输电线路抑制系统次同步谐振的可控串补装置的制作方法

xiaoxiao2020-08-01  1

专利名称:输电线路抑制系统次同步谐振的可控串补装置的制作方法
技术领域
本实用新型涉及输配电技术领域,具体涉及一种用于输电线路抑制系统次同步谐振的可控串补装置。
背景技术
由于我国发电资源分布与用电负荷地理位置上分布极不均衡,大容量、远距离输电,实现全国电网互联将是我国电网发展的特点。提高系统暂态稳定性和增加传输功率、改善系统阻尼、迅速抑制系统故障后振荡、抑制次同步谐振是我国串联补偿应用的主要目的。但是采用固定串联电容补偿技术可能引发次同步谐振(SSR)。轻微的次同步谐振会降低汽轮发电机轴系的寿命,严重的次同步谐振可导致汽轮发电机轴系断裂,威胁机组和电力系统的安全稳定运行。1970年12月和1971年10月位于美国内华达州南部的Mohave火电厂发电机组轴系由于串补电容引发了两次次同步谐振,次同步谐振问题才引起广泛关注,开展了一系列调查研究。随着串联补偿装置在世界许多国家广泛应用,次同步谐振的抑制措施也受到广泛的重视,开发出多种抑制次同步谐振的技术,主要有:一、使用可控串联补偿技术。二、静止阻塞滤波器,理论上讲静止阻塞滤波器可以有效减少机电扭矩相互作用和暂态力矩放大效应,但该方法的缺点是费用高、占地面积大,其阻塞效果还取决于对扭振频率的预测和发电机参数的测量,而扭振频率随负载等情况的变化而有所变化,如果参数不当反而激发起严重的谐振。三、附加励磁阻尼控制,这种技术主要适合于次同步谐振风险不是很大的系统,起到一定的辅助作用,但对于次同步谐振风险较大的系统,其作用有限。四、应用静止无功补偿器(SVC)抑制次同步谐振,SVC抑制次同步谐振的效果与补偿容量有关,还与系统运行情况及控制策略有关,如策略不当,阻尼次同步谐振的效果就会差很多。

实用新型内容有鉴于此,本实用新型的目的在于基于可控串联补偿技术,提供一种输电线路抑制系统次同步谐振的可控串补装置,从而更好地抑制次同步谐振,提高输配电系统的系统传输能力和稳定性。根据本实用新型的一个方面,提供一种输电线路抑制系统次同步谐振的可控串补装置,所述装置包括:串联电容器组、阻尼装置和晶闸管阀,其中,所述阻尼装置和所述晶闸管阀串联后再与所述串联电容器组并联。优选地,所述串联电容器组由多台电容器通过串联方式组成;所述阻尼装置用于限制所述串联电容器组的放电电流的幅值和频率,使其很快衰减,还用于迅速泄放所述串联电容器组的残余电荷;以及[0013]所述晶闸管阀通过控制其导通时刻来改变流过其所在支路的电流,从而改变所述可控串补装置的等值阻抗。优选地,所述阻尼装置实现为电感。优选地,所述晶闸管阀采用卧式结构,包括反向并联的两个晶闸管。优选地,所述装置进一步包括:金属氧化物限压器、强制火花放电装置和旁路断路器,其中,所述金属氧化物限压器与所述串联电容器组并联,用于限制所述串联电容器组的过电压,以作为所述串联电容器组的主保护电路;所述强制火花放电装置与所述串联电容器组并联,用于快速触发而将所述串联电容器组旁路,以作为所述金属氧化物限压器的主保护电路和所述串联电容器组的后备保护电路;所述旁路断路器是一与所述串联电容器组并联的隔离开关,用于进行所述可控串补装置中串补功能的投入和退出的操作。优选地,所述金属氧化物限压器在正常运行工况下呈现高阻值,不导通,而当流过所述串联电容器组的电流超过正常范围而造成所述串联电容器组电压过高时,所述金属氧化物限压器导通以吸收电流能量,从而起到保护所述串联电容器组的作用。根据上述技术方案,本实用新型在输电线路中间加入串联电容器组,由电容器组和双向晶闸管控制的电感并联构成可控串补电路。本实用新型中的可控串补装置可通过控制晶闸管的触发角来实现对阻抗的平滑控制,相对固定串补而言,能够更有效地提高系统传输能力、控制系统潮流、抑制系统振汤、提闻系统暂态稳定性,起到减小线路电抗、提闻系统稳定性、改善功率分布的作用。

图1是本实用新型具体实施方式
中输电线路抑制系统次同步谐振的可控串补装置的电路图。
具体实施方式
由于现有技术的电力系统中采用固定串联电容补偿技术,串联的电容器组的容抗会在输电线路上产生一定相位偏差,从而引发次同步谐振现象。本实用新型的思路在于:通过包括串联电容器组在内的可控串补电路装置,从而实现对所偏差相位的补偿。相对固定串补而言,本实用新型能够更有效地提高系统传输能力、控制系统潮流、抑制系统振荡、提高系统暂态稳定性,起到减小线路电抗、提高系统稳定性、改善功率分布的作用。上述实用新型构思具体体现在如下具体实施方式
的介绍中。图1是本实用新型具体实施方式
中输电线路抑制系统次同步谐振的可控串补装置的电路图。如图1所示,可控串补装置包括:串联电容器组C、金属氧化物限压器MOV、强制火花放电装置GAP、阻尼装置L、旁路断路器BPB和晶闸管阀TSW等。其中,串联电容器组、晶闸管阀和阻尼装置是该装置的核心功能部件,也就是说,电容器组和由晶闸管阀控制的阻尼装置并联可组成可控串补装置。串联电容器组C是可控串补装置中的一个主要工作元件,其由多台电容器通过串联方式组成。金属氧化物限压器MOV与该电容器组并联,用于限制电容器组的过电压,是串联电容器组的主保护电路。金属氧化物限压器MOV在正常运行工况下呈现高阻值,不导通,而当流过串联电容器组的电流超过正常范围而造成电容器组电压过高时,金属氧化物限压器MOV导通以吸收电流能量,从而起到保护串联电容器组的作用。强制火花放电装置GAP与该电容器组并联,其能够快速触发而将串联电容器组旁路,它是金属氧化物限压器MOV的主保护电路和串联电容器组的后备保护电路。旁路断路器BPB实现为与所述串联电容器组并联的隔离开关,用于进行装置中串补功能的投入和退出的操作。此外,旁路断路器BPB合闸后,可使火花间隙电弧迅速熄灭,防止火花间隙燃弧时间过长。阻尼装置L实现为电感,用于限制串联电容器组放电电流的幅值和频率,使其很快衰减,从而减小放电电流对电容器组、旁路断路器和强制火花放电装置GAP的损害,还用于迅速泄放电容器组的残余电荷。晶闸管阀TSW是可控串补装置中一个重要的设备,通过控制晶闸管阀的导通时刻可以改变流过其所在电抗器支路的电流,从而改变可控串补装置的等值阻抗。该晶闸管阀采用卧式结构,主要包括反并联的双向晶闸管。上述可控串补装置可在系统触发器的控制下,使得自身阻抗在感性或容性区间内连续变化,以在发电机中产生一个与转速偏差信号相位相近的附加转矩,从而有效阻尼系统的低频振荡。可见,本实用新型中的可控串补是通过晶闸管控制来调节补偿度。两个晶闸管反向并联且串联在电抗器支路中,通过改变晶闸管的触发角,可以改变流过电抗器支路的电流,使晶闸管控制电容器回路呈现总的阻抗在感性或容性区间连续变化,以改变系统电气参数来调节线路潮流。通过适当的控制,可控串补装置可以实现对系统低频振荡的阻尼。根据上述具体实施方式
介绍可知,本实用新型中的可控串补装置通过控制晶闸管的触发角来实现对阻抗的平滑控制,相对固定串补而言,能够更有效地提高系统传输能力、控制系统潮流、抑制系统振汤、提闻系统暂态稳定性,起到减小线路电抗、提闻系统稳定性、改善功率分布的作用。
权利要求1.一种输电线路抑制系统次同步谐振的可控串补装置,其特征在于, 所述装置包括:串联电容器组、阻尼装置和晶闸管阀,其中, 所述阻尼装置和所述晶闸管阀串联后再与所述串联电容器组并联。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于, 所述串联电容器组由多台电容器通过串联方式组成; 所述阻尼装置用于限制所述串联电容器组的放电电流的幅值和频率,使其很快衰减,还用于迅速泄放所述串联电容器组的残余电荷;以及 所述晶闸管阀通过控制其导通时刻来改变流过其所在支路的电流,从而改变所述可控串补装置的等值阻抗。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述阻尼装置实现为电感。
4.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述晶闸管阀采用卧式结构,包括反向并联的两个晶闸管。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置进一步包括:金属氧化物限压器、强制火花放电装置和旁路断路器,其中, 所述金属氧化物限压器与所述串联电容器组并联,用于限制所述串联电容器组的过电压,以作为所述串联电容器组的主保护电路; 所述强制火花放电装置与所述串联电容器组并联,用于快速触发而将所述串联电容器组旁路,以作为所述金属氧化物限压器的主保护电路和所述串联电容器组的后备保护电路; 所述旁路断路器是一与所述串联电容器组并联的隔离开关,用于进行所述可控串补装置中串补功能的投入和退出的操作。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述金属氧化物限压器在正常运行工况下呈现高阻值,不导通,而当流过所述串联电容器组的电流超过正常范围而造成所述串联电容器组电压过高时,所述金属氧化物限压器导通以吸收电流能量,从而起到保护所述串联电容器组的作用。
专利摘要本实用新型公开了一种输电线路抑制系统次同步谐振的可控串补装置。本实用新型中的可控串补装置可通过控制晶闸管的触发角来实现对阻抗的平滑控制,相对固定串补而言,能够更有效地提高系统传输能力、控制系统潮流、抑制系统振荡、提高系统暂态稳定性,起到减小线路电抗、提高系统稳定性、改善功率分布的作用。
文档编号H02J3/01GK203039369SQ20132001672
公开日2013年7月3日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者张海涛, 任远, 王启银, 王晓强, 赵锐 申请人:山西省电力公司大同供电分公司, 国家电网公司

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