器；

第二限流單元，其與所述第二母線分段斷路器串聯(lián)后連接于所述第一段母線單元和所述第三段母線單元之間；其中，所述第二限流單元包括：第二電抗器和第二電容器，所述第二電抗器與所述第二電容器并聯(lián)連接后與所述第二母線分段斷路器串聯(lián)。

優(yōu)選地，所述的220kV母線限流電路還包括：

第三母線分段斷路器；

第三限流單元，其與所述第三母線分段斷路器串聯(lián)后連接于所述第二段母線單元和所述第三段母線單元之間；其中，所述第三限流單元包括：第三電抗器和第三電容器，所述第三電抗器與所述第三電容器并聯(lián)連接后與所述第三母線分段斷路器串聯(lián)。

優(yōu)選地，所述第一段母線單元包括：220kVⅠ段母線、第一220kV進線斷路器，第一進線隔離開關，其中，所述第一220kV進線斷路器的一端和所述第一進線隔離開關的一端連接，所述第一進線隔離開關的另一端和所述220kVⅠ段母線連接；

所述第二段母線單元包括：220kVⅡ段母線、第二220kV進線斷路器，第二進線隔離開關，其中，所述第二220kV進線斷路器的一端和所述第二進線隔離開關的一端連接，所述第二進線隔離開關的另一端和所述220kVⅡ段母線連接。

優(yōu)選地，所述第一電抗器的電抗值可調(diào)和/或所述第一電容器的電容值可調(diào)。

優(yōu)選地，所述第一電容器的電容值的范圍為：0.02μF≤C≤1μF。

優(yōu)選地，所述第一電抗器的電抗值為14Ω。

本實用新型技術方案，具有如下優(yōu)點：

1.本實用新型提供的220kV母線限流電路，在分段母線單元之間串聯(lián)限流單元，該限流單元包括并聯(lián)連接的電抗器和電容器。該限流單元在母線正常運行時不改變潮流分布，而在母線出現(xiàn)故障時，增大了母線短路故障時系統(tǒng)的短路阻抗，降低了短路電流，可以有效的限制短路電流，且不會造成系統(tǒng)可靠性的顯著下降。

2.本實用新型提供的220kV母線限流電路，第一電容器的電容值的范圍為：0.02μF≤C≤1μF，其滿足了降低進線斷路器瞬態(tài)恢復過電壓的功效，且節(jié)約了成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例1中220kV母線限流電路的一個具體示例的電路示意圖；

圖2為本實用新型實施例1中220kV變電站母線發(fā)生接地短路故障時的等效原理圖；

附圖標記：1-第一段母線單元，2-第二段母線單元，3-第一限流單元。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，還可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是無線連接，也可以是有線連接。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

此外，下面所描述的本實用新型不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結(jié)合。

實施例1

如圖1所示，本實施提供一種220kV母線限流電路，可以包括：

第一段母線單元1，其中，第一段母線單元1可以包括：220kVⅠ段母線、第一220kV進線斷路器CB1，第一進線隔離開關QS1，其中，第一220kV進線斷路器CB1的一端和第一進線隔離開關QS1的一端連接，第一進線隔離開關QS1的另一端和220kVⅠ段母線連接；

第二段母線單元2，其中，第二段母線單元2可以包括：220kVⅡ段母線、第二220kV進線斷路器CB2，第二進線隔離開關QS2，其中，第二220kV進線斷路器CB2的一端和第二進線隔離開關QS2的一端連接，第二進線隔離開關QS2的另一端和220kVⅡ段母線連接。

第一母線分段斷路器D₁；

第一限流單元3，其與第一母線分段斷路器D₁串聯(lián)后連接于第一段母線單元1和所述第二段母線單元2之間；其中，第一限流單元3包括：第一電抗器L和第一電容器C，第一電抗器L與第一電容器C并聯(lián)連接后與第一母線分段斷路器D₁串聯(lián)。在具體使用中，第一電抗器L的電抗值可調(diào)和/或第一電容器C的電容值可調(diào)，如此設置，便于適合不同的需求。

第一限流單元中的第一電抗器L的作用為：限制系統(tǒng)的短路電流，它的本質(zhì)是通過增加系統(tǒng)聯(lián)系阻抗，降低電網(wǎng)的緊密程度，從而減小變電站母線的短路電流。電容器C的作用為：第一，限制斷路器瞬態(tài)恢復過電壓(限流單元中電抗器的接入造成母線上的斷路器瞬態(tài)恢復過電壓的陡度超過《中華人民共和國標準.GB1984-2003.交流高壓斷路器》中規(guī)定的5.0kV/μs)。第二，限制串聯(lián)電抗器與電容器兩端的操作過電壓水平。它的本質(zhì)是降低母線側(cè)對地電壓的振蕩頻率，從而降低斷路器瞬態(tài)恢復過電壓和操作過電壓。

優(yōu)選地，第一電抗器L在系統(tǒng)中可以等效為電感，其參數(shù)為：L＝44.56mH，X＝14Ω；第一電容器C的電容值的范圍為：0.02μF≤C≤1μF，X＝1.25*10⁷Ω～1*10⁸Ω，等效為開路。因此，通過安裝限流單元增大了母線短路故障時系統(tǒng)的短路阻抗，降低了短路電流，達到限制母線短路電流的目的；而在母線正常運行時不改變潮流分布。

圖2示出了220kV變電站母線發(fā)生接地短路故障時的等效原理圖，下面結(jié)合圖2說明限流單元中電容器容值選擇原理：

以220kV母線Ⅰ段發(fā)生接地故障為例，可利用圖2分析母線串聯(lián)限流單元對斷路器瞬態(tài)恢復過電壓的影響。如圖2所示，R_s1、L_s1為母線Ⅰ段的系統(tǒng)等效阻抗，R_s2、L_s2為母線Ⅱ段的系統(tǒng)等效阻抗，C_s1為母線Ⅰ段的系統(tǒng)等效電容，C_s2為母線Ⅱ段的系統(tǒng)等效電容，C_d1為母線Ⅰ段的對地雜散電容，C_d2為母線Ⅱ段的對地雜散電容，L為串聯(lián)電抗器，C為電容器。CB2為母線Ⅱ段的斷路器，CB1為Ⅰ母線段的斷路器，1為CB2左側(cè)的電壓測量點，2為CB2右側(cè)的電壓測量點。

當母線Ⅰ段及其附近發(fā)生故障后，與母線Ⅱ段相連的第二220kV進線斷路器CB₂分閘，第一電抗器L與C_d2,第一電容器C形成二階振蕩回路，電壓測量點1處振蕩回路的振蕩頻率為：電壓測量點2處的振蕩頻率為：

斷路器CB2的瞬態(tài)恢復過電壓即為電壓測量點1處和電壓測量點2處電壓之差。將瞬態(tài)恢復過電壓的振蕩頻率降低到4kHz以下時，即可將斷路器CB2的瞬態(tài)恢復過電壓的陡度降低到5kV/μs以下(滿足《中華人民共和國標準.GB1984-2003.交流高壓斷路器》的要求)。一般電容器C的容值選為大于0.02μF時可滿足條件，具體數(shù)值需要統(tǒng)計220kV變電站的系統(tǒng)等效阻抗、系統(tǒng)等效電容、對地雜散電容，并計算得出，考慮到實際并聯(lián)電容器的生產(chǎn)條件及經(jīng)濟效益，一般建議電容值不超過1μF。

同理，當母線其他各處發(fā)生短路故障時可按此方法進行分析。

在上述方案的基礎上，本實施例提供的220kV母線限流電路，還可以包括：第三段母線單元；第二母線分段斷路器；第二限流單元，其與第二母線分段斷路器串聯(lián)后連接于第一段母線單元和第三段母線單元之間；其中，第二限流單元包括：第二電抗器和第二電容器，第二電抗器與第二電容器并聯(lián)連接后與所述第二母線分段斷路器串聯(lián)。

在上述方案的基礎上，本實施例提供的220kV母線限流電路，還可以包括：第三母線分段斷路器；第三限流單元，其與第三母線分段斷路器串聯(lián)后連接于第二段母線單元和第三段母線單元之間；其中，第三限流單元包括：第三電抗器和第三電容器，第三電抗器與第三電容器并聯(lián)連接后與第三母線分段斷路器串聯(lián)。

綜上所述，一般可以選擇在任意兩段母線之間均設置限流單元，每個限流單元的結(jié)構可以是相同的，即由電抗器和電容器并聯(lián)形成，電抗器和電容器的參數(shù)選擇根據(jù)上述的方法即可；每個母線單元的結(jié)構也可以是相同的。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型創(chuàng)造的保護范圍之中。