專利名稱：抑制特高壓變壓器第三繞組側(cè)諧波放大的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特高壓輸變電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種抑制特高壓變壓器第三繞組側(cè)諧波放大的裝置。
背景技術(shù)：
我國(guó)已經(jīng)成功建成lOOOkV特高壓交流試-瞼示范工程。1000kV特高壓交流試驗(yàn)示范工程包括晉東南和荊門2個(gè)變電站及南陽(yáng)開(kāi)關(guān)站。變電站的主變壓器的三組額定電壓分別為1000kV、 500kV和110kV。
目前，在我國(guó)330kV、 500kV和750kV的超高壓輸電系統(tǒng)中，變電站的主變壓器的低壓側(cè)的額定電壓一般不超過(guò)66kV,并且均采用不接地方式。為了滿足輸電系統(tǒng)電壓控制和無(wú)功功率的要求，需要在主變壓器的第三繞組安裝并聯(lián)電容器。但是，并聯(lián)電容器會(huì)引起輸電系統(tǒng)諧波放大的問(wèn)題。因此， 一般在并聯(lián)電容器上串聯(lián)一定容量的電抗器，用來(lái)抑制并聯(lián)電容器引起的諧波放大。
目前在我國(guó)500kV變電站主變壓器的低壓側(cè)中，與并聯(lián)電容器串聯(lián)的電抗器的容量一般均選為電容器容量的5%。但是，該容量的電抗器與電容器串聯(lián)后僅對(duì)5次及以上的諧波不發(fā)生放大的情況有效。根據(jù)實(shí)際測(cè)量結(jié)果，輸電系統(tǒng)中3次諧波含量仍然較嚴(yán)重。
并且，對(duì)于1000kV的特高壓輸電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主變壓器的第三繞組側(cè)的電容器和電抗器容量如何選取目箭國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種抑制特高壓變壓器第三繞組側(cè)諧波放大的裝置，能夠很好地抑制特高壓變壓器第三繞組側(cè)并聯(lián)電容器引起的諧波放大。
本發(fā)明提供一種抑制特高壓變壓器第三繞組側(cè)諧波放大的裝置，所述裝置包括四組并聯(lián)電容器組；
每組并聯(lián)電容器組包括三個(gè)電容器和三個(gè)電抗器；每一個(gè)電容器與一個(gè)電抗器串聯(lián);'每組中的三個(gè)電容器容量相同，三個(gè)電抗器的容量相同；四組并聯(lián)電容器中的所有電容器的容量均相同；
在所述四組并聯(lián)電容器組中，其中兩組中的每個(gè)電抗器均選擇第一容量；另外兩組中的每個(gè)電抗器均選擇第二容量。
優(yōu)選地，所述第一容量具體為每個(gè)電抗器的容量占與其串聯(lián)的電容器容量的百分比范圍為11%-13%;所述第二容量具體為每個(gè)電抗器的容量占與其串聯(lián)的電容器容量的百分比范圍為4%-6%。
優(yōu)選地，所述第一容量具體為每個(gè)電抗器的容量占與其串聯(lián)的電容器容量的百分比為12%;所述第二容量具體為每個(gè)電抗器的容量占與其串聯(lián)的電容器容量的百分比為5%。
優(yōu)選地，每組并聯(lián)電容器組中三個(gè)電容器的總?cè)萘繛?10Mvar。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明提供的抑制特高壓變壓器第三繞組側(cè)諧波;故大的裝置，通過(guò)在特高壓變壓器第三繞組側(cè)并聯(lián)四組電容器組，每個(gè)電容器組中包括三個(gè)電容器和三個(gè)電抗器；每個(gè)電容器串聯(lián)一個(gè)電抗器。并且四組電容器組中，共選取兩種電抗器容量，其中兩組電容器組中的所有電抗器取第一容量；另外兩組電容器組中的所有電抗器選取第二容量。即采用兩種容量的電抗器混裝。與現(xiàn)有^t支術(shù)中超高壓變壓器第三繞組側(cè)只采取一種容量的電抗器相比，本發(fā)明可以很好抑制特高壓變壓器第三繞組側(cè)的諧波放大。


圖l是本發(fā)明裝置第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例一個(gè)并聯(lián)電容器組示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解和實(shí)施本發(fā)明，下面首先結(jié)合實(shí)際工程介紹下本發(fā)明的推導(dǎo)過(guò)程。
根據(jù)特高壓電網(wǎng)諧波源的分析，500kV電網(wǎng)為主要諧波源。但1000kV側(cè)
裝設(shè)的可控并聯(lián)電抗器由于存在大量電力電子器件，成為潛在的諧波源。因此需要進(jìn)一步研究可控并聯(lián)電抗器的諧波特性。發(fā)明人對(duì)可控并聯(lián)電抗器的容量從0 ~ 100%變化過(guò)程中的諧波發(fā)生量進(jìn)行了仿真計(jì)算。為了更真實(shí)反映可控并聯(lián)電抗器本身的諧波狀況，仿真中整流變一次側(cè)濾波器全部沒(méi)有^L入，同時(shí)，整流器從可控并聯(lián)電抗器控制繞組取能。下面具體分步介紹諧波分析過(guò)程。
第一步系統(tǒng)等值研究
受仿真規(guī)模的限制，在進(jìn)行諧波分析時(shí)，需要對(duì)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行等值。等
值原則保留1000kV特高壓輸電系統(tǒng)和晉東南電廠、山西500kV晉城站、湖北500kV斗笠站。并且將華北電網(wǎng)等值機(jī)掛在晉城，將華中電網(wǎng)等值機(jī)掛在斗笠。第二步特高壓500kV、 220kV側(cè)背景諧波測(cè)試研究
對(duì)特高壓變電站荊門和晉東南站500kV側(cè)的背景諧波進(jìn)^f亍預(yù)測(cè)，并且考慮才殳運(yùn)的直流、可控高抗和電氣化4失路等諧波源的影響。目前，荊門站為開(kāi)關(guān)站，可以直接進(jìn)行測(cè)量。另外，晉東南站建成后將在榆社開(kāi)關(guān)站與晉城變電站之間4妄入山西東南部電網(wǎng)，應(yīng)選擇特高壓4妄入點(diǎn)兩側(cè)最近的變電站進(jìn)4亍電能質(zhì)量測(cè)試分析，但由于目前晉城500kV仍未建成，因此選擇臨汾變電站和榆社開(kāi)關(guān)站作為測(cè)點(diǎn)。
第三步穩(wěn)態(tài)諧波研究
根據(jù)背景諧波估計(jì)值，考慮特高壓變壓器在負(fù)載率較低時(shí)產(chǎn)生的諧波，并聯(lián)電抗器發(fā)生磁飽和時(shí)產(chǎn)生的諧波以及并聯(lián)電抗器運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的諧波，研究不同串聯(lián)電抗器容量時(shí)，是否會(huì)發(fā)生諧波放大問(wèn)題。
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
估文詳細(xì)的說(shuō)明。
參見(jiàn)圖1，該圖為本發(fā)明裝置第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
本實(shí)施例提供抑制特高壓變壓器第三繞組側(cè)諧波放大的裝置包括四組并聯(lián)電容器組；分別為第一并聯(lián)電容器組101a、第二并聯(lián)電容器組101b、第三并聯(lián)電容器組101c和第四并聯(lián)電容器組101d。
每組并聯(lián)電容器組包括三個(gè)電容器和三個(gè)電抗器；每一個(gè)電容器與一個(gè)電抗器串聯(lián)；每組中的三個(gè)電容器容量相同，三個(gè)電抗器的容量相同。
以第一組并聯(lián)電容器組101a為例，三個(gè)電容器Xcl的容量相同、三個(gè)電抗器XL1的容量相同。每一個(gè)電容器Xcl和一個(gè)電抗器XL1串聯(lián)，串聯(lián)以后并聯(lián)于輸電線路的一相輸電線上。三相輸電線分別并聯(lián)三個(gè)串聯(lián)后的電容器和電抗器。
在所述四組并聯(lián)電容器組中，其中兩組中的每個(gè)電抗器容量相同，記為第
一容量；另外兩組中的每個(gè)電抗器容量相同，記為第二容量。
第一并聯(lián)電容器組101a、第二并聯(lián)電容器組101b、第三并聯(lián)電容器組101c和第四并聯(lián)電容器組101d中，其中第一并聯(lián)電容器組101a中的電抗器XL1和第二并聯(lián)電容器組101b中的電抗器XL2采用相同的容量，記為第一容量。第三并聯(lián)電容器組101c中的電抗器XL3和第四并聯(lián)電容器組101d中的電抗器XL4采用相同的容量，記為第二容量。
四組并聯(lián)電容器中的所有電容器的容量均相同；即第一并聯(lián)電容器組101a中的電容器Xcl、第二并聯(lián)電容器組101b中的電抗器Xc2、第三并聯(lián)電容器組101c中的電抗器Xc2和第四并聯(lián)電容器組101d中的電抗器Xc3采用相同的容量。
本發(fā)明對(duì)晉東南和荊門站的特高壓變壓器的第三繞組側(cè)(即UOkV側(cè))串聯(lián)不同容量的電抗器的并聯(lián)電容器組進(jìn)行了諧波分析。具體研究了電抗率分別為1.5%、 5%、 12%及各種電抗率混裝的情況。
第一種串聯(lián)電抗率為1.5%時(shí)系統(tǒng)各級(jí)母線諧波電壓研究證明采用1.5%電抗率時(shí)存在明顯的諧波放大。
由于110kV側(cè)出現(xiàn)了接近5次工頻頻率的并聯(lián)諧振，因此5次諧波電壓的畸變率高達(dá)16.8%。使諧波電壓總畸變率也達(dá)到17.0%。才更入兩組并聯(lián)電容器組時(shí)系統(tǒng)諧波變化不大，但110kV側(cè)母線諧波電壓將升高，將影響電容器的正常運(yùn)行。
第二種串聯(lián)電抗率為5%時(shí)系統(tǒng)各級(jí)母線諧波電壓研究證明采用5%電抗率時(shí)存在明顯的諧波放大。
投入一組并聯(lián)電容器組時(shí)系統(tǒng)諧波變化不大，但110kV側(cè)母線諧波電壓將略升高。但投入2組并聯(lián)電容器組時(shí)，由于110kV系統(tǒng)的并聯(lián)諧振頻率在3次工頻和4次工頻之間，而在500kV側(cè)背景諧波中，3次諧波分量較大，因此在110kV母線電壓中3次諧波的畸變率比較高。
第三種串聯(lián)電抗率為12%時(shí)系統(tǒng)各級(jí)母線諧波電壓
投入一組或兩組并聯(lián)電容器組時(shí)對(duì)系統(tǒng)諧波影響很小，電容器也能正常運(yùn)行。由于串12%電抗率將降低電容器利用率，造成電容器容量的浪費(fèi)。
第四種串聯(lián)12%和5%電抗率混裝時(shí)系統(tǒng)各級(jí)母線諧波電壓
對(duì)系統(tǒng)諧波抑制效果較兩組12%電抗率時(shí)更好，而且可以提高電容器利用率。
因此，本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選采用兩種電抗率混裝，即12%和5%,第一容量為12%，第二容量為5。/。。此處的百分比是與其串聯(lián)的電容量為基準(zhǔn)。例如，XL1的容量是Xcl容量的12°/。， XL3的容量是Xc3的容量的5%。
需要說(shuō)明的是，第一容量和第二容量不是一個(gè)固定不變的值，可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)選擇，本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選第一容量和第二容量的取值范圍分別是11%-13%和4%-6%。
本發(fā)明實(shí)施例中特高壓變壓器第三繞組側(cè)的每組并聯(lián)電容器組中三個(gè)電容器的總?cè)萘繛?10Mvar。其中一個(gè)電容器的容量就為70Mvar。即圖1中的12個(gè)電容器的容量均為70Mvar。
參見(jiàn)圖2，該圖為本發(fā)明實(shí)施例一個(gè)并聯(lián)電容器組示意圖。
一個(gè)并聯(lián)電容器組包括三個(gè)電容器和三個(gè)電抗器，每一個(gè)電容器與一個(gè)電抗器串聯(lián)。整個(gè)并聯(lián)電容器組并聯(lián)在輸電線路的三相母線上。
如圖2所示，電容器Xcl與電抗器XL1串聯(lián)以后并聯(lián)在輸電線路的三相母線A、 B和C上。
在輸電線路上并聯(lián)電容器可以用來(lái)平衡系統(tǒng)的無(wú)功功率，但是同時(shí)電容器會(huì)帶來(lái)諧波增大的問(wèn)題，因此需要在并聯(lián)電容器上串聯(lián)電抗器，來(lái)抑制諧波的增大。但是串聯(lián)電抗器的容量選取很關(guān)鍵。如果串聯(lián)電抗器的容量選大了，會(huì)降低電容器的無(wú)功出力，抵消電容器的容量，造成電容器容量的浪費(fèi)，進(jìn)而加大系統(tǒng)成本。如果串聯(lián)電抗器的容量選取的小了，又會(huì)對(duì)低次諧波起不到抑制作用。因此，本發(fā)明經(jīng)過(guò)實(shí)際研究分析證明，在特高壓變壓器的第三繞組側(cè)，
7即llOkV側(cè)安裝四組并聯(lián)電容器組，其中兩組選取串聯(lián)電抗器的容量為電容
器容量的5%;另外兩組選取串聯(lián)電抗器的容量為電容器容量的12%。這樣對(duì)系統(tǒng)諧波抑制效果4艮好，同時(shí)又能使電容器的容量充分發(fā)揮作用，不造成浪費(fèi)。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種抑制特高壓變壓器第三繞組側(cè)諧波放大的裝置，其特征在于，所述裝置包括四組并聯(lián)電容器組；每組并聯(lián)電容器組包括三個(gè)電容器和三個(gè)電抗器；每一個(gè)電容器與一個(gè)電抗器串聯(lián)；每組中的三個(gè)電容器容量相同，三個(gè)電抗器的容量相同；四組并聯(lián)電容器中的所有電容器的容量均相同；在所述四組并聯(lián)電容器組中，其中兩組中的每個(gè)電抗器均選擇第一容量；另外兩組中的每個(gè)電抗器均選擇第二容量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制特高壓變壓器第三繞組側(cè)諧波放大的裝置， 其特征在于，所述第一容量具體為每個(gè)電抗器的容量占與其串聯(lián)的電容器容 量的百分比范圍為11%-13%;所述第二容量具體為每個(gè)電抗器的容量占與 其串聯(lián)的電容器容量的百分比范圍為4%-6%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的抑制特高壓變壓器第三繞組側(cè)諧波放大的裝置， 其特征在于，所述第一容量具體為每個(gè)電抗器的容量占與其串聯(lián)的電容器容 量的百分比為12%;所述第二容量具體為每個(gè)電抗器的容量占與其串聯(lián)的電 容器容量的百分比為5%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的抑制特高壓變壓器第三繞組側(cè)諧波放 大的裝置，其特征在于，每組并聯(lián)電容器組中三個(gè)電容器的總?cè)萘繛?10Mvar。
全文摘要
本發(fā)明提供的抑制特高壓變壓器第三繞組側(cè)諧波放大的裝置包括四組并聯(lián)電容器組；每組并聯(lián)電容器組包括三個(gè)電容器和三個(gè)電抗器；每一個(gè)電容器與一個(gè)電抗器串聯(lián)；每組中的三個(gè)電容器容量相同，三個(gè)電抗器的容量相同；四組并聯(lián)電容器中的所有電容器的容量均相同；在所述四組并聯(lián)電容器組中，其中兩組中的每個(gè)電抗器均選擇第一容量；另外兩組中的每個(gè)電抗器均選擇第二容量。即采用兩種容量的電抗器混裝。與現(xiàn)有技術(shù)中超高壓變壓器第三繞組側(cè)只采取一種容量的電抗器相比，本發(fā)明可以很好抑制特高壓變壓器第三繞組側(cè)的諧波放大。
文檔編號(hào)H01F27/34GK101656144SQ20091016825
公開(kāi)日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月20日
發(fā)明者崗 孫, 張志強(qiáng), 林集明, 王曉剛, 王曉彤, 班連庚, 寧 邱, 項(xiàng)祖濤 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司