CN209675943U - Statcom装置的接入装置和statcom系统 - Google Patents

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郝为瀚
周敏
孔志达
汤曼丽
刘军伟
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运志涛
刘然
樊晓牧
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Abstract

本实用新型涉及一种STATCOM装置的接入装置和STATCOM系统。上述STATCOM装置的接入装置，包括：汇集母线和变压器；所述变压器的高压侧接入电网，所述变压器的低压侧连接所述汇集母线，所述汇集母线连接STATCOM模块；所述变压器将电网的电压变换为所述STATCOM模块的工作电压，为所述汇集母线连接的STATCOM模块供电。本实用新型可以将进行电网的动态无功补偿的STATCOM模块连接汇集母线，以使上述STATCOM模块可以通过汇集母线和变压器接入500kV、220kV或者110kV等各种电压等级的电网回路进行相应的动态无功补偿，保证了上述STATCOM模块为各种电压等级的电网回路提供动态无功补偿的效果。

Description

STATCOM装置的接入装置和STATCOM系统
技术领域
本实用新型涉及电力技术领域，特别是涉及一种STATCOM装置的接入装置和STATCOM系统。
背景技术
STATCOM(Static Synchronous Compensator),即静止同步补偿器，又称作SVG(Static Var Generator)，即静止无功发生器，指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。STATCOM装置在技术上具有可控电流源特性、响应速度快、可调范围大、输出谐波好等优点，工程上具有设备本体小巧，占用铜铁等基础材料少，占地少，建设周期短等优点，不仅可以加强电网的安全稳定，而且改善电能质量，降低损耗，是建设资源节约型、环境友好型电网的最具有应用前景的新技术之一，在电力系统应用前景非常广阔。另一方面，STATCOM具有容量大、运行范围宽、响应速度快等诸多特点。在电力系统发生故障导致电压跌落的时候，STATCOM可以迅速发生出较多无功，防止系统电压进一步跌落，并在故障切除后能够提升系统电压恢复速度。另一方面，在直流换流站近区加设STATCOM装置，可有效提升换流站交流母线的电压恢复速度。对于直流受端电网来说，虽然不能够消除直流因交流故障而换相失败，但可以提升故障后电压恢复速度，为直流输电创造更加良好的运行远景，增强电网抗风险能力。
STATCOM装置目前主流的拓扑结构基本采用链式结构，STATCOM每相都由若干单相桥串联组成，根据接入系统的电压等级，决定单相桥的模块数量，考虑设备体积、造价以及控制复杂度等综合因素，大容量STATCOM装置的最高电压等级存在限制，如一般设置于35kV以下，这样上述STATCOM装置所在的STATCOM系统难以直接接入500kV或220kV等高电压等级的主网回路，容易影响STATCOM系统为电网提供相应无功补偿的效果。
实用新型内容
基于此，有必要针对传统方案使STATCOM系统难以直接接入500kV或220kV等高电压等级的主网回路，容易影响STATCOM系统为电网提供相应无功补偿的效果的技术问题，提供一种STATCOM装置的接入装置和STATCOM系统。
一种STATCOM装置的接入装置，包括：汇集母线和变压器；
所述变压器的高压侧接入电网，所述变压器的低压侧连接所述汇集母线，所述汇集母线连接STATCOM模块；
所述变压器将电网的电压变换为所述STATCOM模块的工作电压，为所述汇集母线连接的STATCOM模块供电。
本实施例可以将进行电网的动态无功补偿的STATCOM模块连接汇集母线，以使上述STATCOM模块可以通过汇集母线和变压器接入500kV(千伏)、220kV或者110kV等各种电压等级的电网回路进行相应的动态无功补偿，保证了上述STATCOM模块为各种电压等级的电网回路提供动态无功补偿的效果。
在其中一个实施例中，所述汇集母线分别连接多个STATCOM模块。
本实施例通过汇集母线分别连接多个STATCOM模块，可满足多个大容量(如±100Mvar及以上)STATCOM模块接入电网系统的需求，满足短时大容量无功瞬时补偿系统无功波动的需求。
在其中一个实施例中，上述STATCOM装置的接入装置，还包括电压互感器；所述电压互感器用于监测所述汇集母线的电压。
本实施例通过电压互感器监测汇集母线的电压，以使相关工作人员对上述汇集母线的电压进行实时监测，及时获知汇集母线电压的异常状况，以采取相应措施，保证STATCOM模块工作过程中的安全性。
在其中一个实施例中，上述STATCOM装置的接入装置，还包括第一隔离开关；所述第一隔离开关连接在所述电压互感器和所述汇集母线之间。
本实施例将第一隔离开关连接在所述电压互感器和所述汇集母线之间，以便对电压互感器进行检修等操作时将电压互感器与相应的电源隔离，保证相关操作人员的安全性。
一种STATCOM系统，包括如上任意一个实施例所述的STATCOM装置的接入装置和STATCOM模块。
本实施例提供的STATCOM模块可以通过汇集母线和变压器接入500kV(千伏)、220kV或者110kV等各种电压等级的电网回路进行相应的动态无功补偿，保证了包括上述STATCOM模块的STATCOM系统为各种电压等级的电网回路提供动态无功补偿的效果。
在其中一个实施例中，所述STATCOM模块包括换流器、电抗器、分支母线和断路器；
所述换流器依次通过所述电抗器、分支母线和断路器连接所述STATCOM装置的接入装置的汇集母线。
本实施例中，上述STATCOM模块可以通过换流器、电抗器、分支母线和断路器为相应电网提供稳定安全的动态无功补偿。
在其中一个实施例中，所述STATCOM模块还包括电流互感器，所述电流互感器连接在所述分支母线和断路器之间，所述电流互感器用于监测通过所述分支母线的电流。
本实施例可以通过电流互感器监测通过所述分支母线的电流，以便相关工作人员及时获知分支母线的电流，并在上述分支母线的电流出现过高等状况时，进行相应处理，保证相应STATCOM模块工作过程中的安全性。
在其中一个实施例中，所述STATCOM模块还包括第二隔离开关；所述第二隔离开关连接在所述断路器和所述汇集母线之间。
本实施例将第二隔离开关连接在所述断路器和所述汇集母线之间，在相应STATCOM模块需要进行检修等操作时，可以将上述STATCOM模块与汇集母线进行隔离，以保证对STATCOM模块进行检修等操作的安全性。还可以实现相应STATCOM模块和电网站内其他设备之间的隔离解耦，避免出现由于STATCOM模块故障而导致相关变压器等其他关键设备退出运行的状况。
在其中一个实施例中，所述电抗器为串联电抗器。
本实施例中，STATCOM模块采用串联电抗器，可以保证相应动态无功补偿过程中的安全性。
附图说明
图1为一个实施例的STATCOM装置的接入装置结构示意图；
图2为一个实施例的STATCOM装置的接入装置结构示意图；
图3为一个实施例的STATCOM装置的接入装置结构示意图；
图4为一个实施例的STATCOM装置的接入装置结构示意图；
图5为一个实施例的STATCOM系统结构示意图；
图6为一个实施例的STATCOM系统结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。
需要说明的是，本实用新型实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二\第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
本实用新型实施例的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
参考图1所示，图1为一个实施例的STATCOM装置的接入装置结构示意图，包括：汇集母线11和变压器12；
所述变压器12的高压侧接入电网，所述变压器12的低压侧连接所述汇集母线11，所述汇集母线11连接STATCOM模块20；
所述变压器12将电网的电压变换为所述STATCOM模块20的工作电压，为所述汇集母线11连接的STATCOM模块20供电。
上述STATCOM模块20为包括STATCOM装置及其环境器件的单元模块，STATCOM模块20可以由自换相的电力半导体桥式变流器来进行相应电网的动态无功补偿。具体地，STATCOM模块20可以包括换流器这一STATCOM装置，以及上述STATCOM装置进行动态无功补偿所需要的环境器件，如电抗器、分支母线、断路器、隔离开关和电流互感器等。
本实施例可以将进行电网的动态无功补偿的STATCOM模块20连接汇集母线11，以使上述STATCOM模块20可以通过汇集母线11和变压器12接入500kV(千伏)、220kV或者110kV等各种电压等级的电网回路进行相应的动态无功补偿，保证了上述STATCOM模块20为各种电压等级的电网回路提供动态无功补偿的效果。
在一个实施例中，参考图2所示，所述汇集母线11可以分别连接多个STATCOM模块。
本实施例通过汇集母线11分别连接多个STATCOM模块，可满足多个大容量(如±100Mvar及以上)STATCOM模块接入电网系统的需求，满足短时大容量无功瞬时补偿系统无功波动的需求。
在一个实施例中，参考图3所示，上述STATCOM装置的接入装置，还包括电压互感器13；所述电压互感器13用于监测所述汇集母线11的电压。
本实施例通过电压互感器13监测汇集母线11的电压，以使相关工作人员对上述汇集母线11的电压进行实时监测，及时获知汇集母线11电压的异常状况，以采取相应措施，保证STATCOM模块20工作过程中的安全性。
在一个实施例中，参考图4所示，上述STATCOM装置的接入装置，还包括第一隔离开关14；所述第一隔离开关14连接在所述电压互感器13和所述汇集母线11之间。
本实施例将第一隔离开关14连接在所述电压互感器13和所述汇集母线11之间，以便对电压互感器13进行检修等操作时将电压互感器13与相应的电源隔离，保证相关操作人员的安全性。
一种STATCOM系统，包括如上任意一个实施例所述的STATCOM装置的接入装置和STATCOM模块。
上述STATCOM模块可以为一个，也可以为多个，若STATCOM模块为多个，STATCOM装置的接入装置中的汇集母线分别连接各个STATCOM模块。
本实施例提供的STATCOM模块可以通过汇集母线和变压器接入500kV(千伏)、220kV或者110kV等各种电压等级的电网回路进行相应的动态无功补偿，保证了包括上述STATCOM模块的STATCOM系统为各种电压等级的电网回路提供动态无功补偿的效果。
在一个实施例中，参考图5所示，所述STATCOM模块20包括换流器21、电抗器22、分支母线23和断路器24；
所述换流器21依次通过所述电抗器22、分支母线23和断路器24连接所述STATCOM装置的接入装置的汇集母线11。
本实施例中，上述STATCOM模块20可以通过换流器21、电抗器22、分支母线23和断路器24为相应电网提供稳定安全的动态无功补偿。
在一个实施例中，所述STATCOM模块还包括电流互感器，所述电流互感器连接在所述分支母线和断路器之间，所述电流互感器用于监测通过所述分支母线的电流。
本实施例可以通过电流互感器监测通过所述分支母线的电流，以便相关工作人员及时获知分支母线的电流，并在上述分支母线的电流出现过高等状况时，进行相应处理，保证相应STATCOM模块工作过程中的安全性。
在一个实施例中，所述STATCOM模块还包括第二隔离开关；所述第二隔离开关连接在所述断路器和所述汇集母线之间。
本实施例将第二隔离开关连接在所述断路器和所述汇集母线之间，在相应STATCOM模块需要进行检修等操作时，可以将上述STATCOM模块与汇集母线进行隔离，以保证对STATCOM模块进行检修等操作的安全性。还可以实现相应STATCOM模块和电网站内其他设备之间的隔离解耦，避免出现由于STATCOM模块故障而导致相关变压器等其他关键设备退出运行的状况。
在一个实施例中，所述电抗器为串联电抗器。
本实施例中，STATCOM模块采用串联电抗器，可以保证相应动态无功补偿过程中的安全性。
在一个实施例中，上述STATCOM系统可以参考图6所示，图6中一个STATCOM设备(如图示*1STATCOM设备、*2STATCOM设备或*N STATCOM设备)为一个STATCOM模块。各个STATCOM设备分别接入汇集母线(图示STATCOM专用母线)，STATCOM专用母线通过STATCOM专用变压器连接电网系统，上述STATCOM专用母线在分别连接各个STATCOM设备的基础上，还可以依次连接第一隔离开关和电压互感器。
上述STATCOM设备可以包括换流器、串联电抗器、分支母线、断路器、隔离开关(如第二隔离开关)和电流互感器等设备。STATCOM专用母线可以与STATCOM设备中输送无功功率的母线保持通路。上述STATCOM专用变压器可以实现将STATCOM设备接入不同电压等级系统的需求；STATCOM专用变压的低压侧与STATCOM专用母线相连，低压侧电压与STATCOM设备出口电压一致；其高压侧接入主网系统配电装置，高压侧电压与相应电网系统电压等级一致。
可选地，上述STATCOM专用变压器低压侧出口可以不装设总回路断路器。一般情况下，装设总回路断路器可以防止一旦低压侧母线及其所连接的设备发生相间故障时(尤其对于回路数超过4回时)，将使高压侧变压器进线回路断路器跳闸，停电风险增加。但对于大容量STATCOM设备，多组单元馈入的情况下，回路电流较高，现有开关设备开断电流能力存在困难；另由于专用变低压侧不接负荷，仅接无功补偿设备，万一出现相间短路切除专用变，也不影响对外供电。
本实施例提供的STATCOM系统可满足大容量(±100Mvar及以上)的STATCOM装置接入系统的需求，满足短时大容量无功瞬时补偿系统无功波动的需求。可直接接入500kV、220kV及110kV等电压等级的主网回路，可将无功功率直接馈入主网系统。实现STATCOM装置和现有站内主要设备隔离解耦，避免由于STATCOM装置故障而导致主变压器等其他关键设备退出运行的情况。具备远期扩充容量的能力，可根据系统变化情况，以独立单元容量进行扩充。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种STATCOM装置的接入装置，其特征在于，包括：汇集母线、变压器、电压互感器和第一隔离开关；
所述变压器的高压侧接入电网，所述变压器的低压侧连接所述汇集母线，所述汇集母线连接STATCOM模块，STATCOM模块通过所述汇集母线和所述变压器接入电压等级为500kV、220kV或110kV的电网回路进行动态无功补偿；
所述变压器将电网的电压变换为所述STATCOM模块的工作电压，为所述汇集母线连接的STATCOM模块供电；
所述电压互感器用于监测所述汇集母线的电压；
所述第一隔离开关连接在所述电压互感器和所述汇集母线之间。
2.根据权利要求1所述的STATCOM装置的接入装置，其特征在于，所述汇集母线分别连接多个STATCOM模块。
3.一种STATCOM系统，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的STATCOM装置的接入装置和STATCOM模块。
4.根据权利要求3所述的STATCOM系统，其特征在于，所述STATCOM模块包括换流器、电抗器、分支母线和断路器；
所述换流器依次通过所述电抗器、分支母线和断路器连接所述STATCOM装置的接入装置的汇集母线。
5.根据权利要求4所述的STATCOM系统，其特征在于，所述STATCOM模块还包括电流互感器，所述电流互感器连接在所述分支母线和断路器之间，所述电流互感器用于监测通过所述分支母线的电流。
6.根据权利要求4或5所述的STATCOM系统，其特征在于，所述STATCOM模块还包括第二隔离开关；所述第二隔离开关连接在所述断路器和所述汇集母线之间。
7.根据权利要求4或5所述的STATCOM系统，其特征在于，所述电抗器为串联电抗器。
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