一種移相變壓器系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種移相變壓器系統(tǒng)，包括串聯(lián)支路和并聯(lián)支路，所述串聯(lián)支路包括依次串聯(lián)的第七隔離刀閘、第六斷路器、移相器本體、第九斷路器和第十隔離刀閘，其中，第八接地刀閘安裝在第六斷路器與移相器本體之間，第十一接地刀閘安裝在移相器本體和第九斷路器之間；所述并聯(lián)支路包括依次串聯(lián)的第二隔離刀閘、旁路斷路器和第四隔離刀閘，其中，第三接地刀閘安裝在第二隔離刀閘與旁路斷路器之間，第五接地刀閘安裝在旁路斷路器與第四隔離刀閘之間。此系統(tǒng)可在正常運(yùn)行時滿足移相器系統(tǒng)不同運(yùn)行方式切換的需求，故障時保證移相器能夠快速退出電力系統(tǒng)，但不影響線路的正常運(yùn)行，保證電力系統(tǒng)的安全可靠性。本發(fā)明還公開一種移相變壓器系統(tǒng)的控制方法。
【專利說明】一種移相變壓器系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于柔性交流輸電FACTS (Flexible AC Transmission Systems)領(lǐng)域,特別涉及一種移相器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力負(fù)荷不斷增長，對電網(wǎng)的輸送能力提出了更高的要求。但受端負(fù)荷中心一般面積狹小，線路走廊資源匱乏，電網(wǎng)的建設(shè)成本高企。同時，現(xiàn)有輸電網(wǎng)絡(luò)也存在線路潮流不均衡的問題，部分線路重載部分線路輕載，線路利用率不足。因此在新增輸電線路的同時，也迫切需要提高現(xiàn)有線路的利用率，提高電網(wǎng)的輸送能力。
[0003]移相器(移相變壓器)是一種控制輸電潮流的有效手段，安裝在輸電線路的一端，通過在線路中注入一個補(bǔ)償電壓來改變輸電線路兩端電壓之間的相角差，實(shí)現(xiàn)線路潮流的調(diào)節(jié)，可以避免輸電線路或變壓器主設(shè)備過負(fù)荷和欠負(fù)荷的情況，提高供電可靠性，并可實(shí)現(xiàn)合理分配線路輸送功率、提高輸電通道效率、降低輸電成本等作用。
[0004]移相器本體結(jié)構(gòu)雖然有很多種類，但所有的移相器均是串聯(lián)在線路上運(yùn)行的，為滿足移相器系統(tǒng)不同運(yùn)行方式下的需求，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中需要配置斷路器、隔離刀閘、接地刀閘等一次設(shè)備。
[0005]熊信銀的《發(fā)電廠電氣部分》(中國電力出版社，2009-7-1)中給出了常規(guī)變壓器接入電力系統(tǒng)的斷路器、刀閘配置方案，如圖1所示，在變壓器Γ各側(cè)僅配置斷路器2'、3'。當(dāng)發(fā)生變壓器內(nèi)部故障或出于運(yùn)行需要，需要將變壓器I'從系統(tǒng)中隔離出來時，只能跳開各側(cè)斷路器2'、3'，此時該線路也從電力系統(tǒng)中退出運(yùn)行。但對于安裝移相器的系統(tǒng)，當(dāng)移相器退出運(yùn)行時，輸電線路還需要保持正常運(yùn)行，因此現(xiàn)有的常規(guī)變壓器配置的斷路器、刀閘不夠全面，不能夠滿足移相器系統(tǒng)不同運(yùn)行方式的需求，有待改進(jìn)。.
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的，在于提供一種移相變壓器系統(tǒng)及其控制方法，其可在正常運(yùn)行時滿足移相器系統(tǒng)不同運(yùn)行方式切換的需求，故障時保證移相器能夠快速退出電力系統(tǒng)，但不影響線路的正常運(yùn)行，保證電力系統(tǒng)的安全可靠性。
[0007]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
[0008]—種移相變壓器系統(tǒng)，包括串聯(lián)支路和并聯(lián)支路，其中，串聯(lián)支路串聯(lián)在電力系統(tǒng)中輸電線路的一端，而并聯(lián)支路并聯(lián)在串聯(lián)支路的兩端；
[0009]所述串聯(lián)支路包括依次串聯(lián)的第七隔離刀閘、第六斷路器、移相器本體、第九斷路器和第十隔離刀閘，還包括第八、i^一接地刀閘，其中，第八接地刀閘安裝在第六斷路器與移相器本體之間，第十一接地刀閘安裝在移相器本體和第九斷路器之間；
[0010]所述并聯(lián)支路包括依次串聯(lián)的第二隔離刀閘、旁路斷路器和第四隔離刀閘，還包括第三、五接地刀閘，其中，第三接地刀閘安裝在第二隔離刀閘與旁路斷路器之間，第五接地刀閘安裝在旁路斷路器與第四隔離刀閘之間。[0011 ] 上述移相器本體安裝在輸電線路送電側(cè)或受電側(cè)。
[0012]一種如前述移相變壓器系統(tǒng)的控制方法，定義以下五種運(yùn)行狀態(tài):
[0013](I)運(yùn)行態(tài):串聯(lián)支路中的隔離刀閘和斷路器處于合位，接地刀閘處于分位，并聯(lián)支路中的隔離刀閘處于合位，接地刀閘和旁路斷路器處于分位；
[0014](2)旁路態(tài):串聯(lián)支路中的隔離刀閘和斷路器處于合位，接地刀閘處于分位，并聯(lián)支路中的隔離刀閘和旁路斷路器處于合位，接地刀閘處于分位；
[0015](3)隔離態(tài):串聯(lián)支路中的隔離刀閘、斷路器和接地刀閘均處于分位，并聯(lián)支路中的隔離刀閘和旁路斷路器處于合位，接地刀閘處于分位；
[0016](4)檢修態(tài):串聯(lián)支路中的隔離刀閘和斷路器處于分位，接地刀閘處于合位，并聯(lián)支路中的隔離刀閘和旁路斷路器處于合位，接地刀閘處于分位；
[0017](5)斷路器檢修態(tài):串聯(lián)支路中的隔離刀閘和斷路器處于合位，接地刀閘處于分位，并聯(lián)支路中的隔離刀閘和旁路斷路器處于分位，接地刀閘處于合位；
[0018]所述控制方法包括如下內(nèi)容:
[0019](a)系統(tǒng)無故障正常運(yùn)行時，根據(jù)運(yùn)行需求控制系統(tǒng)工作在前述運(yùn)行狀態(tài)；
[0020](b)系統(tǒng)發(fā)生故障時，若故障為移相器本體內(nèi)部故障，斷開串聯(lián)支路中的斷路器并閉合并聯(lián)支路中的旁路斷路器，將移相器本體從輸電線路中完全隔離出來；若故障為移相器本體外的故障，將并聯(lián)支路中的旁路斷路器閉合，將移相器本體置于旁路態(tài)，待外部故障切除后，是否斷開旁路斷路器將移相器本體重新投入，由控制保護(hù)系統(tǒng)中的控制字來整定。
[0021]上述控制方法(b)中，當(dāng)故障為移相器本體內(nèi)部故障時，若系統(tǒng)工作在運(yùn)行態(tài)或旁路態(tài)下，閉合旁路斷路器，斷開串聯(lián)支路中的斷路器及隔離刀閘切換為隔離態(tài)；若需要對設(shè)備進(jìn)行檢修，繼續(xù)閉合串聯(lián)支路中的接地刀閘，切換至檢修態(tài)。
[0022]采用上述方案后，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0023](I)系統(tǒng)正常運(yùn)行時，通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中配置的斷路器、刀閘的關(guān)斷、閉合組合，可以滿足移相器系統(tǒng)不同運(yùn)行方式的需求及各運(yùn)行方式之間的切換；
[0024](2)移相器內(nèi)部故障時，關(guān)斷系統(tǒng)串聯(lián)部分的斷路器并閉合并聯(lián)部分的斷路器，將移相器本體從輸電線路中完全隔離出來，縮小故障范圍，且不影響輸電線路的正常運(yùn)行；
[0025](3)移相器外部故障時，閉合系統(tǒng)并聯(lián)部分的斷路器，暫時將移相器置于熱備用狀態(tài)，待外部故障切除后斷開并聯(lián)部分的斷路器，將重移相器新投入，減小瞬時外部故障對系統(tǒng)運(yùn)行的影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1是一種常規(guī)變壓器接入電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖2是本發(fā)明接入電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案及有益效果進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0029]如圖2所示，本發(fā)明提供一種移相變壓器系統(tǒng)，包括串聯(lián)支路和并聯(lián)支路，其中，串聯(lián)支路串聯(lián)在電力系統(tǒng)中輸電線路的一端(送電側(cè)或受電側(cè))，而并聯(lián)支路并聯(lián)在串聯(lián)支路的兩端，X表示線路阻抗，下面分別介紹。[0030]所述串聯(lián)支路包括依次串聯(lián)的隔離刀閘7、斷路器6、移相器本體12、斷路器9和隔離刀閘10，還包括接地刀閘8、11，其中，接地刀閘8安裝在斷路器6與移相器本體12之間，接地刀閘11安裝在移相器本體12和斷路器9之間。
[0031]所述并聯(lián)支路包括依次串聯(lián)的隔離刀閘2、旁路斷路器I和隔離刀閘4，還包括接地刀閘3、5，其中，接地刀閘3安裝在隔離刀閘2與旁路斷路器I之間，接地刀閘5安裝在旁路斷路器I與隔離刀閘4之間，且旁路斷路器I的合閘時間比常規(guī)斷路器短。
[0032]基于前述移相變壓器系統(tǒng)，本發(fā)明還提供一種控制方法，具體包括以下內(nèi)容:
[0033](I)系統(tǒng)無故障正常運(yùn)行時，定義系統(tǒng)包括運(yùn)行、旁路、隔離、檢修、旁路斷路器檢修五種運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)運(yùn)行需求，通過對系統(tǒng)中斷路器及刀閘的分合控制，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的控制，可結(jié)合表I所示，其中，I表示合，〇表示分；
[0034]表I
[0035]
【權(quán)利要求】
1.一種移相變壓器系統(tǒng)，其特征在于:包括串聯(lián)支路和并聯(lián)支路，其中，串聯(lián)支路串聯(lián)在電力系統(tǒng)中輸電線路的一端，而并聯(lián)支路并聯(lián)在串聯(lián)支路的兩端； 所述串聯(lián)支路包括依次串聯(lián)的第七隔離刀閘、第六斷路器、移相器本體、第九斷路器和第十隔離刀閘，還包括第八、i^一接地刀閘，其中，第八接地刀閘安裝在第六斷路器與移相器本體之間，第十一接地刀閘安裝在移相器本體和第九斷路器之間； 所述并聯(lián)支路包括依次串聯(lián)的第二隔離刀閘、旁路斷路器和第四隔離刀閘，還包括第三、五接地刀閘，其中，第三接地刀閘安裝在第二隔離刀閘與旁路斷路器之間，第五接地刀閘安裝在旁路斷路器與第四隔離刀閘之間。
2.如權(quán)利要求1所述的一種移相變壓器系統(tǒng)，其特征在于:所述移相器本體安裝在輸電線路送電側(cè)或受電側(cè)。
3.—種如權(quán)利要求1所述的移相變壓器系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:定義以下五種運(yùn)行狀態(tài): (1)運(yùn)行態(tài):串聯(lián)支路中的隔離刀閘和斷路器處于合位，接地刀閘處于分位，并聯(lián)支路中的隔離刀閘處于合位，接地刀閘和旁路斷路器處于分位； (2)旁路態(tài):串聯(lián)支路中的隔離刀閘和斷路器處于合位，接地刀閘處于分位，并聯(lián)支路中的隔離刀閘和旁路斷路器處于合位，接地刀閘處于分位； (3)隔離態(tài):串聯(lián)支路中的隔離刀閘、斷路器和接地刀閘均處于分位，并聯(lián)支路中的隔離刀閘和旁路斷路器處于合位，接地刀閘處于分位； (4)檢修態(tài):串聯(lián)支路中的隔離刀閘和斷路器處于分位，接地刀閘處于合位，并聯(lián)支路中的隔離刀閘和旁路斷路器處于合位，接地刀閘處于分位；. (5)斷路器檢修態(tài):串聯(lián)支路中的隔離刀閘和斷路器處于合位，接地刀閘處于分位，并聯(lián)支路中的隔離刀閘和旁路斷路器處于分位，接地刀閘處于合位； 所述控制方法包括如下內(nèi)容: Ca)系統(tǒng)無故障正常運(yùn)行時，根據(jù)運(yùn)行需求控制系統(tǒng)工作在前述運(yùn)行狀態(tài)； (b)系統(tǒng)發(fā)生故障時，若故障為移相器本體內(nèi)部故障，斷開串聯(lián)支路中的斷路器并閉合并聯(lián)支路中的旁路斷路器，將移相器本體從輸電線路中完全隔離出來；若故障為移相器本體外的故障，將并聯(lián)支路中的旁路斷路器閉合，將移相器本體置于旁路態(tài)，待外部故障切除后，是否斷開旁路斷路器將移相器本體重新投入，由控制保護(hù)系統(tǒng)中的控制字來整定。
4.如權(quán)利要求3所述的一種移相變壓器系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述控制方法(b)中，當(dāng)故障為移相器本體內(nèi)部故障時，若系統(tǒng)工作在運(yùn)行態(tài)或旁路態(tài)下，閉合旁路斷路器，斷開串聯(lián)支路中的斷路器及隔離刀閘切換為隔離態(tài)；若需要對設(shè)備進(jìn)行檢修，繼續(xù)閉合串聯(lián)支路中的接地刀閘，切換至檢修態(tài)。
【文檔編號】H02J3/14GK103427426SQ201310354188
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月14日
【發(fā)明者】楊增輝, 崔勇, 周啟文, 王德昌, 丁峰峰, 孫健, 楊帆 申請人:華東電力試驗(yàn)研究院有限公司, 南京南瑞繼保電氣有限公司