串联补偿装置电气的设计及其有效的应用.docVIP

串联补偿装置电气的设计及其有效的应用 　　摘要：本文根据作者多年工作经验，简要介绍了串补装置的基本作用、电气设计、串补装置的实现，并提出了几点自己的看法与建议。 　　关键词：电气；串联补偿装置；设计；实现 　　中图分类号： F406 文献标识码： A 文章编号： 　　引言 　　我国500 kV电网不断有串补工程，如三堡和大房固定串补站相继建成并投运，它们对提高系统的稳定极限和输电能力以及减少线路回路数等方面都取得了显著的经济效益。 　　1串补装置的基本作用 　　电网是很复杂的交直流混合电力系统，远距离输送大量电能至负荷中心，送端存在多个电源和交直流通道，系统运行方式的变化较大，系统中存在机组间的地区振荡模式及区域间的低频振荡模式。 　　西电东输的通道是南方电网区域间低频振荡的主要振荡路径，在天生桥-平果双回交流线路进线侧（500 kV平果变电所侧）装设可控串补装置可有效抑制区域间低频振荡，提高系统稳定性。 　　平果可控串补站建在500 kV平果变电所附近，是我国第一个基于晶闸管控制的串补工程，而互控串补则属于FACTS技术的重要组成部分之一。串补站投运后，南方电网西电东送的能力可提高约242 MW。 　　2串补装置电气设计 　　假设串联补偿装置总容量为800 MVA，传送之间的双回交流线路每回线各装设一套串联补偿装置，每套400 M V A，固定、可控部分容量分别为350、50 MVA。总的串补度为40%，其中固定及可拓部分为35%及5%。固定和可控部分布置在一个平台上，两部分通过平台上的母线串联。固定和可控部分可同时运行，也可相对独立运行，因此两部各设有旁路断路器。 　　3串补装置的实现 　　3. 1串联电容器 　　电容器的型号为EX-7Li。其主要技术参数为：固定部分的过电压保护水平2.3p.u，每相的额定阻抗29. 2欧姆，额定电流2 000 A ，额定电压58. 4 kV，三相额定无功功率Q350. 4 M V A。电容器单元容量664 kVA，额定电压7. 3 kV ，BIL值为95 kV。重量约82 kg。采用双套管结构，4个电容器元件串联和15个电容器元件并联组成1个电容器单元。 　　电容器组不受单个电容器故障的影响，采用内部熔断器保护，电容器单元电压等于最大保护动作电压时，故障的电容器单元从回路中切除，而电容器箱的绝缘不击穿。用不平衡电流CT检测电容器单元内部单个电容器故障，可控部分电流为1. 35 A时报警，1. 50 A时保护动作，内部熔断器熔断。 　　3. 2晶闸管阀和电抗器 　　电抗器的技术参数：电抗值为2. 1 mH， 75℃下的损耗为17. 5 kW，重量为2 170 kg o 　　晶闸管阀与电抗器串联以控制电流相角。该受控电流注入到主电容器电路中，使输电系统产生容抗升高。在输电线路故障时采用光触发技术连续触发晶闸管阀，在主电容器两端跨接感性旁路，是电容器过电压保护的重要组成部分。 　　3. 3限流和阻尼元件 　　限流和阻尼元件限制电容器放电电流，确保电容器、旁路断路器和保护间隙的安全运行，其设计要求：①限制电容器的最大峰值放电电流；②旁路断路器的关合冲击电流小于其允许值；③保护间隙的冲击电流小于其允许值（一般取100 kA）；④能快速阻尼电容器的放电电流，采用阻尼电阻时，放电电流波峰值宜小于此前同极性峰值的一半。 　　3. 4金属氧化物避雷器（MOV） 　　MOV用于限制流过电容器的故障和振荡电流，各项参数与系统运行工况相配合，对固定和可控部分，过电压保护水平分别在2. 3和2.4p.u下，吸收能量分别为37和6 M J/相，每相均有14个单元（其中2个备用），每个单元重分别约255和85 kg 。MOV带有释放容量足够的压力释放装置。 　　3. 5火花放电间隙 　　强制触发火花放电间隙距离可调，动作时间0.4ms，最大故障电流持续500 ms动作1次或间隔动作25次而无维修。为满足不同的保护整定值和故障情况，每个间隙有两套独立触发回路。 　　3. 6旁路断路器 　　旁路断路器应在电容器组短路、过电压保护装置动作及电容器组在正常及故障时的重合闸等情况下可靠动作，熄弧后不重燃。断口耐压应为串补装置最高保护水平。 　　3.7隔离开关 　　隔离开关为双柱水平开启式，额定电压550kV，额定电流3 150 A，动稳定水平125 kA。平台隔离开关动触头侧带单接地开关。旁路隔离开关三相联动并带双接地开关，带双接地开关是为检修时接地用（不再挂接地线）。为避免误操作事故，接地开关关合应有安全连锁。 　　旁路隔离开关应能开断500 V端电压产生的转移电流。主、地刀均采用电动操作机构。线路侧接地开关带白动灭弧装置。 　　3. 8电流互感器（CT）