CN106130020B - 一种适用于双回线路的串联补偿装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种适用于双回线路的串联补偿装置。包含一台串联变压器以及一个换流器。一个换流器及双回输电线路分别与一台串联变压器的三个绕组连接。本申请提供的装置方案可独立安装于输电系统作为静止同步串联补偿器使用，也可作为统一潮流控制器、可转换静止补偿器、线间潮流控制器和统一电能质量调节器串联接入输电系统装置的组成部分。此装置可以节省换流器容量，提高串联补偿装置的应用效率，降低了成本和占地面积。

Description

一种适用于双回线路的串联补偿装置
技术领域
本发明涉及柔性交流输电领域，具体涉及一种适用于双回线路的串联补偿装置。
背景技术
柔性交流输电系统(FACTS)的设备可分为串联补偿装置、并联补偿装置和综合控制装置。其中并联补偿装置可以直接接入各种等级的电网中，而串联补偿装置及综合控制装置由于一端需串联接入电网，需综合可靠性、灵活性及安全性，研究其接入方式。
串联补偿装置和综合控制装置中，静止同步串联补偿器(SSSC)、统一潮流控制器(UPFC)、线间潮流控制器(IPFC)和可转换静止补偿器(CSC)都是可以提高系统输电能力和调控能力的柔性输电设备；还有一种统一电能质量调节器(UPQC)，可以改善线路的电能质量。除静止同步串联补偿器外，其他设备都有两个换流器，且有相应的变压器完成隔离和变压等功能。因为静止同步串联补偿器一般作为其他装置的一种附加运行方式，所以也可列入同类。
目前串联补偿装置或者综合控制装置的串联补偿端，均是通过串联变压器接入电网。我国110kV及以上电网大部分采用双回线路结构，这就需要两台串联变压器将两套串联补偿装置分别串联接入双回线路，势必增加了占地面积和投资成本，同时多台串联变压器也使得整体损耗增大。对采用更多回线路结构的电网，成本、占地和设备损耗将进一步限制了串联补偿装置的应用。为了解决以上不足，提高FACTS接入电网的经济性，需要一种更适用于双回线路的串联补偿装置。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种适用于双回线路的串联补偿装置,综合考虑成本、体积和设备损耗，满足FACTS接入电网的经济性和可靠性。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种适用于双回线路的串联补偿装置，包含至少一个电压源换流器和一台三相多绕组变压器，所述多绕组变压器的至少两个绕组分别串联接入三相的双回线路，至少一个绕组与电压源换流器的三相交流侧连接。
上述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，所述多绕组变压器与电压源换流器连接的绕组采用星型直接接地、或者星型经电阻接地、或者角型的接法。
上述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，所述多绕组变压器采用三相一体的结构时，包含有一个角型的平衡绕组空载运行。
上述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，所述的电压源换流器数量大于1时，多个换流器的接入方式包括但不限于：所有换流器的交流侧并联连接后接入变压器的一个绕组；多个换流器分别接入变压器的多个绕组，每个换流器对应接入一个变压器绕组；多个换流器交流侧分组并联后接入变压器的多个绕组。
上述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，所述换流器与变压器之间设有但不限于：断路器、刀闸、避雷器、旁路装置部分或所有设备。
上述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，旁路装置用于交流系统相间或线间旁路，具体装置为旁路断路器、或者晶闸管阀、或者火花间隙。
上述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，所述多绕组变压器与输电线路之间设有但不限于：断路器、刀闸、避雷器、旁路装置部分或所有设备。
上述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，所述的双回线路可拓展至多回线路，相应的，多回线路采用分相串联方式分别接入变压器的多个绕组。
上述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，可独立安装于输电系统，也可作为但不限于统一潮流控制器、可转换静止补偿器、静止同步串联补偿器、线间潮流控制器或统一电能质量调节器中的一种，串联接入输电线路装置的组成部分。
采用上述方案后，本发明仅包含一台串联变压器，通过多个绕组实现了双回线路的接入。将变压器分为阀侧绕组和线路侧绕组两部分，正常运行时，阀侧绕组的总电流(折算至线路侧)与线路侧绕组的总电流相等，而在正常运行时双回线路的总电流总是远小于2*线路额定电流，因此，所有换流器的总电流(折算至线路侧)只需要选择为线路电流的最大可能运行的总电流即可，而如果采用每回线路对应一台串联补偿装置，则每台串联补偿装置换流器的电流(折算至线路侧)必须要等于线路的额定电流，对于双回线路，则两台串联补偿装置的换流器总电流等于2*线路额定电流；而采用本发明的方案，换流器的总电流可以远小于2*线路额定电流，即在相同输出额定电压的前提下，本方案的换流器容量要远小于常规的方案，提高了串联补偿装置的运行效率，节约了装置的成本，同时还节省了串联变压器的占地面积和设备成本，提高了FACTS接入电网的经济性及可靠性。
附图说明
图1是本发明中适用于双回线路串联补偿装置的接线结构示意图；
图2是本发明中多绕组变压器换流器侧绕组星型直接接地接法示意图；
图3是本发明中多绕组变压器换流器侧绕组角型接法示意图；
图4是本发明中多绕组变压器带平衡绕组的接法示意图；
图5是本发明中多个换流器接入的接线方式示意图。
图6是本发明的拓展到三回线路的接线方式示意图。
图7是本发明作为统一潮流控制器组成部分的接线结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
本发明提供了一种适用于双回线路的串联补偿装置，包含至少一个电压源换流器和一台三相多绕组变压器，所述多绕组变压器的至少两个绕组分别串联接入三相的双回线路，至少一个绕组与电压源换流器的三相交流侧连接。如图1所示，一个换流器、双回输电线路分别与多绕组变压器的三个绕组连接，构成该装置的最小结构。
前述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，多绕组变压器与电压源换流器连接的绕组采用星型直接接地、或者星型经电阻接地、或者角型的接法。图2和图3分别给出了换流器连接绕组采用星型直接接地接法和角型接法的示意图。
前述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，多绕组变压器采用三相一体的结构时，包含有一个角型的平衡绕组空载运行。图4给出了多绕组变压器带一组平衡绕组的示意图。
前述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，电压源换流器数量大于1时，多个换流器的接入方式包括但不限于：所有换流器的交流侧并联连接后接入变压器的一个绕组；多个换流器分别接入变压器的多个绕组，每个换流器对应接入一个变压器绕组；如图5所示，多个换流器交流侧分组并联后接入变压器的多个绕组。
前述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，换流器与变压器之间设有但不限于：断路器、刀闸、避雷器、旁路装置部分或所有设备。
前述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，旁路装置用于交流系统相间或线间旁路，具体装置为断路器、或者晶闸管阀、或者火花间隙。
前述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，所述多绕组变压器与输电线路之间设有但不限于：断路器、刀闸、避雷器、旁路装置部分或所有设备。
前述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，双回线路可拓展至多回线路，相应的，多回线路采用分相串联方式分别接入变压器的多个绕组。如图6所示，三回线路采用分相串联方式分别接入变压器的三个线路侧绕组，换流器两个并联后接入变压器的一个绕组。
前述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，串联补偿装置可独立安装于输电系统，也可作为但不限于统一潮流控制器、可转换静止补偿器、静止同步串联补偿器、线间潮流控制器和统一电能质量调节器串联接入输电线路装置的组成部分。图7给出了作为统一潮流控制器组成部分的一种用法。
采用上述方案后，本发明仅包含一台串联变压器，通过多个绕组实现了双回线路的接入。将变压器分为阀侧绕组和线路侧绕组两部分，正常运行时，阀侧绕组的总电流(折算至线路侧)与线路侧绕组的总电流相等，而在正常运行时双回线路的总电流总是远小于2*线路额定电流，因此，所有换流器的总电流(折算至线路侧)只需要选择为线路电流的最大可能运行的总电流即可，而如果采用每回线路对应一台串联补偿装置，则每台串联补偿装置换流器的电流(折算至线路侧)必须要等于线路的额定电流，对于双回线路，则两台串联补偿装置的换流器总电流等于2*线路额定电流；而采用本发明的方案，换流器的总电流可以远小于2*线路额定电流，即在相同输出额定电压的前提下，本方案的换流器容量要远小于常规的方案，提高了串联补偿装置的运行效率，节约了装置的成本，同时还节省了串联变压器的占地面积和设备成本，提高了FACTS接入电网的经济性及可靠性。
最后应该说明的是：结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到：本领域技术人员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专利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于双回线路的串联补偿装置，其特征在于：包含至少一个电压源换流器和一台三相多绕组变压器，所述三相多绕组变压器的至少两个绕组分别串联接入三相的双回线路，至少一个绕组与电压源换流器的三相交流侧连接。
2.如权利要求1所述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，其特征在于：所述多绕组变压器与电压源换流器连接的绕组采用星型直接接地、或者星型经电阻接地、或者角型的接法。
3.如权利要求1所述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，其特征在于：所述三相多绕组变压器采用三相一体的结构时，包含有一个角型的平衡绕组空载运行。
4.如权利要求1所述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，其特征在于：所述的电压源换流器数量大于1时，多个换流器的接入方式包括：所有换流器的交流侧并联连接后接入变压器的一个绕组；多个换流器分别接入变压器的多个绕组，每个换流器对应接入一个变压器绕组；多个换流器交流侧分组并联后接入变压器的多个绕组。
5.如权利要求1所述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，其特征在于：所述电压源换流器与三相多绕组变压器之间设有：断路器、刀闸、避雷器、旁路装置部分或所有设备。
6.如权利要求5所述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，其特征在于：所述旁路装置用于交流系统相间或线间旁路，具体装置为旁路断路器、或者晶闸管阀、或者火花间隙。
7.如权利要求1所述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，其特征在于：所述多绕组变压器与输电线路之间设有：断路器、刀闸、避雷器、旁路装置部分或所有设备。
8.如权利要求1所述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，其特征在于：当所述的双回线路拓展至多回线路时，多回线路采用分相串联方式分别接入变压器的多个绕组。
9.如权利要求1所述的一种适用于双回线路的串联补偿装置，其特征在于：所述串联补偿装置可独立安装于输电系统，或者，作为统一潮流控制器、可转换静止补偿器、静止同步串联补偿器、线间潮流控制器或统一电能质量调节器中的一种，串联接入输电线路装置的组成部分。
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