CN106159975A - 一种适用于多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多回线路的串联补偿装置。包含至少一个电压源换流器、至少两台串联变压器和至少一台多绕组变压器。所述至少两台串联变压器的一侧并联，另一侧串联接入多回线路；所述电压源换流器的交流侧通过多绕组变压器接至串联变压器的并联侧母线，从而实现了一个或多个换流器均分系统潮流功能。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

一种适用于多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多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，这就需要安装两套串联补偿装置，而每套串联补偿装置均需要按各回线的电流额定值去选取容量。在绝大部分场合，双回线路的总运行电流是远小于双回线电流额定值之和，上述方案造成了正常运行时容量严重浪费，势必增加了投资成本和占地面积，同时整体损耗也增大。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，需要一种更适用于多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多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：
一种适用于多回线路的串联补偿装置，包含至少一个电压源换流器、至少两台串联变压器、一台多绕组变压器；所述至少两台串联变压器的一侧绕组并联连接，另一侧绕组分别串联接入每回输电线路；所述至少一个电压源换流器的交流侧通过所述多绕组变压器接至串联变压器的并联连接侧。
上述的一种适用于多回线路的串联补偿装置，所述多绕组变压器配置多组绕组与电压源换流器一一连接。
上述的一种适用于多回线路的串联补偿装置，所述至少两台串联变压器的并联连接侧设有交流母线，用于所有变压器的并联连接。
上述的一种适用于多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侧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。
上述的一种适用于多回线路的串联补偿装置，所述电压源换流器与多绕组变压器之间、多绕组变压器与串联变压器之间以及串联变压器与输电线路之间设有但不限于：断路器、刀闸、避雷器、旁路装置中的一种或者几种或者全部。
上述的一种适用于多回线路的串联补偿装置，所述旁路装置用于交流系统相间或线间旁路，具体装置为刀闸、或者旁路断路器、或者晶闸管阀、或者火花间隙。
上述的一种适用于多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。
采用上述方案后，本发明实现了一种多个换流器均分系统潮流的串联补偿装置。将变压器分为阀侧绕组和线路侧绕组两部分，阀侧绕组折算至线路侧的总电流与线路侧绕组的总电流相等，由于在正常运行时多回线路的总电流总是远小于N*线路额定电流，因此所有换流器折算至线路侧的总电流只需要选择为线路电流的最大可能运行的总电流即可；而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折算至线路侧的电流必须要等于线路的额定电流，即所有换流器总电流等于N*线路额定电流；采用本发明的方案，换流器的总电流可以远小于N*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，甚至可以减少换流器的数量，提高了串联补偿装置的运行效率，节省了换流器的设备成本和占地面积，提高了FACTS接入电网的经济性及可靠性。
附图说明
图1是本发明应用在双回线路的一种接线结构示意图；
图2是本发明多个换流器接入多绕组变压器的一种接线结构示意图；
图3是本发明多个换流器接入多绕组变压器的另一种接线结构示意图；
图4是本发明多绕组变压器的两个绕组并联接入母线的接线结构示意图；
图5是本发明作为统一潮流控制器组成部分的一种接法示意图；
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多回线路的串联补偿装置，包含至少一个电压源换流器、至少两台串联变压器、一台多绕组变压器；所述至少两台串联变压器的一侧绕组并联连接，另一侧绕组分别串联接入每回输电线路；所述至少一个电压源换流器的交流侧通过所述多绕组变压器接至串联变压器的并联连接侧。如图1所示，为一台电压源换流器接至双回线路的一种接线结构示意图。
前述的一种适用于多回线路的串联补偿装置，所述多绕组变压器配置多组绕组与电压源换流器一一连接。如图2所示，考虑多个换流器接入时的程序一致性和独立控制，各电压源换流器接至多绕组变压器的不同绕组。
当然，在一些必要场合，如选用多台小容量换流器并联时，也可将多台电压源换流器的交流侧并联或分组并联后接至多绕组变压器。如图3所示，两台电压源换流器交流侧并联后接至多绕组变压器的一组绕组。
前述的一种适用于多回线路的串联补偿装置，所述至少两台串联变压器的并联连接侧设有交流母线，用于所有变压器的并联连接。
如图4所示，多绕组变压器的两组绕组与两台串联变压器的各一组绕组并联接至交流母线。
前述的一种适用于多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侧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。
前述的一种适用于多回线路的串联补偿装置，所述电压源换流器与多绕组变压器之间、多绕组变压器与串联变压器之间以及串联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。
前述的一种适用于多回线路的串联补偿装置，所述旁路装置用于交流系统相间或线间旁路，具体装置为刀闸、或者断路器、或者晶闸管阀、或者火花间隙。
前述的一种适用于多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。如图5所示，其作为统一潮流控制器组成部分的一种接法示意图。
采用上述方案后，本发明实现了一种多个换流器均分系统潮流的串联补偿装置。将变压器分为阀侧绕组和线路侧绕组两部分，阀侧绕组折算至线路侧的总电流与线路侧绕组的总电流相等，由于在正常运行时多回线路的总电流总是远小于N*线路额定电流，因此所有换流器折算至线路侧的总电流只需要选择为线路电流的最大可能运行的总电流即可；而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折算至线路侧的电流必须要等于线路的额定电流，即所有换流器总电流等于N*线路额定电流；采用本发明的方案，换流器的总电流可以远小于N*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，甚至部分场合可以减少换流器的数量，提高了串联补偿装置的运行效率，节省了换流器的设备成本和占地面积，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 (7)

1.一种适用于多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、至少两台串联变压器、一台多绕组变压器；所述串联变压器的一侧绕组并联连接，另一侧绕组分别串联接入每回输电线路；所述电压源换流器的交流侧通过所述多绕组变压器接至串联变压器的并联连接侧。
2.如权利要求1所述的一种适用于多回线路的串联补偿装置，其特征在于：所述多绕组变压器配置多组绕组与电压源换流器一一连接。
3.如权利要求1所述的一种适用于多回线路的串联补偿装置，其特征在于：所述串联变压器的并联连接侧设有交流母线，用于所有变压器的并联连接。
4.如权利要求1所述的一种适用于多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侧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。
5.如权利要求1所述的一种适用于多回线路的串联补偿装置，其特征在于：所述电压源换流器与多绕组变压器之间、多绕组变压器与串联变压器之间以及串联变压器与输电线路之间均设有断路器、刀闸、避雷器或旁路装置中的一种、或者几种或者全部。
6.如权利要求5所述的一种适用于多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，具体装置为刀闸、或者旁路断路器、或者晶闸管阀、或者火花间隙。
7.如权利要求1所述的一种适用于多回线路的串联补偿装置，其特征在于：所述串联补偿装置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串联接入输电线路装置。
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