一種特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及輸電線路補(bǔ)償技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 串聯(lián)補(bǔ)償裝置是在輸電線路中串聯(lián)電容器，通過電容器的容抗補(bǔ)償輸電線路感抗 的阻抗補(bǔ)償方式從而縮短線路的等值電氣距離，減少功率輸送引起的電壓降和功角差，從 而提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，增大線路輸送容量。
[0003]目前，超高壓輸電線路中采用的串聯(lián)補(bǔ)償裝置，在火花間隙放電電流不超過 120kA，可以滿足現(xiàn)有設(shè)備設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和制造能力的要求。
[0004] 但是，當(dāng)電壓上升至特高壓等級后，現(xiàn)有研究表明，采用該結(jié)構(gòu)時(shí)，特高壓輸電線 路發(fā)生最嚴(yán)重區(qū)內(nèi)故障時(shí)，串補(bǔ)火花間隙最大放電電流可超過150kA，利用現(xiàn)有技術(shù)中的超 高壓輸電電路采用的串聯(lián)補(bǔ)償裝置將不適用于特高壓輸電電路。
[0005] 由于串補(bǔ)火花間隙為空氣間隙，其放電電流幅值越高，在放電時(shí)對間隙電極的燒 蝕越嚴(yán)重，在間隙電極所在空間內(nèi)產(chǎn)生的熱量也越高，使得間隙的絕緣性能恢復(fù)速度降低， 耐受擊穿電壓的能力下降，使得線路故障消失后重新投入串補(bǔ)電容器的時(shí)間間隔延長，另 外火花間隙放電電流太大對火花間隙設(shè)備設(shè)計(jì)制造及型式試驗(yàn)也會造成很大的困難。
[0006] 因此，需要針對特高壓輸電線路提供一種串聯(lián)補(bǔ)償裝置，使其對特高壓串補(bǔ)火花 間隙放電電流起到有效的抑制作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置，能夠?qū)μ馗邏狠旊娋€ 路串補(bǔ)火花間隙放電電流起到有效的抑制作用。
[0008] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置，包括：串聯(lián)電容器、第一金屬氧化物 限壓器MOV和至少兩路放電支路；
[0009] 所述串聯(lián)電容器串聯(lián)在特高壓輸電線路上；
[0010] 所述第一 MOV并聯(lián)在所述串聯(lián)電容器的兩端；
[0011] 每路所述放電支路并聯(lián)在所述串聯(lián)電容器的兩端構(gòu)成所述串聯(lián)電容器的放電電 流的路徑。
[0012] 優(yōu)選地，所述放電支路包括阻尼回路和火花間隙；
[0013] 所述阻尼回路和火花間隙串聯(lián)。
[0014] 優(yōu)選地，所述阻尼回路包括：阻尼電阻、阻尼電感和金屬氧化物限壓器MOV;
[0015] 所述阻尼電阻和MOV串聯(lián)后與所述阻尼電感并聯(lián)。
[0016] 優(yōu)選地，每個(gè)所述阻尼回路中各個(gè)元器件的參數(shù)不相同。
[0017] 優(yōu)選地，還包括一個(gè)旁路開關(guān)；
[0018] 所述旁路開關(guān)并聯(lián)在任意一個(gè)所述火花間隙的兩端。
[0019] 優(yōu)選地，所述放電支路為兩路。
[0020] 優(yōu)選地，還包括旁路隔離開關(guān)；
[0021] 所述旁路隔離開關(guān)與所述串聯(lián)電容器并聯(lián)。
[0022] 優(yōu)選地，還包括串聯(lián)隔離開關(guān)；
[0023] 所述串聯(lián)隔離開關(guān)通過所述串聯(lián)隔離開關(guān)相串聯(lián)后連接在特高壓輸電線路上。
[0024] 優(yōu)選地，所述阻尼電感為空心電抗器。
[0025] 優(yōu)選地，還包括分別設(shè)置在所述串聯(lián)電容器兩端的串聯(lián)在輸電線路上的斷路器。
[0026] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0027] 通過增加串聯(lián)電容器的放電支路來抑制串補(bǔ)的放電電流，這是因?yàn)樵黾臃烹娭?相當(dāng)于增加了阻尼電感，這樣可以使放電電流降低。從而在相同串聯(lián)電容器參數(shù)以及串聯(lián) 電容器電壓下，降低了串聯(lián)電容器經(jīng)過火花間隙、阻尼電感等元件時(shí)的放電電流的幅值。這 樣在特高壓輸電線路上，便可以降低串補(bǔ)火花間隙研制難度，縮短火花間隙絕緣性能恢復(fù) 時(shí)間，縮短串聯(lián)電容器在故障后重新投入的時(shí)間，有利于提高特高壓輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0028] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0029] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中超高壓或特高壓采用的串聯(lián)補(bǔ)償裝置示意圖；
[0030] 圖2是本發(fā)明提供的特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置實(shí)施例一示意圖；
[0031] 圖3是本發(fā)明提供的特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置實(shí)施例二示意圖；
[0032] 圖4是特高壓采用單個(gè)放電回路的串聯(lián)補(bǔ)償裝置示意圖；
[0033] 圖5是圖3的串聯(lián)補(bǔ)償裝置對應(yīng)的發(fā)生區(qū)內(nèi)三相短路故障時(shí)的串補(bǔ)火花間隙放電 電流波形圖；
[0034] 圖6是圖4的串聯(lián)補(bǔ)償裝置對應(yīng)的發(fā)生區(qū)內(nèi)三相短路故障時(shí)的串補(bǔ)火花間隙放電 電流波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 首先，為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更好地理解和實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方 案，首先介紹本領(lǐng)域的幾個(gè)基本概念。
[0036] 串聯(lián)補(bǔ)償裝置（以下簡稱串補(bǔ)）：一般由串聯(lián)電容器、阻尼回路、火花間隙、旁路開 關(guān)等組成，串聯(lián)在輸電線路中，使得輸電線路的電氣距離縮短，可以起到提高輸電線路的輸 電能力、提高輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性等作用。
[0037] 放電電流：是指加裝串補(bǔ)的線路上發(fā)生故障時(shí)，串補(bǔ)間隙動(dòng)作導(dǎo)通，串聯(lián)電容器經(jīng) 阻尼回路進(jìn)行放電產(chǎn)生的電流。
[0038] 線路斷路器斷口瞬態(tài)恢復(fù)電壓：是指線路上發(fā)生故障后，兩側(cè)斷路器跳閘清除故 障時(shí)，在斷路器斷口兩側(cè)形成的過電壓，該電壓與斷路器電源側(cè)、線路側(cè)電壓有關(guān)。當(dāng)線路 上裝設(shè)串補(bǔ)時(shí)，由于串補(bǔ)電容器兩端殘壓的作用，使得有串補(bǔ)線路的斷路器斷口瞬態(tài)恢復(fù) 電壓與無串補(bǔ)時(shí)相比要高。
[0039] 根據(jù)特高壓串補(bǔ)裝置的過電壓保護(hù)策略，將線路故障根據(jù)故障位置劃分為區(qū)內(nèi)故 障和區(qū)外故障，其定義如下；
[0040] 區(qū)內(nèi)故障：指發(fā)生在該串補(bǔ)所在線路兩側(cè)斷路器之間的故障。
[0041] 區(qū)外故障：指發(fā)生在該串補(bǔ)所在線路兩側(cè)斷路器之外的故障。
[0042] 為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面首先介紹一種現(xiàn)有技 術(shù)中典型的單電容器+單阻尼回路的串聯(lián)補(bǔ)償裝置。
[0043]參見圖1，該圖為現(xiàn)有技術(shù)中超高壓或特高壓采用的串聯(lián)補(bǔ)償裝置示意圖。
[0044] 該串聯(lián)補(bǔ)償裝置包括：串聯(lián)電容器C、保護(hù)用的金屬氧化物限壓器（MOV，Metal Oxide Voltage Limiter)、阻尼回路D、火花間隙S、旁路開關(guān)QF組成，此外還包括旁路隔離 開關(guān)QS1、串聯(lián)隔尚開關(guān)QS2和QS3 ;
[0045] MOV是限制串聯(lián)電容器C電壓的主保護(hù)；火花間隙S是MOV和串聯(lián)電容器C的后 備保護(hù)；旁路開關(guān)QF是系統(tǒng)檢修、調(diào)度的必要裝置，同時(shí)也為火花間隙S及去游離提供必要 條件；阻尼回路D則用于限制串聯(lián)電容器C放電電流，防止串聯(lián)電容器C、火花間隙S、旁路 隔離開關(guān)QS1在放電過程中損壞。
[0046] 特高壓串補(bǔ)線路發(fā)生區(qū)外故障和區(qū)內(nèi)故障時(shí)，對串補(bǔ)保護(hù)系統(tǒng)性能要求為：
[0047] (1)發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，串補(bǔ)火花間隙和旁路開關(guān)不允許動(dòng)作，不允許旁路串補(bǔ)；
[0048] (2)發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)，允許旁路串補(bǔ)，當(dāng)串補(bǔ)MOV電流和能耗大小達(dá)到整定值時(shí)， 控制系統(tǒng)就發(fā)出火花間隙旁路觸發(fā)命令，同時(shí)命令旁路開關(guān)合閘，將串補(bǔ)和M0V旁路。
[0049] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0050] 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)合附圖對本發(fā)明 的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0051] 首先介紹本發(fā)明提供的技術(shù)方案基于的基本原理。
[0052] 串補(bǔ)線路發(fā)生嚴(yán)重區(qū)內(nèi)故障時(shí)，串補(bǔ)火花間隙動(dòng)作時(shí)，通過電容器、火花間隙的放 電電流很大。
[0053] 為了限制放電電流的幅值，確保串聯(lián)電容器和火花間隙的安全運(yùn)行，串補(bǔ)中一般 都裝設(shè)阻尼回路，目前常用的阻尼回路采用"電感+M0V串電阻型"，其由空心電抗器和帶 M0V(金屬氧化物限壓器）的串聯(lián)電阻構(gòu)成。
[0054] 當(dāng)串補(bǔ)火花間隙觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，串補(bǔ)電容器上儲存的能量經(jīng)"串補(bǔ)電容器一阻尼回 路的電阻、電感及M0V-間隙"回路放電，使得串補(bǔ)電容器的電場能轉(zhuǎn)化為阻尼電感的磁場 能以及阻尼電阻、阻尼M0V的熱能，可以用如下公式表述：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置，其特征在于，包括：串聯(lián)電容器、第一金屬氧化物限壓器 MOV和至少兩路放電支路； 所述串聯(lián)電容器串聯(lián)在特高壓輸電線路上； 所述第一 MOV并聯(lián)在所述串聯(lián)電容器的兩端； 每路所述放電支路并聯(lián)在所述串聯(lián)電容器的兩端構(gòu)成所述串聯(lián)電容器的放電電流的 路徑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述放電支路包括阻尼 回路和火花間隙； 所述阻尼回路和火花間隙串聯(lián)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述阻尼回路包括：阻尼 電阻、阻尼電感和金屬氧化物限壓器MOV ; 所述阻尼電阻和MOV串聯(lián)后與所述阻尼電感并聯(lián)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置，其特征在于，每個(gè)所述阻尼回路中各 個(gè)元器件的參數(shù)不相同。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項(xiàng)所述的特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置，其特征在于，還包括一個(gè)旁 路開關(guān)； 所述旁路開關(guān)并聯(lián)在任意一個(gè)所述火花間隙的兩端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述放電支路 為兩路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置，其特征在于，還包括旁路隔離開關(guān)； 所述旁路隔離開關(guān)與所述串聯(lián)電容器并聯(lián)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置，其特征在于，還包括串聯(lián)隔離開關(guān)； 所述串聯(lián)隔離開關(guān)通過所述串聯(lián)隔離開關(guān)相串聯(lián)后連接在特高壓輸電線路上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述阻尼電感為空也電 抗器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置，其特征在于，還包括分別設(shè)置在所述 串聯(lián)電容器兩端的串聯(lián)在輸電線路上的斷路器。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置，包括：串聯(lián)電容器、第一金屬氧化物限壓器MOV和至少兩路放電支路；串聯(lián)電容器串聯(lián)在特高壓輸電線路上；第一MOV并聯(lián)在所述串聯(lián)電容器的兩端；每路放電支路并聯(lián)在串聯(lián)電容器的兩端構(gòu)成串聯(lián)電容器的放電電流的路徑。通過增加串聯(lián)電容器的放電支路來抑制串補(bǔ)的放電電流，增加放電支路相當(dāng)于增加阻尼電感，使放電電流降低。從而在相同串聯(lián)電容器參數(shù)以及串聯(lián)電容器電壓下，降低了串聯(lián)電容器經(jīng)過火花間隙、阻尼電感等元件時(shí)的放電電流的幅值。在特高壓輸電線路上，便可以降低串補(bǔ)火花間隙研制難度，縮短火花間隙絕緣性能恢復(fù)時(shí)間，縮短串聯(lián)電容器在故障后重新投入的時(shí)間，有利于提高特高壓輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【IPC分類】H02H9-02
【公開號】CN104659769
【申請?zhí)枴緾N201310595033
【發(fā)明人】鄭彬, 班連庚, 項(xiàng)祖濤, 王曉彤, 張媛媛, 杜寧, 韓亞楠
【申請人】中國電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月21日