500kV串补站过电压保护措施研究.pdfVIP

CPST’99中国杭州全国电力系统技术会讨 500kV串补站过电压保护措施研究 陈葛松 林集明 郭剑波 中国电力科学研究院 子幼文 涂少良 王绍德 李隽 华北电力集团公司 华北电力设计院 内褰提屡：本文介绍500kV串补站过电压保护设备的配置方法，主要包括过电压 保护方案的比较与选择、金属氧化物限压器(MOV)能量需求研究和阻尼回路设 计。并利用电磁暂态分析程序(E砌限)对华北托克托电厂500kV串补工程进行数 字仿真研究，提出了该系统过电压保护设备的基本配置。 关璧诃： 串联补偿金属氧化物限压器(MOV)阻尼回路保护间隙 1．前育 在电力系统中装设串联补偿电容器的主要作用有： (1)提高电力系统稳定性，增加 输电线路的送电能力： (2)改善系统的电压调整和无功平衡；(3)合理分配并行输电线 路或环网中的潮流。 超高压串联补偿技术作为较成熟的措施已经在国外许多系统中得到广泛应用，大约有 90000Mvar串联补偿电容器投入商业运行。根据我国一次能源分布椿局和超高压输电系统 的发展趋势，串朴技术将会在我国未来电力系统中得到更广泛的应用。 串补站过电压保护措施研究一直是串补站工程设计的重要一环，它直接影响串孙站的 投资和设备的安全运行。本文结合华北托克托电厂500kV串补工程，介绍串朴站过电压保 护的措施。 2．系统介绍和串朴站基本参数 华北托克托电厂四机方案的500kV输电系统接线如图1所示，华北电力设计院根据系统 潮流和稳定研究结果，给出了串补站的如下基本参数： · 托应线串补：补偿度42％ Q 容抗值23 额定电流有效值i．9kA · Q 应安线串补：补偿度48％ 容抗值41 额定电流有效值i．9kA。 本文以该系统的应安线串补站为例，研究串补站过电压保护配置的问题。 托克托一厂 应县 安定 誉 图l托克托电厂四机方案的500kV输电系统接线示意图 ·262· 3．过电压保护方案 目前，在电力系统串补站中采用的过电压保护措施主要有单间隙保护、双间隙保护和 MOV保护等三种方案，其电气接线如图2所示。 单间隙和双间隙保护在80年代以前的串补站中采用比较多，MOV保护随着金属氧化物 避雷器制造技术的发展得到广泛的应用，新建的串补站大多采用MOV保护方案。这三种保 护方案对系统运行的主要影响在于教障后串补再接入时间差异较大，其中单间隙保护为 “1。结果表明，在该系统中线路送电能力与串补及其过电压保护方案的关系为：Pi¨：Ptwm 态稳定水平。此外，MOv保护还有利于降低短路故障时电容器的过电压水平和短路电流。 台设计比较简单，不需要复杂的控制系统，适用于短路电流比较小的应用场台：后者具有 后备保护功能，用于短路电流比较大的系统中，可以大幅度地降低MOV的容量。 作为华北电网未来的重要能源基地之一，托克托电厂的全部出力均由托应线和应安线 输送至华北主网，对串补线路的输送能力和系统稳定水平均有较高的要求，采用MOV保护 方式有利于满足这些要求。此外，由于应县开关站的短路电流比较大，如不装设保护间 线串补站采用带并联间隙的M0v保护方案。 单间隙保护 双间隙保护 Mov保护 图2不同保护方案下串补站电气接线示意图 4．1llOV能量需求研究 4．I研究目的、内容和工具 当串补所在线路上出现比较犬的故障电流时，串联补偿电容器上将出现较高的过电 压，但由于MOV电压～电流的强非线性特性，电容器电压被限制在设计水平以内。在这一 过程中，MOv将产生一定的能耗。为了保证MOV能够安全运行，Ⅵov