專利名稱：輸電線路抑制系統(tǒng)次同步諧振的可控串補(bǔ)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及輸配電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于輸電線路抑制系統(tǒng)次同步諧振的可控串補(bǔ)裝置。
背景技術(shù)：
由于我國(guó)發(fā)電資源分布與用電負(fù)荷地理位置上分布極不均衡，大容量、遠(yuǎn)距離輸電，實(shí)現(xiàn)全國(guó)電網(wǎng)互聯(lián)將是我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的特點(diǎn)。提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性和增加傳輸功率、改善系統(tǒng)阻尼、迅速抑制系統(tǒng)故障后振蕩、抑制次同步諧振是我國(guó)串聯(lián)補(bǔ)償應(yīng)用的主要目的。但是采用固定串聯(lián)電容補(bǔ)償技術(shù)可能引發(fā)次同步諧振(SSR)。輕微的次同步諧振會(huì)降低汽輪發(fā)電機(jī)軸系的壽命，嚴(yán)重的次同步諧振可導(dǎo)致汽輪發(fā)電機(jī)軸系斷裂，威脅機(jī)組和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。1970年12月和1971年10月位于美國(guó)內(nèi)華達(dá)州南部的Mohave火電廠發(fā)電機(jī)組軸系由于串補(bǔ)電容引發(fā)了兩次次同步諧振，次同步諧振問(wèn)題才引起廣泛關(guān)注，開(kāi)展了一系列調(diào)查研究。隨著串聯(lián)補(bǔ)償裝置在世界許多國(guó)家廣泛應(yīng)用，次同步諧振的抑制措施也受到廣泛的重視，開(kāi)發(fā)出多種抑制次同步諧振的技術(shù)，主要有:一、使用可控串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)。二、靜止阻塞濾波器，理論上講靜止阻塞濾波器可以有效減少機(jī)電扭矩相互作用和暫態(tài)力矩放大效應(yīng)，但該方法的缺點(diǎn)是費(fèi)用高、占地面積大，其阻塞效果還取決于對(duì)扭振頻率的預(yù)測(cè)和發(fā)電機(jī)參數(shù)的測(cè)量，而扭振頻率隨負(fù)載等情況的變化而有所變化，如果參數(shù)不當(dāng)反而激發(fā)起嚴(yán)重的諧振。三、附加勵(lì)磁阻尼控制，這種技術(shù)主要適合于次同步諧振風(fēng)險(xiǎn)不是很大的系統(tǒng)，起到一定的輔助作用，但對(duì)于次同步諧振風(fēng)險(xiǎn)較大的系統(tǒng)，其作用有限。四、應(yīng)用靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)抑制次同步諧振，SVC抑制次同步諧振的效果與補(bǔ)償容量有關(guān)，還與系統(tǒng)運(yùn)行情況及控制策略有關(guān)，如策略不當(dāng)，阻尼次同步諧振的效果就會(huì)差很多。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于基于可控串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)，提供一種輸電線路抑制系統(tǒng)次同步諧振的可控串補(bǔ)裝置，從而更好地抑制次同步諧振，提高輸配電系統(tǒng)的系統(tǒng)傳輸能力和穩(wěn)定性。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種輸電線路抑制系統(tǒng)次同步諧振的可控串補(bǔ)裝置，所述裝置包括:串聯(lián)電容器組、阻尼裝置和晶閘管閥，其中，所述阻尼裝置和所述晶閘管閥串聯(lián)后再與所述串聯(lián)電容器組并聯(lián)。優(yōu)選地，所述串聯(lián)電容器組由多臺(tái)電容器通過(guò)串聯(lián)方式組成；所述阻尼裝置用于限制所述串聯(lián)電容器組的放電電流的幅值和頻率，使其很快衰減，還用于迅速泄放所述串聯(lián)電容器組的殘余電荷；以及[0013]所述晶閘管閥通過(guò)控制其導(dǎo)通時(shí)刻來(lái)改變流過(guò)其所在支路的電流，從而改變所述可控串補(bǔ)裝置的等值阻抗。優(yōu)選地，所述阻尼裝置實(shí)現(xiàn)為電感。優(yōu)選地，所述晶閘管閥采用臥式結(jié)構(gòu)，包括反向并聯(lián)的兩個(gè)晶閘管。優(yōu)選地，所述裝置進(jìn)一步包括:金屬氧化物限壓器、強(qiáng)制火花放電裝置和旁路斷路器，其中，所述金屬氧化物限壓器與所述串聯(lián)電容器組并聯(lián)，用于限制所述串聯(lián)電容器組的過(guò)電壓，以作為所述串聯(lián)電容器組的主保護(hù)電路；所述強(qiáng)制火花放電裝置與所述串聯(lián)電容器組并聯(lián)，用于快速觸發(fā)而將所述串聯(lián)電容器組旁路，以作為所述金屬氧化物限壓器的主保護(hù)電路和所述串聯(lián)電容器組的后備保護(hù)電路；所述旁路斷路器是一與所述串聯(lián)電容器組并聯(lián)的隔離開(kāi)關(guān)，用于進(jìn)行所述可控串補(bǔ)裝置中串補(bǔ)功能的投入和退出的操作。優(yōu)選地，所述金屬氧化物限壓器在正常運(yùn)行工況下呈現(xiàn)高阻值，不導(dǎo)通，而當(dāng)流過(guò)所述串聯(lián)電容器組的電流超過(guò)正常范圍而造成所述串聯(lián)電容器組電壓過(guò)高時(shí)，所述金屬氧化物限壓器導(dǎo)通以吸收電流能量，從而起到保護(hù)所述串聯(lián)電容器組的作用。根據(jù)上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型在輸電線路中間加入串聯(lián)電容器組，由電容器組和雙向晶閘管控制的電感并聯(lián)構(gòu)成可控串補(bǔ)電路。本實(shí)用新型中的可控串補(bǔ)裝置可通過(guò)控制晶閘管的觸發(fā)角來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)阻抗的平滑控制，相對(duì)固定串補(bǔ)而言，能夠更有效地提高系統(tǒng)傳輸能力、控制系統(tǒng)潮流、抑制系統(tǒng)振湯、提聞系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性，起到減小線路電抗、提聞系統(tǒng)穩(wěn)定性、改善功率分布的作用。

圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
中輸電線路抑制系統(tǒng)次同步諧振的可控串補(bǔ)裝置的電路圖。
具體實(shí)施方式
由于現(xiàn)有技術(shù)的電力系統(tǒng)中采用固定串聯(lián)電容補(bǔ)償技術(shù)，串聯(lián)的電容器組的容抗會(huì)在輸電線路上產(chǎn)生一定相位偏差，從而引發(fā)次同步諧振現(xiàn)象。本實(shí)用新型的思路在于:通過(guò)包括串聯(lián)電容器組在內(nèi)的可控串補(bǔ)電路裝置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所偏差相位的補(bǔ)償。相對(duì)固定串補(bǔ)而言，本實(shí)用新型能夠更有效地提高系統(tǒng)傳輸能力、控制系統(tǒng)潮流、抑制系統(tǒng)振蕩、提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性，起到減小線路電抗、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、改善功率分布的作用。上述實(shí)用新型構(gòu)思具體體現(xiàn)在如下具體實(shí)施方式
的介紹中。圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
中輸電線路抑制系統(tǒng)次同步諧振的可控串補(bǔ)裝置的電路圖。如圖1所示，可控串補(bǔ)裝置包括:串聯(lián)電容器組C、金屬氧化物限壓器MOV、強(qiáng)制火花放電裝置GAP、阻尼裝置L、旁路斷路器BPB和晶閘管閥TSW等。其中，串聯(lián)電容器組、晶閘管閥和阻尼裝置是該裝置的核心功能部件，也就是說(shuō)，電容器組和由晶閘管閥控制的阻尼裝置并聯(lián)可組成可控串補(bǔ)裝置。串聯(lián)電容器組C是可控串補(bǔ)裝置中的一個(gè)主要工作元件，其由多臺(tái)電容器通過(guò)串聯(lián)方式組成。金屬氧化物限壓器MOV與該電容器組并聯(lián)，用于限制電容器組的過(guò)電壓，是串聯(lián)電容器組的主保護(hù)電路。金屬氧化物限壓器MOV在正常運(yùn)行工況下呈現(xiàn)高阻值，不導(dǎo)通，而當(dāng)流過(guò)串聯(lián)電容器組的電流超過(guò)正常范圍而造成電容器組電壓過(guò)高時(shí)，金屬氧化物限壓器MOV導(dǎo)通以吸收電流能量，從而起到保護(hù)串聯(lián)電容器組的作用。強(qiáng)制火花放電裝置GAP與該電容器組并聯(lián)，其能夠快速觸發(fā)而將串聯(lián)電容器組旁路，它是金屬氧化物限壓器MOV的主保護(hù)電路和串聯(lián)電容器組的后備保護(hù)電路。旁路斷路器BPB實(shí)現(xiàn)為與所述串聯(lián)電容器組并聯(lián)的隔離開(kāi)關(guān)，用于進(jìn)行裝置中串補(bǔ)功能的投入和退出的操作。此外，旁路斷路器BPB合閘后，可使火花間隙電弧迅速熄滅，防止火花間隙燃弧時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。阻尼裝置L實(shí)現(xiàn)為電感，用于限制串聯(lián)電容器組放電電流的幅值和頻率，使其很快衰減，從而減小放電電流對(duì)電容器組、旁路斷路器和強(qiáng)制火花放電裝置GAP的損害，還用于迅速泄放電容器組的殘余電荷。晶閘管閥TSW是可控串補(bǔ)裝置中一個(gè)重要的設(shè)備，通過(guò)控制晶閘管閥的導(dǎo)通時(shí)刻可以改變流過(guò)其所在電抗器支路的電流，從而改變可控串補(bǔ)裝置的等值阻抗。該晶閘管閥采用臥式結(jié)構(gòu)，主要包括反并聯(lián)的雙向晶閘管。上述可控串補(bǔ)裝置可在系統(tǒng)觸發(fā)器的控制下，使得自身阻抗在感性或容性區(qū)間內(nèi)連續(xù)變化，以在發(fā)電機(jī)中產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)速偏差信號(hào)相位相近的附加轉(zhuǎn)矩，從而有效阻尼系統(tǒng)的低頻振蕩。可見(jiàn)，本實(shí)用新型中的可控串補(bǔ)是通過(guò)晶閘管控制來(lái)調(diào)節(jié)補(bǔ)償度。兩個(gè)晶閘管反向并聯(lián)且串聯(lián)在電抗器支路中，通過(guò)改變晶閘管的觸發(fā)角，可以改變流過(guò)電抗器支路的電流，使晶閘管控制電容器回路呈現(xiàn)總的阻抗在感性或容性區(qū)間連續(xù)變化，以改變系統(tǒng)電氣參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)線路潮流。通過(guò)適當(dāng)?shù)目刂疲煽卮a(bǔ)裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)低頻振蕩的阻尼。根據(jù)上述具體實(shí)施方式
介紹可知，本實(shí)用新型中的可控串補(bǔ)裝置通過(guò)控制晶閘管的觸發(fā)角來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)阻抗的平滑控制，相對(duì)固定串補(bǔ)而言，能夠更有效地提高系統(tǒng)傳輸能力、控制系統(tǒng)潮流、抑制系統(tǒng)振湯、提聞系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性，起到減小線路電抗、提聞系統(tǒng)穩(wěn)定性、改善功率分布的作用。
權(quán)利要求1.一種輸電線路抑制系統(tǒng)次同步諧振的可控串補(bǔ)裝置，其特征在于， 所述裝置包括:串聯(lián)電容器組、阻尼裝置和晶閘管閥，其中， 所述阻尼裝置和所述晶閘管閥串聯(lián)后再與所述串聯(lián)電容器組并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于， 所述串聯(lián)電容器組由多臺(tái)電容器通過(guò)串聯(lián)方式組成； 所述阻尼裝置用于限制所述串聯(lián)電容器組的放電電流的幅值和頻率，使其很快衰減，還用于迅速泄放所述串聯(lián)電容器組的殘余電荷；以及 所述晶閘管閥通過(guò)控制其導(dǎo)通時(shí)刻來(lái)改變流過(guò)其所在支路的電流，從而改變所述可控串補(bǔ)裝置的等值阻抗。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述阻尼裝置實(shí)現(xiàn)為電感。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述晶閘管閥采用臥式結(jié)構(gòu)，包括反向并聯(lián)的兩個(gè)晶閘管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括:金屬氧化物限壓器、強(qiáng)制火花放電裝置和旁路斷路器，其中， 所述金屬氧化物限壓器與所述串聯(lián)電容器組并聯(lián)，用于限制所述串聯(lián)電容器組的過(guò)電壓，以作為所述串聯(lián)電容器組的主保護(hù)電路； 所述強(qiáng)制火花放電裝置與所述串聯(lián)電容器組并聯(lián)，用于快速觸發(fā)而將所述串聯(lián)電容器組旁路，以作為所述金屬氧化物限壓器的主保護(hù)電路和所述串聯(lián)電容器組的后備保護(hù)電路； 所述旁路斷路器是一與所述串聯(lián)電容器組并聯(lián)的隔離開(kāi)關(guān)，用于進(jìn)行所述可控串補(bǔ)裝置中串補(bǔ)功能的投入和退出的操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述金屬氧化物限壓器在正常運(yùn)行工況下呈現(xiàn)高阻值，不導(dǎo)通，而當(dāng)流過(guò)所述串聯(lián)電容器組的電流超過(guò)正常范圍而造成所述串聯(lián)電容器組電壓過(guò)高時(shí)，所述金屬氧化物限壓器導(dǎo)通以吸收電流能量，從而起到保護(hù)所述串聯(lián)電容器組的作用。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種輸電線路抑制系統(tǒng)次同步諧振的可控串補(bǔ)裝置。本實(shí)用新型中的可控串補(bǔ)裝置可通過(guò)控制晶閘管的觸發(fā)角來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)阻抗的平滑控制，相對(duì)固定串補(bǔ)而言，能夠更有效地提高系統(tǒng)傳輸能力、控制系統(tǒng)潮流、抑制系統(tǒng)振蕩、提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性，起到減小線路電抗、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、改善功率分布的作用。
文檔編號(hào)H02J3/01GK203039369SQ20132001672
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者張海濤, 任遠(yuǎn), 王啟銀, 王曉強(qiáng), 趙銳 申請(qǐng)人:山西省電力公司大同供電分公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司