CN207117171U - 一种抑制主动过电压的装置和复合旁路开关 - Google Patents
一种抑制主动过电压的装置和复合旁路开关 Download PDFInfo
- Publication number
- CN207117171U CN207117171U CN201720704658.XU CN201720704658U CN207117171U CN 207117171 U CN207117171 U CN 207117171U CN 201720704658 U CN201720704658 U CN 201720704658U CN 207117171 U CN207117171 U CN 207117171U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- differential protection
- iron core
- transverse differential
- exciting windings
- individual event
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 74
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 abstract description 20
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 8
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 3
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
本实用新型提供的一种抑制主动过电压的装置和复合旁路开关，其抑制主动过电压的装置包括：三个并联的单项本体，其本体包括：由四个铁芯柱构成的铁芯、分别反向缠绕在中间的两个铁芯柱上的两个励磁绕组，以及缠绕在两个励磁绕组外侧的网侧绕组。抑制主动过电压的装置并联有复合旁路开关，复合旁路开关包括双向晶闸管、机械开关及电抗器；其中电抗器与机械开关组成的串联支路分别与双向晶闸管和抑制主动过电压的装置中的各单项本体并联。本实用新型消除了发电机的自励磁，主动过电压抑制装置可以自动调整到合适的无功补偿容量，以消除产生自励磁的条件和现象，为大机组直接接入电网创造条件。
Description
技术领域
本实用新型涉及超/特高压电网领域，具体讲涉及一种抑制主动过电压的装置和复合旁路开关。
背景技术
超/特高压电网是我国电力系统的骨干网架，无功电压及电磁暂态问题是影响其安全稳定运行的关键因素，主要表现在①长线路充电无功大、过电压和潜供电流问题突出，重合闸失败风险高、危及电网和设备安全；②清洁能源大规模集中接入，潮流变化加剧，高/低电压越限问题更为突出，严重制约了电网的输送能力；③系统故障引起的过电压，可能诱发近区新能源机组的大面积脱网事故。
在超/特高压电网中，如并联电抗器等常规设备接入线路将造成小负荷方式下的电压过高和大负荷方式下的电压过低。如磁控过电压抑制装置的可控设备能够解决小负荷方式下的电压过高和大负荷方式下电压过低的稳态电压问题，但受限于其工作机理和控制模式，对操作过电压和工频过电压等快速暂态过电压的响应速度较慢，抑制效果较差。
因此，需要发展一种用于超/特高压电网的快速主动过电压抑制装置，以实现动态无功补偿及抑制快速主动过电压。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供了一种抑制主动过电压的装置和复合旁路开关。
一种抑制主动过电压的装置，包括并联的三个单项本体，本体包括：铁芯、一个网侧绕组和两个励磁绕组；铁芯包括至少两个铁芯柱，分别为第二铁芯柱和第三铁芯柱；两个励磁绕组分别反向缠绕在第二铁芯柱和第三铁芯柱上，网侧绕组缠绕在两个励磁绕组外侧。
三个单项本体中的励磁绕组采用开口三角反并联方式连接；其中，第一单项本体中第一励磁绕组的异名端与第三单项本体中第一励磁绕组的同名端相连，第三单项本体中第一励磁绕组的异名端与第三单项本体中第一励磁绕组的同名端相连；第一单项本体中第二励磁绕组的同名端与第三单项本体中第二励磁绕组的异名端相连，第三单项本体中第二励磁绕组的同名端与第二单项本体中第二励磁绕组的异名端相连；第一单项本体中第一励磁绕组的同名端与第一单项本体中第二励磁绕组的异名端相连，第二单项本体中第一励磁绕组的异名端与第二单项本体中第二励磁绕组的同名端相连。
铁芯还包括第一铁芯柱和第四铁芯柱，第一铁芯柱和第四铁芯柱位于网侧绕组的外侧。
抑制主动过电压的装置还包括：电压互感器和整流器；单项本体与整流器并联后再与电压互感器串联。
一种复合旁路开关包括上述的装置外，还包括：双向晶闸管、机械开关及电抗器；电抗器与机械开关组成的串联支路分别与双向晶闸管和抑制主动过电压的装置并联。
与最接近的现有技术比，本实用新型提供的技术方案具有以下有益效果：
1、本实用新型采用快速主动过电压抑制装置直接接入超/特高压电网，可灵活调节系统电压、抑制过电压并提高重合闸成功率，具有补偿效率高、运行损耗小、占地面积小且不受主变容量限制等优点；
2、本实用新型的装置输出连续可变的无功功率，将超/特高压输电线路的广义自然功率调节为线路自然功率的30％～100％，有效解决了电压在小方式下的过高和大方式下过低的矛盾，在紧急情况下可实现强补以抑制工频过电压和操作过电压，配合中性点小电抗还可以抑制潜供电流并降低恢复电压；
3、本实用新型采用三绕组四铁芯柱结构，两个励磁绕组分别绕于中间两个铁芯上，一个网侧绕组同时绕于两个励磁绕组上，该结构取消了寄生回路的影响，提高了稳态下系统动态响应速度，相同励磁容量占比情况下响应速度提高26％，实现了快速准确容量的输出。
4、本实用新型采用复合开关代替原有的机械开关，最大限度的提高了暂态情况下快速主动过电压抑制装置的快速容量调节速度，响应时间由约100ms降至10ms以内，可大幅抑制系统暂态过电压，且不存在开关电弧问题，有效延长了设备使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型的主接线示意图；
图2是本实用新型的快速主动过电压抑制装置单相绕组及磁路示意图；
图3是本实用新型开口三角反并联的连接示意图；
图4a)是常规机械开关旁路；
图4b)是本实用新型的快速复合开关旁路。
图5是本发明的快速主动过电压抑制装置运行原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例从以下几个方面作进一步说明：
1、快速主动过电压抑制装置系统组成
如图1所示抑制主动过电压装置的连接关系，对于超/特高压等级应用的主动过电压抑制装置，由于其本体容量很大，通常采用单相式结构。
如图2所示，超/特高压主动过电压抑制装置每相本体由铁芯和绕组构成，铁芯分裂为四芯柱，一次绕组(即网侧绕组，也称工作绕组)绕在中间两个芯柱上，每个芯柱上绕着一个二次绕组(即励磁绕组，也称控制绕组)。
其中，LA、LB、LC分别为超/特高压主动过电压抑制装置的网侧绕组，La1、La2、Lb1、Lb2、Lc1、Lc2分别为超/特高压主动过电压抑制装置的励磁绕组。La1、Lb1、Lc1与La2、 Lb2、Lc2首尾相连后，采用如图3所示的开口三角反并联连接。开口处接入整流器的输出端，整流器由外加励磁电源供电。Ba1、Bb1、Bc1与Ba2、Bb2、Bc2分别构成三相复合开关，并联在相应的励磁绕组两端。
本实用新型通过闭合复合旁路开关，将二次绕组短路，二次绕组短路后将流过很大的短路电流，一次绕组的电流也随之快速增大，从而达到最大感性输出。在线路潮流较重时，若出现末端三相跳闸甩负荷的情况，快速主动过电压抑制装置通过复合旁路开关将二次控制绕组旁路，从而快速调节其无功容量至最大值，有效限制工频过电压。
2、绕组接线方式及单相磁路结构
快速主动过电压抑制装置单相绕组的接线方式及磁路结构。
绕组1即图1中工作绕组LA，绕组2即图1中励磁绕组La1，绕组3即图1中励磁绕组La2。
快速主动过电压抑制装置工作绕组1同时绕于铁芯II和铁芯III上，在交流工作电压作用下，两铁芯II和III中将产生同方向的交流磁感应强度B1和B2，大小及方向均相同，其中B1通过I和II柱构成闭合磁路，B2通过III和IV柱构成闭合磁路。
快速主动过电压抑制装置控制(励磁)绕组2和控制(励磁)绕组3分别绕于铁芯 II和III上，且方向相反。直流控制电流作用下，铁芯II和III中将产生直流磁感应强度B0,通过II和III铁芯闭合。因此，直流磁通对铁芯II和III分别起到增磁和去磁作用，使铁芯II和III在正弦波的正半周和负半周轮流饱和。改变直流励磁的大小，改变铁芯的磁饱和度，进而改变等效磁导率，从而平滑地改变电抗值和电抗容量。
3、快速旁路开关
如图4a所示的常规旁路开关采用机械开关，受限于机构的动作时间，一般要达到100ms，暂态响应速度慢，系统会短时承受较高过电压冲击。
本实用新型采用如图4b示的快速复合旁路开关结构，其等效合闸时间降至10ms内，控制器发出命令后晶闸管快速导通，将励磁绕组旁路，主动过电压抑制装置容量快速提升，实现快速抑制暂态过电压，如果过电压持续时间比较长，晶闸管阀长期通过上kA 的电流，会产生很大热量，如果晶闸管阀不加装散热装置的话，晶闸管阀必然会因为结温过高而烧毁。在晶闸管阀旁边并联机械开关，在晶闸管阀导通后机械开关迅速旁路，机械开关闭合后晶闸管阀不再导通，从而避免绕组电流长时间流过晶闸管阀，省去了晶闸管阀的冷却装置，在保证速度的前提下省略了冷却部件。
当暂态过电压消失，需要打开旁路开关时，对响应时间无特殊要求，可先触发晶闸管阀再分机械开关，最后控制器发出晶闸管阀截止命令，这样无需机械开关灭弧，延长机械开关使用寿命，暂态过程响应时间一般在100ms。
如果安装点或者线路上出现了操作过电压或工频过电压，快速复合开关迅速旁路，直流励磁回路切断，主动过电压抑制装置的无功出力迅速提升到最大值，甚至可以短时超过装置的额定容量，从而达到了主动快速限制过电压的目的。
4.无功功率的快速检测算法及控制策略
为缩短无功功率计算时间，提高快速抑制主动过电压的装置补偿精度，控制器采用无功功率闭环控制策略，具体算法和策略如下所示：
1)快速无功功率计算方法缩短计算时间
三相电路各相电压和电流的瞬时采样值分别为ea、eb、ec和ia、ib、ic，直接按照下式计算得到三相有功功率p和三相无功功率q
p＝eaia+ebib+ecic
2)闭环无功控制策略提高补偿精度
计算得到的瞬时无功功率q与一个设定的参考电压Qset进行比较，然后将差值进行计算，得到一个触发角度标幺值，随后将该标幺值送往脉冲触发发生电路，控制快速主动过电压抑制装置励磁回路的触发角。
5、快速主动过电压抑制装置运行原理
如图5所示的快速主动过电压抑制装置运行原理，测量系统(TV和TA)产生电压、电流信号输入控制器，控制器经过计算后输出励磁回路晶闸管的延时触发角α，通过调节整流器输出电压来快速改变直流励磁电流，从而改变铁芯饱和度，实现快速主动过电压抑制装置的感性无功功率快速连续平滑调节感性无功的调节，抑制安装点的电压波动。随着电压的上升，快速主动过电压抑制装置可实现从5％到100％容量的连续精确调节。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (5)
1.一种抑制主动过电压的装置，其特征在于，包括并联的三个单项本体，所述本体包括：铁芯、一个网侧绕组和两个励磁绕组；
所述铁芯包括至少两个铁芯柱，分别为第二铁芯柱和第三铁芯柱；
所述两个励磁绕组分别反向缠绕在所述第二铁芯柱和所述第三铁芯柱上，所述网侧绕组缠绕在两个励磁绕组外侧。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述三个单项本体中的励磁绕组采用开口三角反并联方式连接；
其中，第一单项本体中第一励磁绕组的异名端与第三单项本体中第一励磁绕组的同名端相连，第三单项本体中第一励磁绕组的异名端与第三单项本体中第一励磁绕组的同名端相连；
第一单项本体中第二励磁绕组的同名端与第三单项本体中第二励磁绕组的异名端相连，第三单项本体中第二励磁绕组的同名端与第二单项本体中第二励磁绕组的异名端相连；
第一单项本体中第一励磁绕组的同名端与第一单项本体中第二励磁绕组的异名端相连，第二单项本体中第一励磁绕组的异名端与第二单项本体中第二励磁绕组的同名端相连。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述铁芯还包括第一铁芯柱和第四铁芯柱，所述第一铁芯柱和所述第四铁芯柱位于所述网侧绕组的外侧。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：电压互感器和整流器；
所述单项本体与所述整流器并联后再与所述电压互感器串联。
5.一种复合旁路开关，其特征在于，包括如权利要求1-4任一所述的装置外，还包括：双向晶闸管、机械开关及电抗器；
所述电抗器与所述机械开关组成的串联支路分别与所述双向晶闸管和抑制主动过电压的装置并联。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720704658.XU CN207117171U (zh) | 2017-06-16 | 2017-06-16 | 一种抑制主动过电压的装置和复合旁路开关 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720704658.XU CN207117171U (zh) | 2017-06-16 | 2017-06-16 | 一种抑制主动过电压的装置和复合旁路开关 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207117171U true CN207117171U (zh) | 2018-03-16 |
Family
ID=61577629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720704658.XU Active CN207117171U (zh) | 2017-06-16 | 2017-06-16 | 一种抑制主动过电压的装置和复合旁路开关 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207117171U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114784805A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-07-22 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种电源系统甩负荷过电压抑制方法 |
-
2017
- 2017-06-16 CN CN201720704658.XU patent/CN207117171U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114784805A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-07-22 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种电源系统甩负荷过电压抑制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6399462B2 (ja) | 交流調圧電子スイッチ | |
| CN103647458B (zh) | 变频系统及给其内的高压变频器进行预充电的方法和装置 | |
| CN106786613A (zh) | 一种调压器及包含所述调压器的调压电路 | |
| CN104218585A (zh) | 含有功率单元的有源电力滤波器及其控制方法 | |
| EP3073598B1 (en) | Commutation apparatus based on controllable commutation inductor, and implementation method therefor | |
| CN106711943A (zh) | 一种分布式串联耦合潮流控制器的保护装置及方法 | |
| CN107994584A (zh) | 一种补偿器的主回路接线结构 | |
| CN104319790B (zh) | 一种6脉动tct式可控并联电抗器 | |
| Jiang et al. | A review of series voltage source converter with fault current limiting function | |
| Nourmohamadi et al. | A new structure of fault current limiter based on the system impedance with fast eliminating method and simple control procedure | |
| CN207117171U (zh) | 一种抑制主动过电压的装置和复合旁路开关 | |
| Guo et al. | Optimized design and electromagnetic analysis of a hybrid type DC SFCL in MMC system | |
| CN1870380B (zh) | 一种短路故障限流器 | |
| CN114946114A (zh) | 具有转换器电路的电弧炉电源 | |
| CN102426896A (zh) | 包含pwm功率控制单元的超导可控电抗器 | |
| CN104218586A (zh) | 一种有源电力滤波器的功率单元及其控制方法 | |
| CN204068262U (zh) | 含有功率单元的有源电力滤波器 | |
| WO2022121095A1 (zh) | 基于新型磁控可调电抗器的微网融冰电流控制装置及其控制方法 | |
| CN103280807A (zh) | 配网电能质量综合补偿器 | |
| CN107370160A (zh) | 抑制主动过电压的装置、复合旁路开关、控制方法及系统 | |
| CN102496444B (zh) | 高漏抗超导可控电抗器 | |
| RU113884U1 (ru) | Гибридный токоограничитель | |
| CN102263413B (zh) | 多柱本体独立控制晶闸管阀控型可控并联电抗器装置 | |
| CN206364512U (zh) | 一种基于磁路控制的串联补偿故障电流限制系统 | |
| CN205377306U (zh) | 配网电能质量综合补偿器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |