CN102122821B - 一种抑制超、特高压空载线路合闸后工频电压升高的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力系统电子器件领域，具体涉及一种抑制超、特高压空载线路合闸后工频电压升高的方法。本发明提出采用大容量可控高抗抑制合闸空载线路后工频电压升高的方法，空载线路合闸前，将大容量可控高抗的容量调整到较大值，线路合闸后，由于线路不提供电容性无功功率，达到对变电站和线路工频电压的抑制。本发明是采用大容量可控电抗器限制超、特高压线路合闸后工频电压升高的方法，其中可控电抗器的最大容量超过线路正序电容提供的容量。线路合闸前，将大容量可控电抗器调节到最大容量，线路合闸后，使得电抗器对于超、特高压线路过补偿，达到对变电站和线路工频电压的抑制要求。
Description
技术领域
本发明属于电力系统电子器件领域，具体涉及一种抑制超、特高压空载线路合闸后工频电压升高的方法。
背景技术
由于我国西电东送和南北互供等远距离输电的要求，大部分特高压线路和750kV超高压线路都比较长，线路上的电容性无功功率都很大，空载线路合闸后，变电站和线路的工频电压都有较大幅度的升高，甚至超过系统最高运行的要求，对系统正常运行和变电站设备及线路安全运行都有很大影响。目前，普遍采用线路上装设固定可控电抗器对线路的电容性无功功率进行补偿，使得工频电压升高有所限。为了满足线路输送功率和避免谐振等要求，可控电抗器的容量不能太大，目前超、特高压线路上的可控电抗器对线路正序电容的补偿度一般为60～90％，空载线路合闸后，线路仍然向系统提供电容性无功功率，变电站母线和线路的工频电压仍会升高，甚至超过系统最高运行电压的要求。因此，还需要对合闸前变电站的母线电压进行控制，受系统输送功率和无功调试手段等限制，合闸前变电站的母线电压常常难以控制。
基于此，本发明提出了一种采用大容量可控电抗器(TCSR)限制超、特高压线路合闸后工频电压升高的方法，该方法可以达到对变电站和线路工频电压的抑制要求。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提出一种抑制超、特高压空载线路合闸后工频电压升高的方法，采用该方法在线路合闸后，使得电抗器对于超、特高压线路过补偿，达到对变电站和线路工频过电压的抑制要求。
为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种抑制超、特高压空载线路合闸后工频电压升高的方法，在超、特高压线路的M侧安装有断路器K1，在超、特高压线路的N侧安装有断路器K2，其改进之处在于，该方法包括如下步骤：
1)在超、特高压线路上装设有两个可控电抗器，一个可控电抗器安装在线路M侧的断路器K1旁，另一可控电抗器安装在位于线路N侧的断路器K2旁，所述两个可控电抗器的最大容量之和应大于线路正序电容提供的容量；
2)在断路器K1合闸前，将两个可控电抗器的容量均调至最大值；
3)断路器K1合闸后，即合空线操作完成，对断路器K2合闸，该线路正常运行；
其中，在断路器K2合闸后，线路输送有功功率，将两个可控电抗器的容量之和调节至其对线路正序电容的补偿度不超过90％。
其中，所述两个可控电抗器的容量之和大于线路正序电容提供的容量的20％。
其中，所述可控电抗器选用基于高阻抗变压器原理的可控电抗器，所述可控电抗器采用双绕组形式，每个低压侧串联接入电抗器，每组电抗器旁均安装有一由晶闸管和断路器组成的、用于控制该电抗器接通或断开的开关。
其中，所述步骤2)中将两个可控电抗器的容量均调至最大值的方法为：调节可控电抗器低压侧的开关使可控电抗器的各个低压侧只有一个电抗器串联接入，此时两个可控电抗器的容量均为最大值。
由于上述步骤2)中将断路器K1旁的可控电抗器的容量调至最大，使得在进行步骤2)后，使得电抗器对于超、特高压线路过补偿，可以有效抑制M侧变电站母线电压Ub1的工频电压和线路侧电压Ux的工频电压的升高。
本发明的有益效果是：
本发明是采用大容量的可控电抗器限制超、特高压线路合闸后工频电压升高的方法，可控电抗器的最大容量超过线路正序电容提供的容量的120％。线路合闸前，将大容量可控电抗器调节到最大容量，线路合闸后，使得电抗器对于超、特高压线路过补偿，达到对变电站和线路工频电压的抑制要求。
附图说明
图1是采用可控电抗器的特高压输电线路示意图；
图2是基于高阻抗变压器原理的可控电抗器的示意图；
图3是采用现有固定可控电抗器、线路合闸后变电站母线及线路沿线工频电压的分布曲线；
图4是采用本发明的大容量可控电抗器、线路合闸后变电站母线及线路沿线工频电压的分布曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的方法做进一步详细的说明。
如图1所示，本例的抑制超、特高压空载线路合闸后工频电压升高的方法，在超、特高压线路的M侧安装有断路器K1，在超、特高压线路的N侧安装有断路器K2，该方法的具体步骤如下：
1)在超、特高压线路的两侧分别装设一个可控电抗器，其中一个可控电抗器安装在线路M侧的断路器K1旁，另一个可控电抗器安装在位于线路N侧的断路器K2旁，两个可控电抗器的最大容量之和应大于线路正序电容提供的容量。为了避免线路谐振，两个可控电抗器的最大容量之和应大于线路正序电容提供的容量的120％；
2)在断路器K1合闸前，将两个可控电抗器的容量调至最大值。由于将两端的可控电抗器的容量均调至最大，使得电抗器对超、特高压线路过补偿，可以有效抑制M侧变电站母线电压Ub1的工频电压和线路侧电压Ux的工频电压的升高；
3)合空线操作完成后，对断路器K2合闸，该线路正常运行；
4)在断路器K2合闸后，超、特高压线路输送有功功率，将两个可控电抗器的容量之和调节至其对线路正序电容的补偿度不超过90％。
目前超高压和特高压一般采用基于高阻抗变压器原理的大容量变压器式可控电抗器(TCSR)，它采用双绕组形式：在每个低压串联接入几组电抗器，每组电抗器旁均安装有由晶闸管和断路器组成的，用于控制该电抗器接通或断开的开关，以进行分级调节，实现可控电抗器感性无功功率的调节及控制。
如图2所示，可控电抗器包括两个绕组，低压侧串联接入3组电抗器为例，对其控制原理进行说明，该可控电抗器可采用以下3种方式进行控制：
(1)开关sa1、sb1、sc1闭合，sa0、sb0、sc0打开，二次侧串联一个电抗，可控电抗器的容量为840MVar；
(2)开关sa2、sb2、sc2闭合，sa0、sa1；sb0、sb1；sc0、sc1打开，二次侧串联二个电抗，可控电抗器的容量为420MVar；
(3)开关全打开，二次侧串联3个电抗，可控电抗器的容量为210MVar。
采用方式(1)控制时，可控电抗器对线路过补偿，可控电抗器的感性无功功率为线路正序电容提供的容性无功功率的120％及以上；采用方式(2)控制时，可控电抗器对线路欠补偿，可控电抗器的感性无功功率为线路正序电容提供容性无功功率的90％及以下；采用方式(3)控制时，可控电抗器对线路补偿度进一步降低。
实施例
在现有技术的超、特高压输电线路中，普遍采用固定高压并联电抗器(以下简称固定高抗)，固定高抗对线路正序电容的补偿度一般为60～90％，线路合闸后，由于线路仍然向系统提供电容性无功功率，使得合闸后的变电站母线工频电压较合闸前有显著的升高，线路沿线的工频电压也有较大幅度的升高。
以某条750kV同塔双回线路为例，线路全长为350km，线路两端各装设一组额定容量为420MVar的固定高抗，固定高抗对线路正序电容的补偿度为86.9％。线路合闸前，如果变电站母线工频电压为776.2kV，合闸后变电站母线工频电压上升至800kV，线路最高工频电压达到818.5kV。超过了系统最高运行电压800kV的要求。线路合闸后，如果确保变电站母线及线路的工频电压都不超过800kV，线路合闸前还需将变电站的母线电压控制在758kV以下，受系统无功调试手段等因素的限制，母线电压的控制值难以实现。图2给出了线路合闸后变电站母线及线路沿线工频电压的分布曲线。
仍以上述某条750kV同塔双回线路为例，如果线路两端各装设一组最大容量之和为840MVar的可控电抗器，线路合闸前先将线路两侧的可控电抗器调整到最大容量840MVar，达到对线路正序电容的补偿度为173.8％，合闸前变电站母线工频电压仍为776.2kV，合闸后，由于线路提供的感性无功功率，变电站母线电压为675.6kV，而沿线出现的最高电压为676.9kV。抑制了变电站母线和线路的工频电压的升高。图3给出了合闸后变电站母线及线路工频电压分布曲线。
通过下表更直观的比较出某条750kV典型同塔双回线路分别采用常规固定高抗和本发明大容量可控电抗器，在线路合闸前后的变电站母线电压和线路沿线电压以及补偿度：
由上表中结果可以看出：线路合闸前，变电站母线电压均为776.2kV，线路合闸后，采用常规的容量为420MVar的固定高抗的线路，其母线电压升高到800kV，线路沿线电压达到818.5kV，超过了最高允许电压800kV的要求；而采用本发明大容量(容量为840MVar)可控电抗器的线路，其母线电压和线路电压都在较低的水平，对变电站母线工频电压和线路工频电压起到抑制作用。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，结合上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解到：本领域技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。
Claims (2)
1.一种抑制超、特高压空载线路合闸后工频电压升高的方法，在超、特高压线路的M侧安装有断路器K1，在超、特高压线路的N侧安装有断路器K2，其特征在于，该方法包括如下步骤：
1)在超、特高压线路上装设有两个可控电抗器，一个可控电抗器安装在线路M侧的断路器K1旁，另一可控电抗器安装在位于线路N侧的断路器K2旁，所述两个可控电抗器的最大容量之和大于线路正序电容提供的容量的120％；
2)在断路器K1合闸前，调节可控电抗器低压侧的开关使得各个低压侧只有一个电抗器串联接入，此时两个可控电抗器的容量均为最大值；
3)断路器K1合闸后，即合空线操作完成，对断路器K2合闸，该线路正常运行；
4)在断路器K2合闸后，将两个可控电抗器的容量之和调节至其对线路正序电容的补偿度不超过90％。
2.如权利要求1所述的抑制超、特高压空载线路合闸后工频电压升高的方法，其特征在于：所述可控电抗器选用基于高阻抗变压器原理的可控电抗器，所述可控电抗器采用双绕组形式，每个低压侧串联接入电抗器，每组电抗器旁均安装有一由晶闸管和断路器组成的、用于控制该电抗器接通或断开的开关。
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