本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)的串聯(lián)電容器補償裝置，具體涉及一種通用固定串聯(lián)電容器補償裝置。

背景技術(shù)：

串聯(lián)電容器補償裝置(簡稱串聯(lián)電容器補償)主要應用于超高壓和特高壓交流輸電線路中，可補償輸電線路的感抗，縮短線路的等值電氣距離，減少輸電系統(tǒng)送端與受端母線間的電壓降和相角差，從而達到增大輸送容量，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。與新建線路相比，串聯(lián)電容器補償裝置可節(jié)約投資，具有良好的經(jīng)濟性，因而在國內(nèi)外電力系統(tǒng)中得到了廣泛應用。

按照補償阻抗是否可調(diào)，串聯(lián)電容器補償裝置可分為兩類，即固定串聯(lián)電容器補償和可控串聯(lián)電容器補償。固定串聯(lián)電容器補償?shù)难a償阻抗固定，設備相對簡單，可靠性高?？煽卮?lián)電容器補償是在固定串聯(lián)電容器補償?shù)幕A(chǔ)上發(fā)展而來的，可實現(xiàn)對串聯(lián)補償電抗的平滑調(diào)節(jié)和動態(tài)響應控制，改善系統(tǒng)的靜態(tài)、暫態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性。

對于固定串聯(lián)電容器補償，又分為常規(guī)固定串聯(lián)電容器補償和潛式固定串聯(lián)電容器補償。系統(tǒng)正常運行時，常規(guī)串聯(lián)電容器補償投入到輸電線路中，用以補償輸電線路的部分感抗。而潛式串聯(lián)電容器補償?shù)倪\行方式與常規(guī)串聯(lián)電容器補償不同：系統(tǒng)正常運行時，串聯(lián)電容器補償裝置不投入(即串聯(lián)電容器補償處于旁路狀態(tài))；當短路故障發(fā)生時，潛式串聯(lián)電容器補償根據(jù)不同的故障類型，采用不同的方式投入到線路中，經(jīng)過一定的時間后再將潛式串聯(lián)電容器補償旁路。

本發(fā)明人經(jīng)長期觀察現(xiàn)有串聯(lián)電容器補償裝置，提出一種融合常規(guī)固定串聯(lián)電容器補償和潛式固定串聯(lián)電容器補償功能的通用串聯(lián)電容器補償裝置，既滿足線路運行正常的情況需要，也滿足線路發(fā)生故障的情況需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供的一種通用固定串聯(lián)電容器補償裝置，包括：串聯(lián)電容器組C；與串聯(lián)電容器組C并聯(lián)的過電壓保護裝置，所述過電壓保護裝置用于保護所述串聯(lián)電容器組C；阻尼裝置D，所述阻尼裝置D分別與火花間隙G和旁路開關(guān)S1串聯(lián)后與串聯(lián)電容器組C并聯(lián)；所述阻尼裝置D與旁路開關(guān)S2并聯(lián)。

所述過電壓保護裝置根據(jù)系統(tǒng)條件選用下述裝置中的一種：

單間隙過電壓保護裝置、雙間隙過電壓保護裝置、限壓器MOV保護裝置、晶閘管閥保護裝置或限壓器MOV并聯(lián)間隙保護裝置。

所述補償裝置的運行方式包括：常規(guī)串聯(lián)電容器補償運行方式和潛式串聯(lián)電容器補償運行方式。

所述常規(guī)串聯(lián)電容器補償運行方式包括：

系統(tǒng)正常運行，旁路開關(guān)S2處于分閘位置，旁路開關(guān)S1處于分閘位置，串聯(lián)電容器組C投入運行，補償輸電線路電抗；或

系統(tǒng)發(fā)生故障，旁路開關(guān)S2處于分閘位置，旁路開關(guān)S1根據(jù)故障類型分閘、合閘實現(xiàn)串聯(lián)電容器組C的投入與退出。

所述常規(guī)串聯(lián)電容器補償運行方式包括：

系統(tǒng)發(fā)生區(qū)內(nèi)單相短路故障，非故障相通用固定串聯(lián)電容器補償裝置的旁路開關(guān)S1和S2處于分閘位置，串聯(lián)電容器組C投入運行；

故障相通用固定串聯(lián)電容器補償裝置的旁路開關(guān)S2處于分閘位置，旁路開關(guān)S1合閘使串聯(lián)電容器組C旁路，系統(tǒng)重新進入穩(wěn)定后，故障相旁路開關(guān)S1分閘，故障相恢復運行。

所述常規(guī)串聯(lián)電容器補償運行方式包括：

系統(tǒng)發(fā)生區(qū)內(nèi)兩相或三相短路故障，三相串聯(lián)電容器補償裝置的旁路開關(guān)S1均合閘，當故障消除后將三相旁路開關(guān)S1均分閘，串聯(lián)電容器組C重新投入運行。

所述常規(guī)串聯(lián)電容器補償運行方式包括：

系統(tǒng)發(fā)生區(qū)外故障，旁路開關(guān)S1和S2處于分閘位置，串聯(lián)電容器組C投入運行且不動作。

所述潛式串聯(lián)電容器補償運行方式包括：

系統(tǒng)正常運行，旁路開關(guān)S1和S2處于合閘位置，串聯(lián)電容器組C退出運行，阻尼回路D不串入系統(tǒng)；或

系統(tǒng)發(fā)生故障，旁路開關(guān)S1和S2根據(jù)故障類型分閘或合閘，實現(xiàn)串聯(lián)電容器組C的投入與退出。

所述潛式串聯(lián)電容器補償運行方式包括：

系統(tǒng)發(fā)生區(qū)內(nèi)單相短路故障，故障線路跳開后，故障相的旁路開關(guān)S1和S2保持合閘；非故障相的旁路開關(guān)S1和S2迅速分閘，非故障相串聯(lián)電容器組C投入，當系統(tǒng)重新進入穩(wěn)定后，將非故障相旁路開關(guān)S1合閘，非故障相串聯(lián)電容器組C退出，串聯(lián)電容器組C放電完成后，將旁路開關(guān)S2合閘。

所述潛式串聯(lián)電容器補償運行方式包括：

系統(tǒng)發(fā)生區(qū)內(nèi)兩相或三相短路故障，三相串聯(lián)電容器補償裝置的旁路開關(guān)S1和S2均保持合閘不動作。

所述潛式串聯(lián)電容器補償運行方式包括：

系統(tǒng)發(fā)生區(qū)外單相故障，三相串聯(lián)電容器補償裝置的旁路開關(guān)S1和S2均保持合閘不動作。

所述潛式串聯(lián)電容器補償運行方式包括：

系統(tǒng)發(fā)生區(qū)外兩相或三相短路故障，故障線路跳開后，三相串聯(lián)電容器補償裝置的旁路開關(guān)S1和S2均迅速分閘，三相串聯(lián)電容器組C均投入運行，當系統(tǒng)重新進入穩(wěn)定后，將三相旁路開關(guān)S1合閘，串聯(lián)電容器組C退出，串聯(lián)電容器組C放電完成之后，將三相旁路開關(guān)S2合閘。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果：

1、本發(fā)明提供的技術(shù)方案主電路結(jié)構(gòu)清晰，所選設備均為常規(guī)設備，采用常規(guī)串聯(lián)電容器補償?shù)幕窘Y(jié)構(gòu)，設備成本及制造難度低，且拓撲結(jié)構(gòu)靈活。

2、本發(fā)明提供的串聯(lián)電容器補償即可作為常規(guī)固定串聯(lián)電容器補償，也可作為潛式固定串聯(lián)電容器補償，適應多種系統(tǒng)工況及運行方式，靈活性和可靠性較高。

3、本發(fā)明提供的串聯(lián)電容器補償既可減小功角特性的加速面積，加快系統(tǒng)穩(wěn)定速度，提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平；也可以部分補償輸電線路的電抗，提高系統(tǒng)的輸送能力。

附圖說明

圖1為采用單間隙保護的本發(fā)明一種通用固定串聯(lián)補償裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為采用雙間隙保護的本發(fā)明一種通用固定串聯(lián)補償裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為采用限壓器MOV保護的本發(fā)明一種通用固定串聯(lián)補償裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為采用晶閘管閥保護的本發(fā)明一種通用固定串聯(lián)補償裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為采用限壓器MOV并聯(lián)間隙組合保護的本發(fā)明一種通用固定串聯(lián)補償裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為采用限壓器MOV并聯(lián)間隙組合保護的常規(guī)固定串聯(lián)電容器補償?shù)湫徒Y(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標記：Line：串聯(lián)電容器補償裝置所在線路；C：串聯(lián)電容器組；MOV：氧化鋅限壓器；G：火花間隙；T：晶閘管閥；S1，S2，S3：旁路開關(guān)；D：阻尼裝置。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明：

圖1-圖5為本發(fā)明通用串聯(lián)電容器補償裝置的主電路結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明提供的一種通用固定串聯(lián)電容器補償裝置，包括：串聯(lián)電容器組C；與串聯(lián)電容器組C并聯(lián)的過電壓保護裝置，所述過電壓保護裝置用于保護所述串聯(lián)電容器組C；阻尼裝置D，所述阻尼裝置D分別與火花間隙G和旁路開關(guān)S1串聯(lián)后與串聯(lián)電容器組C并聯(lián)；所述阻尼裝置D與旁路開關(guān)S2并聯(lián)。

根據(jù)具體的系統(tǒng)條件選用不同的過電壓保護裝置，形成的各種通用串聯(lián)電容器補償基本結(jié)構(gòu)，其中圖1為單間隙保護，圖2為雙間隙保護，圖3為限壓器MOV保護，圖4為晶閘管閥保護，圖5為限壓器MOV-并聯(lián)間隙組合保護。

如圖6所示為MOV并聯(lián)間隙組合保護的常規(guī)固定串聯(lián)電容器補償?shù)湫徒Y(jié)構(gòu)。

通用串補與常規(guī)固定串補結(jié)構(gòu)上的差異主要在于增加了旁路開關(guān)S2。通用串補采用這種結(jié)構(gòu)可以使其分別實現(xiàn)常規(guī)串補和潛式串補的功能。

若通用串聯(lián)電容器補償裝置作為常規(guī)串聯(lián)電容器補償運行，則旁路開關(guān)S2一直處于分閘位置。系統(tǒng)正常運行時，旁路開關(guān)S1處于分閘位置，整套串聯(lián)電容器補償裝置投入運行；系統(tǒng)發(fā)生故障時，旁路開關(guān)S1可根據(jù)系統(tǒng)運行情況合閘，旁路整套串聯(lián)電容器補償裝置。

若通用串聯(lián)電容器補償裝置作為潛式串聯(lián)電容器補償運行，旁路開關(guān)S1和S2均處于合閘位置。系統(tǒng)正常運行時，整套串聯(lián)電容器補償裝置被旁路，且阻尼回路D不串入系統(tǒng)當中；系統(tǒng)發(fā)生故障時，旁路開關(guān)S1和S2可根據(jù)系統(tǒng)運行情況分閘，整套串聯(lián)電容器補償裝置短時投入運行。如果沒有旁路開關(guān)S2，那么在系統(tǒng)正常運行時，阻尼裝置都串聯(lián)在線路中，相當于在線路中增加了阻抗，既增加了系統(tǒng)的損耗，對系統(tǒng)穩(wěn)定運行不利，又帶來噪聲等問題。

下面詳細講述本發(fā)明作為常規(guī)和潛式串聯(lián)電容器補償?shù)倪\行方式：

常規(guī)串聯(lián)電容器補償運行方式包括：

旁路開關(guān)S2一直處于分閘狀態(tài)，串聯(lián)電容器組C的投切由旁路開關(guān)S1決定。當所在線路的電流正常時，旁路開關(guān)S1處于分閘狀態(tài)，串聯(lián)電容器組C投入運行，補償輸電線路電抗；

當短路故障發(fā)生時，串聯(lián)電容器補償裝置根據(jù)不同的故障類型，決定串聯(lián)電容器組C的投切方式：

當區(qū)內(nèi)發(fā)生單相短路故障時，串聯(lián)電容器補償裝置非故障相繼續(xù)投入，故障相旁路開關(guān)S1合閘使串聯(lián)電容器組C旁路；經(jīng)過一定時間(躲過線路斷路器重投的時間)，當系統(tǒng)重新進入穩(wěn)定后，故障相旁路開關(guān)S1分閘，使故障相恢復運行。區(qū)內(nèi)發(fā)生兩相或三相短路故障時，串聯(lián)電容器補償裝置三相旁路開關(guān)S1合閘，使串聯(lián)電容器組C退出運行，當故障消除后經(jīng)過一定時間(躲過線路斷路器重投的時間)，再將三相串聯(lián)電容器組C重新投入。區(qū)外發(fā)生故障時，串聯(lián)電容器組C保持投入運行且不動作。

所述潛式串聯(lián)電容器補償運行方式包括：

系統(tǒng)正常運行，旁路開關(guān)S1和S2處于合閘位置，串聯(lián)電容器組C退出運行，阻尼回路D不串入系統(tǒng)；

系統(tǒng)發(fā)生故障，旁路開關(guān)S1和S2根據(jù)故障類型分閘或合閘，實現(xiàn)串聯(lián)電容器組C的投入與退出。

所述潛式串聯(lián)電容器補償運行方式包括：

系統(tǒng)發(fā)生區(qū)內(nèi)單相短路故障，故障線路跳開后，故障相的旁路開關(guān)S1和S2保持合閘；非故障相的旁路開關(guān)S1和S2迅速分閘，非故障相串聯(lián)電容器組C投入，串聯(lián)電容器組C投入后經(jīng)過一定時間(推薦運行時間為1.2s)，當系統(tǒng)重新進入穩(wěn)定后，將非故障相旁路開關(guān)S1合閘，非故障相串聯(lián)電容器組C退出，串聯(lián)電容器組C放電完成后，將旁路開關(guān)S2合閘。

所述潛式串聯(lián)電容器補償運行方式包括：

系統(tǒng)發(fā)生區(qū)內(nèi)兩相或三相短路故障，三相串聯(lián)電容器補償裝置的旁路開關(guān)S1和S2均保持合閘不動作。

所述潛式串聯(lián)電容器補償運行方式包括：

系統(tǒng)發(fā)生區(qū)外單相故障，三相串聯(lián)電容器補償裝置的旁路開關(guān)S1和S2均保持合閘不動作。

所述潛式串聯(lián)電容器補償運行方式包括：

系統(tǒng)發(fā)生區(qū)外兩相或三相短路故障，故障線路跳開后，三相串聯(lián)電容器補償裝置的旁路開關(guān)S1和S2均迅速分閘，三相串聯(lián)電容器組C均投入運行，串聯(lián)電容器組C投入經(jīng)過一定時間(推薦運行時間為1.2s)，當系統(tǒng)重新進入穩(wěn)定后，將三相旁路開關(guān)S1合閘，串聯(lián)電容器組C退出，串聯(lián)電容器組C放電完成之后，將三相旁路開關(guān)S2合閘。

最后應當說明的是：以上實施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其保護范圍的限制,盡管參照上述實施例對本申請進行了詳細的說明,所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解：本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀本申請后依然可對申請的具體實施方式進行種種變更、修改或者等同替換，但這些變更、修改或者等同替換，均在申請待批的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。