CN102437581B - 一种串补装置的电容器平台 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电力系统灵活交流输电领域，具体涉及一种串补装置的电容器平台，本发明提供的一种布局紧凑、结构合理的串补装置的电容器平台布置方案，可用于固定串补装置，尤其是750kV、1000kV电压等级的固定串联电容器补偿装置。该布置方案充分考虑主设备绝缘，协调各主设备的总体布置，合理摆放，平衡各点受力，实现合理利用平台空间的目的。

Description

一种串补装置的电容器平台
技术领域
本发明属于电力系统灵活交流输电(FACTS)领域，具体涉及一种串补装置的电容器平台，特别适用于固定串联电容器补偿装置(FSC)，尤其是750kV、1000kV电压等级的固定串联电容器补偿装置。
背景技术
全球一次能源和电力负荷在地理位置上的分布存在很大差异，这一差异在我国表现的尤为突出。随着经济发展，能源供给与电力消费间的供需矛盾日趋严重，远距离、大容量、跨区域输电能够有效缓解电力供需矛盾，成为现代电力系统最重要的特征之一，但同时也对电网的输电能力提出了更高的要求。
交流输电系统的串联电容器补偿技术(简称串补)是将电力电容器串联于交流输电线路中，补偿交流输电线路的部分感性阻抗，从而达到增加线路输送容量、提高系统稳定性、节约投资的目的。在远距离、大容量输电系统中，随着输电距离的增加，其输送能力受到越来越多的限制，而串补是解决这个问题、提高超/特高压输电线路送电能力的重要手段之一，具有非常巨大的经济价值，目前在世界各国电力系统中获到了广泛的应用。
现有500kV固定串补的电容器平台一般为矩形平台，横向摆放，从右向左依次为单H桥接线的电容器组、金属氧化物限压器MOV、阻尼电阻-MOV、阻尼电抗器和火花间隙GAP。其中，大多数情况下阻尼电抗器、阻尼电阻-MOV的容量不大，采用单个结构，所占面积较小，所以阻尼装置(包括阻尼电抗器、阻尼电阻-MOV)和火花间隙一般采用上下并列布置。电容器不平衡电流互感器CT位于H桥接线的电容器组两桥臂中间。母排沿矩形长边直线布置，一般情况下，矩形下长边母排直接和电容器平台短接，因此，矩形下长边母排定义为低压母排，矩形上长边母排相对于电容器平台的电位较高而定义为高压母排。通常，平台左短边上半部分边缘还有一段用连接串补装置旁路断路器的母排，此母排也称为断路器母排，用于连接旁路断路器。
以电容器组采用双H桥接线的固定串补为例，主电路结构示意图如附图1中所示，除旁路断路器、隔离开关和控制保护系统等之外，串补装置的主要设备还包括：采用钢结构的电容器平台、采用双H桥接线的电容器组、金属氧化物限压器MOV、火花间隙GAP、阻尼装置、电流互感器CT、低/高压母排及连接金具等。H桥电容器组上端与高压母排相连，下端与低压母排相连。两组MOV支路各单元并联后上端与高压母排相连，下端与低压母排相连。阻尼电抗器与阻尼电阻+MOV并联后上端与高压母排相连，下端与GAP相连，GAP下端与低压母排相连。随着电压等级的升高(750kV、1000kV)电容器单元明显增多，单个H桥接线的结构已无法满足应用需要，需采用双H桥并联结构、甚至三H桥并联结构；阻尼装置容量也相应增大，需要采用并联方案。考虑到串补装置电容器平台上的设备较多，连接相对复杂，同时在满足维护、方便更换设备的基础上，又需要满足相应的电气绝缘性能，因此，对金属氧化物限压器MOV、火花间隙和阻尼装置等的安装技术和安装工艺的要求较高。
这些都与现有500kV串补存在较大差别，照搬采用现有500kV电容器平台的布置方案已经无法使1000kV/750kV电容器平台布置达到预期效果。因此，设计一个全新的、适用于750kV/1000kV电容器平台布置方案迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是提供一种串补装置的电容器平台布置方案，可用于固定串补装置，该布置方案充分考虑主设备绝缘，协调各主设备的总体布置，合理摆放，平衡各点受力，实现合理利用平台空间的目的。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
一种串补装置的电容器平台，所述电容器平台包括至少一个的电容器组、至少一个的金属氧化物限压器MOV、至少一个的火花间隙GAP和至少一个的阻尼装置；所述电容器平台采用钢结构制成，其改进之处在于，金属氧化物限压器MOV、火花间隙GAP和阻尼装置布置在所述电容器平台上，包括如下方案：
A、所述电容器平台横向摆放；所述电容器组分别与阻尼装置、火花间隙GAP和金属氧化物限压器MOV对立设置；所述阻尼装置、火花间隙GAP和金属氧化物限压器MOV设置在所述电容器平台的同一侧；所述阻尼装置设置于火花间隙GAP和金属氧化物限压器MOV的上方或镜像摆放；或
B、所述电容器平台横向摆放；所述电容器组设置于所述阻尼装置、火花间隙GAP和金属氧化物限压器MOV的上方或镜像摆放；所述阻尼装置分别与所述火花间隙GAP和金属氧化物限压器MOV对立设置。
本发明提供的一种优选的技术方案是：所述电容器平台包括至少一个的电流互感器CT、低压母排、高压母排和断路器母排；所述至少一个的电流互感器CT设置于电容器组之间。
本发明提供的第二优选的技术方案是：所述电容器组采用双H桥接线。
本发明提供的第三优选的技术方案是：所述阻尼装置包括阻尼电抗器、阻尼电阻和金属氧化物限压器MOV’；所述阻尼电阻和金属氧化物限压器MOV’组成阻尼电阻-MOV’装置。
本发明提供的第四优选的技术方案是：所述方案A中，所述低压母排沿着平台长边边缘直至短边横向中心线后再与电容器组的桥臂连接，呈带钩的L型；所述高压母排沿电容器平台长边直线布置；
所述高压母排所述方案B中，所述低压母排成倒T型设置于所述平台上；所述高压母排呈带钩的宝盖型设置在所述电容器平台上。
本发明提供的第五优选的技术方案是：所述方案A中，所述双H桥接线的电容器组的上桥臂与所述高压母排连接；下桥臂之间依次连接后与所述低压母排连接；所述方案B中，所述双H桥接线的电容器组对称设置在倒T型的低压母排的两边；所述电容器组一端与高压母排连接，另一端与低压母排连接。
本发明提供的第六优选的技术方案是：所述方案A中，所述阻尼装置设置于横向中心线低压母排与高压母排之间；所述火花间隙GAP和金属氧化物限压器MOV设置于横向中心线低压母排的下方；
所述方案B中，所述阻尼装置设置于横向中心线高压母线与低压母线之间，倒T型低压母排的一侧；所述火花间隙GAP和金属氧化物限压器MOV对称设置于倒T型低压母排的另一侧，与阻尼装置相对应。
本发明提供的第七优选的技术方案是：所述方案A和方案B中，至少两个的阻尼电抗器并联连接后再与高压母排和断路器母排连接。
本发明提供的第八优选的技术方案是：所述方案A和方案B中，至少一个的阻尼电阻-MOV’装置设置于阻尼电抗器连接线的空隙处；所述阻尼电阻-MOV’装置并联连接后分别与高压母排和火花间隙GAP连接。
本发明提供的第九优选的技术方案是：所述方案A和方案B中，所述至少一个的金属氧化物限压器MOV串联后形成MOV支路；所述MOV支路的两端分别与高压母排和低压母排连接。
与现有技术相比，本发明达到的有益效果是：
本发明提供的串补装置的电容器平台布置方案结构合理、布置紧凑，能有效地节省空间、协调各主设备的总体布置，平衡各点受力，满足主设备绝缘要求、方便安装，特别适用于750kV/1000kV特高压固定串补工程。
附图说明
图1是电容器组采用双H桥型接线的固定串补的单相原理图；
图2是依据本发明的串补电容器平台布置方案1；
图3是依据本发明的串补电容器平台布置方案2。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
本发明提供的串补装置的电容器平台包括电容器组、金属氧化物限压器MOV、火花间隙GAP、阻尼装置、电流互感器CT；这些设备合理地布置在采用钢结构的电容器平台上。
本发明提供的串补装置的电容器平台布置采用以下设计方案：
方案1：串补装置的电容器平台布置方案的俯视图如图2所示，其中，电容器平台横向摆放，电容器组集中布置在电容器平台的右侧，阻尼装置、火花间隙GAP、金属氧化物限压器MOV布置在平台的左侧，也可镜像摆放，镜像摆放即电容器组集中布置在电容器平台的左侧，阻尼装置、GAP、MOV布置在电容器平台的右侧；其中，阻尼装置在上方，GAP和MOV在下方，也可镜像摆放，镜像摆放即GAP和MOV在上方，阻尼装置在下方。
方案2：串补装置的电容器平台布置方案的俯视图如图3所示，其中电容器平台横向摆放，电容器组集中布置在电容器平台上方，阻尼装置、GAP和MOV布置在平台的下方，也可镜像摆放，镜像摆放即电容器组集中布置在电容器平台下方，阻尼装置、GAP和MOV布置在平台的上方；其中，阻尼装置在左侧，GAP和MOV在右侧，也可镜像摆放，镜像摆放即GAP和MOV在左侧，阻尼装置在右侧。
下面实施例为本发明的非限定性实施例。
实施例1
下面以电容器组采用双H桥型接线的固定串联电容器补偿装置为例，对电容器平台布置方案1详细阐述具体实施方式：
图1为电容器组采用双H桥型接线的固定串补单相原理图，其平台布置俯视图如图2所示，图中，最外沿黑色带圆角矩形表示串补装置得钢结构电容器平台。其中，位于平台长边边缘的双线为母排，其中，平台上方母排为直线布置，此母排为高压母排，平台下方母排从右往左直线延伸至平台边缘后，顺平台拐弯延至平台左边短边中部后向平台横向中心线延伸直至最左边安放的电容器组桥臂中部为止，此母排为低压母排；平台左短边上半部分边缘还有一段用于连接串补装置旁路断路器的母排，此母排为断路器母排。
所有主设备都布置在各母排中间的位置。其中，右边为双H桥接线的电容器组，其中，两个H桥左右并排布置，两个电容器不平衡的电流互感器CT位于两个H桥的中间，两个H桥的四个上桥臂分别与高压母排连接，四个下桥臂两两相连，最左边那个H桥下桥臂与位于横向中心线的低压母排的末端连接，连接方式不限此一种，但原则是统一的，即：H桥桥臂的一侧与高压母排相连，另一侧与低压母排相连，如果电容器组采用3个或更多H桥结构，仍采用方案1中的布局，将电容器组再向右扩一格，集中布置在平台右侧。
其它主设备位于平台的左侧，与电容器组相邻。其中，阻尼装置位于横向中心线的低压母排的上方，GAP和MOV位于低压母排的下方。
阻尼装置包括阻尼电抗器、阻尼电阻和金属氧化物限压器MOV’，以两个阻尼装置为例，两个阻尼电抗器并联连接后，分别在上端与高压母排相连，其中，阻尼电抗器A左侧与旁路断路器母排相连；两个阻尼电阻-MOV’装置分别位于阻尼电抗器连接线的上下空隙处，两个阻尼电阻-MOV’装置并联连接后，分别在右侧与高压母排连接金属氧化物限压器MOV的线路相连，其中，阻尼电阻-MOV’装置B与火花间隙GAP相连；火花间隙GAP底部与低压母排相连；两组金属氧化物限压器MOV支路并联后一端与高压母排相连，另一端与低压母排相连，如果容量比较大，可以采用三组或更多组支路。
实施例2
下面以电容器组采用双H桥型接线的固定串联电容器补偿装置为例，对电容器平台布置方案2详细阐述具体实施方式：
方案2的串补电容器平台俯视图如图3所示，其中，与方案1不同的是：
低压母排成倒T型设置于电容器平台上；高压母排呈带钩的宝盖型设置在电容器平台上；双H桥接线的电容器组对称设置在倒T型的低压母排的两边；电容器组一端与高压母排连接，另一端与低压母排连接。
阻尼装置设置于横向中心线高压母线与低压母线之间，倒T型低压母排的一侧；火花间隙GAP和金属氧化物限压器MOV对称设置于倒T型低压母排的另一侧，与阻尼装置相对应。
关于高、低压母排的定义，由于电容器两端存在电压差，所以平台上必然存在高压侧与低压侧，将与平台电位相等的一侧定义为低压侧，连接所有设备低压侧的母排定义为低压母排，将高于平台电压的一侧定义为高压侧，连接所有设备高压侧的母排定义为高压母排。
本发明提供的一种布局紧凑、结构合理的串补装置的电容器平台布置方案，可用于固定串联电容器补偿装置，尤其是750kV、1000kV电压等级的固定串联电容器补偿装置。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本发明后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，这些变更、修改或者等同替换，其均在其申请待批的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种串补装置的电容器平台，所述电容器平台包括至少一个的电容器组、至少一个的金属氧化物限压器MOV、至少一个的火花间隙GAP和至少一个的阻尼装置；所述电容器平台采用钢结构制成，其特征在于，金属氧化物限压器MOV、火花间隙GAP和阻尼装置布置在所述电容器平台上，包括如下方案：
A、所述电容器平台横向摆放；所述电容器组分别与阻尼装置、火花间隙GAP和金属氧化物限压器MOV对立设置；所述阻尼装置、火花间隙GAP和金属氧化物限压器MOV设置在所述电容器平台的同一侧；所述阻尼装置设置于火花间隙GAP和金属氧化物限压器MOV的上方或镜像摆放；或
B、所述电容器平台横向摆放；所述电容器组设置于所述阻尼装置、火花间隙GAP和金属氧化物限压器MOV的上方或镜像摆放；所述阻尼装置分别与所述火花间隙GAP和金属氧化物限压器MOV对立设置；
所述方案A中，低压母排沿着平台长边边缘直至短边横向中心线后再与电容器组的桥臂连接，呈带钩的L型；高压母排沿电容器平台长边直线布置；
所述方案B中，低压母排成倒T型设置于所述平台上；高压母排呈带钩的宝盖型设置在所述电容器平台上。
2.如权利要求1所述的电容器平台，其特征在于，所述电容器平台包括至少一个的电流互感器CT、低压母排、高压母排和断路器母排；所述至少一个的电流互感器CT设置于电容器组之间。
3. 如权利要求1所述的电容器平台，其特征在于，所述电容器组采用双H桥接线。
4. 如权利要求1所述的电容器平台，其特征在于，所述阻尼装置包括阻尼电抗器、阻尼电阻和金属氧化物限压器MOV’；所述阻尼电阻和金属氧化物限压器MOV’组成阻尼电阻-MOV’装置。
5. 如权利要求3所述的电容器平台，其特征在于，方案A中，所述双H桥接线的电容器组的上桥臂与高压母排连接；下桥臂之间依次连接后与低压母排连接；
方案B中，双H桥接线的电容器组对称设置在倒T型的低压母排的两边；所述电容器组一端与高压母排连接，另一端与低压母排连接。
6. 如权利要求1所述的电容器平台，其特征在于，所述方案A中，所述阻尼装置设置于横向中心线低压母排与高压母排之间；所述火花间隙GAP和金属氧化物限压器MOV设置于横向中心线低压母排的下方；
所述方案B中，所述阻尼装置设置于横向中心线高压母线与低压母线之间，倒T型低压母排的一侧；所述火花间隙GAP和金属氧化物限压器MOV对称设置于倒T型低压母排的另一侧，与阻尼装置相对应。
7. 如权利要求4所述的电容器平台，其特征在于，方案A和方案B中，至少两个的阻尼电抗器并联连接后再与高压母排和断路器母排连接。
8. 如权利要求4所述的电容器平台，其特征在于，方案A和方案B中，至少一个的阻尼电阻-MOV’装置设置于阻尼电抗器连接线的空隙处；所述阻尼电阻-MOV’装置并联连接后分别与高压母排和火花间隙GAP连接。
9. 如权利要求1所述的电容器平台，其特征在于，所述方案A和方案B中，所述至少一个的金属氧化物限压器MOV串联后形成MOV支路；所述MOV支路的两端分别与高压母排和低压母排连接。
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Inventor before: Wu Shouyuan

Inventor before: Zhao Bo

Inventor before: Jin Xuefen

Inventor before: Li Qingguang

Inventor before: Dai Chaobo

Inventor before: Wei Donghua

Inventor before: Song Hongquan

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Granted publication date: 20140521