关于对软件计算220kV变电站母线参数的验证

刘万旭，王翠霞

（石嘴山供电局，宁夏石嘴山 753000）

1 引言

随着电力能源的紧缺，大电网建设的发展愈发需求系统接入大容量机组，确保电网安全稳定运行对电力系统继电保护技术和管理水平提出了更高的要求。大电网运行实践表明，继电保护的可靠运行，对保证电网安全稳定有着极其重要的作用，而整定计算是决定继电保护能否正确动作的一个关键环节。由此，保护定值整定计算工作，相应要求各环节做到准确可靠，以确保故障状态下保护定值能贴近实际故障量。在220kV变电站母线系统阻抗参数的归算中，运用正确的方法准确计算出变电站各侧母线阻抗参数标幺值，是保证全站保护装置定值计算结果正确的根基。宁夏电网目前统一采用省地一体化软件工具进行220kV变电站母线阻抗参数的计算，提高了整定计算的效率和准确率。对于地区电网继电保护整定计算人员而言，进行220kV变压器保护整定计算工作尚属初步阶段，在应用软件计算参数过程中选择环节如存有疏漏（尤其在零序参数计算中），计算结果就会出现错误。因此，掌握手工全过程计算220kV变电站母线阻抗参数，以检验使用软件计算的过程中有无选择环节欠缺，可验证软件计算结果，使初步应用整定计算软件的技术人员能驾驭新技术，在应用新工具上具备了能控性。本文以实际算例展示了220kV降压变电站从高压母线外部系统阻抗参数手工归算至中、低压侧的全部过程，为地区电网整定计算工作提供了新的途径和方法。

2 实例计算

本文引用宁夏电网220kV兰山变电站的系统外部阻抗参数及两台主变压器参数，结合地区调度整定计算实际需求，进行变电站中、低侧母线正序及零序阻抗标幺值参数的等值归算。一次接线简图及系统、主变阻抗参数如图1、2所示。

图1 兰山变一次接线简图

图2 兰山变系统及主变阻抗参数

2.1 系统基准参数及系统归算参数

2.1.1 计算基准参数

基准容量 Sj＝100MVA；220kV 基准电压；Uj＝242kV ；110kV 基准电压：Uj＝121kV；35kV 基准电压：Uj＝38.5kV 。

2.1.2 兰山变220kV母线外部系统等值阻抗

采用由上级省（区）调统一归算下发的兰山变220kV外部系统等值阻抗标幺值：

正序阻抗：Z1＊.max＝0.00993；Z1＊.min＝0.03125

零序阻抗：Z0＊.max＝0.01673（不考虑主变）；

Z0＊.min＝0.02874（不考虑主变）

此处外部系统正序阻抗参数即为兰山变220kV母线的正序等值阻抗标幺值，而外部系统的零序阻抗参数在计算中未计入兰山变主变的接地点，故不能视为兰山变220kV母线的零序等值阻抗标幺值。

2.2 兰山变主变参数

本文直接引用基准容量及基准电压下的220kV变压器的正序、零序阻抗参数，略去主变阻抗标幺值参数手工计算的步骤。

2.2.1 #1主变

型号：SFPSZ-240000／220；额定容量：240000／240000／72000kVA

额定电压：220±8×1.25%／121／35kV；联接组标号：YN.yn0.d11

Z高1＊＝0.04826；Z中1＊＝-0.00417；Z低1＊＝0.03157；XG1＊＝0.047（低压侧限流电抗器电抗参数）

Z高0＊＝0.048；Z中0＊＝-0.003913；Z低0＊＝0.0314

2.2.2 #2主变

型号：SFPSZ-240000／220；额定容量：240000／240000／72000kVA

额定电压：220±8×1.25%／121／35kV；联接组标号：YN.yn0.d11

Z高1＊＝0.0483；Z中1＊＝-0.0042；Z低1＊＝0.03167；XG1＊＝0.047（低压侧限流电抗器电抗参数）

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

2.3 兰山变110kV母线等值阻抗参数计算

2.3.1 110kV 母线正序阻抗参数计算

大方式下兰山变110kV母线正序阻抗参数归算，采用兰山变220kV母线大方式正序阻抗参数，并按兰山变#1、#2主变并列运行方式考虑，如图3所示。小方式下，按兰山变单台主变运行方式考虑，因#2主变高、中压侧正序阻抗参数叠加值较大，故按#2主变单台运行方式考虑计算该站110kV母线小方式正序阻抗参数，如图4所示。

正序阻抗（最大方式，#1、#2主变并列运行）：

图3 兰山变110kV母线正序大方式下等值阻抗图

图4 兰山变110kV母线正序小方式下等值阻抗图

正序阻抗（最小方式，2#变运行）

Z1＊.min＝0.03125+0.04410＝0.07535

2.3.2 110kV 母线零序阻抗参数计算

对于地区调度整定计算技术而言，手工进行220kV变电站母线零序阻抗参数的计算，其方式选择及等值回路均须一一对应且应全面考虑。110kV母线零序阻抗参数的计算，因零序回路非正序回路直观，其等值回路介入了接地变压器的高、中、低三侧零序阻抗参数。本文对兰山变#1及#2主变单台高、中压侧中性点接地方式分别进行计算，归算出该站不同变压器接地时至110kV母线的零序阻抗参数，最后，对不同接地方式计算结果综合其大、小方式下的边界值。

①#1主变高、中压侧中性点接地

如图5所示为兰山变#1主变接地零序阻抗图。

计算110kV母线最大方式零序阻抗：

计算110kV母线最小方式零序阻抗：

②#2主变高、中压侧中性点接地

如图6所示为兰山变#2主变接地零序阻抗图。

计算110kV母线最大方式零序阻抗：

计算110kV母线最小方式零序阻抗：

图5 兰山变#1主变接地零序阻抗图

图6 兰山变#2主变接地零序阻抗图

2.4 兰山变35kV母线等值阻抗参数计算

兰山变35kV母线I、II母之间独立，无电气联系。大方式下计算35kV母线正序阻抗参数时，按兰山变#1、#2主变并列运行方式考虑，因主变低压35kV侧无电气联系，而主变高、中压侧均并列运行，故计算大方式下35kV母线正序阻抗参数时，须将两台主变并联回路考虑周全，一定要计入经中压侧母线绕回至短路母线的其中一个支路。小方式下，按兰山变单台主变运行方式考虑，因#2主变高、低压侧正序阻抗参数叠加值较大，故按#2主变单台运行方式考虑计算该站35kV母线小方式正序阻抗参数。

2.4.1 35kV I母最大方式下正序阻抗

如图7、8所示分别为兰山变35kVⅠ母、Ⅱ母大方式下正序阻抗图。

图7 兰山变35kVⅠ母大方式下正序阻抗图

图8 兰山变35kVⅡ母大方式下正序阻抗图

2.4.2 35kV II母最大方式下正序阻抗

其计算同35kV I母最大方式下正序阻抗参数的计算。

2.4.3 35kV母线最小方式下正序阻抗

如图9所示为兰山变35kV母线小方式下正序阻抗图。

图9 兰山变35kV母线小方式下正序阻抗图

2.5 兰山变母线等值阻抗综合参数

综合考虑110kV、35kV I、II段母线不同的运行方式，取大、小方式下的综合边界值，以满足整定计算的实际需求。

（1）兰山变110kV母线等值阻抗综合参数

Z1＊.max＝0.031978；Z1＊.min＝0.07535

Z0＊.max＝0.0172305；Z0＊.min＝0.018486

（2）兰山变35kV母线等值阻抗综合参数

Z1＊.max＝0.1103508；Z1＊.min＝0.15822

3 结束语

本文对220kV变电站中、低压侧母线等值阻抗参数进行全过程手算，经与软件计算结果比对，两种计算结果完全一致，该方法有助于初学者对软件使用过程中操作环节完整性的验证，并在工程实际中予以验证，效果良好。

正确计算新建220kV变电站母线参数是站内继电保护装置定值计算工作的基础，是保障电网安全运行的重要条件。本文所提供的实际算例，慎密考虑了220kV变电站不同接地方式下110kV母线零序阻抗参数及一次电气特殊接线方式下35kV母线正序阻抗参数的计算环节。此方法可用以检验使用软件进行220kV变电站母线阻抗参数计算过程中全部环节的完整性。该方法使初步应用整定计算软件的技术人员在应用新工具上具备了能控性，使地区调度整定人员在220kV电压等级的理论计算技术上取得新突破。

［1］江苏省电力公司.电力系统继电保护原理与实用技术（第一版）［M］.北京：中国电力出版社，2006.

［2］国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答（第二版）［M］.北京：中国电力出版社，2000.