一种串联补偿器制造技术

本实用新型专利技术保护一种串联补偿器，所述串联补偿器包含串联变压器、至少一个串联变压器旁路设备、电压源换流器、至少一个换流器快速旁路设备、至少一个快速开关以及至少一个电抗器；所述电抗器与所述快速开关并联连接构成限流模块；所述串联变压器其中一侧绕组的两端串联接入线路；另一侧绕组依次连接所述限流模块和所述换流器快速旁路设备；所述电压源换流器与换流器快速旁路设备并联连接；所述串联变压器至少一侧绕组的两端并联至少一个所述串联变压器旁路设备。本实用新型专利技术可以优化系统潮流分布，还可以降低系统短路电流、提高系统可靠性。

A series compensator

The utility model protects a series compensator, which includes a series transformer, at least one series transformer bypass equipment, a voltage source converter, at least one current converter fast bypass device, at least one fast switch and at least one reactor; the reactor is connected in parallel with the fast switch. The two ends of one side winding of the series transformer are connected in series in series, and the other side windings are connected with the current limiting module and the fast bypass equipment of the converter. The voltage source converter is connected in parallel with the converter fast bypass equipment; the series transformer is parallel to the two ends of the winding. At least one of the series transformer bypass equipment. The utility model can optimize the power flow distribution of the system, reduce the short circuit current of the system and improve the reliability of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种串联补偿器
本专利技术涉及一种补偿器，具体涉及一种具有故障限流功能的串联补偿器。
技术介绍
随着电力系统容量和规模的扩大，电力系统短路故障电流的水平也不断提高，短路故障对电力系统及与其相连的电气设备的破坏性也越来越大。另一方面，随着大型电力系统的互联以及各种新设备的使用，在使发电、输电更经济、更高效的同时也增加了电力系统的规模和复杂度，用户负荷的不断增长需要潮流控制手段提高现有的功率输送能力；正在蓬勃发展的智能电网和电力市场间复杂的功率交换需要频繁的潮流控制，电力系统对潮流控制以及短路电流限制的需求越来越大。目前，限制系统短路电流的方案时采用故障限流器快速改变故障线路的阻抗参数，将短路电流限制在低水平，满足已有断路器在不超过其遮断能力的前提下切断短路故障，但已公开的故障限流器有谐振式故障限流器、固态故障限流器和超导故障限流器等，均是直接安装在高压线路上，限流设备所承受的故障电流较大，限流设备相应的分断开关或器件在分断时电流也较大，影响设备的可靠性。现有技术中采用串联补偿器可以优化调节系统潮流，但串联补偿器不能控制系统故障时的电流，且严重故障会影响串联补偿器设备的安全。因此，需要一种既能优化系统潮流，又能更安全可靠的限制系统短路电流的补偿器。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供一种可以优化系统潮流分布，还可以降低系统短路电流、提高系统可靠性且适用于工程应用的串联补偿器，本专利技术的解决方案是：提供一种串联补偿器，所述串联补偿器包含串联变压器、至少一个串联变压器旁路设备、电压源换流器、至少一个换流器快速旁路设备、至少一个快速开关以及至少一个电抗器；所述电抗器与所述快速开关并联连接构成限流模块；所述串联变压器其中一侧绕组的两端串联接入线路；另一侧绕组依次连接所述限流模块和所述换流器快速旁路设备；所述电压源换流器与换流器快速旁路设备并联连接；所述串联变压器至少一侧绕组的两端并联至少一个所述串联变压器旁路设备。如果上述串联变压器为单相变压器，上述串联变压器第一侧绕组的两端串联接入线路；上述串联变压器第二侧绕组的第一端连接上述限流模块的第一端，上述限流模块的第二端连接上述换流器快速旁路设备的第一端；上述换流器快速旁路设备的第二端连接上述串联变压器第二侧绕组的第二端；上述电压源换流器的第一输出端与上述换流器快速旁路设备的第一端连接，上述电压源换流器的第二输出端与上述串联变压器第二侧绕组的第二端。或者，上述串联变压器为三相变压器，上述串联变压器第一侧绕组三相的两端分别串联接入三相交流线路；上述串联变压器第二侧绕组为星型连接方式，上述串联变压器第二侧绕组的输出端三相分别连接上述限流模块的第一端的三相，上述限流模块的第二端的三相分别与上述换流器快速旁路设备的第一端的三相连接，换流器快速旁路设备的第二端的三相连接至上述串联变压器第二侧绕组的中性线；上述电压源换流器的三相交流输出侧与上述限流模块第二端的三相连接。进一步地，上述串联变压器第二侧绕组为星接时，包含第三侧绕组；第三侧绕组的其中一相绕组与一个电抗器串联连接，再与其它两相的绕组依次首尾连接构成角型结构并形成三相输出端；上述三相输出端的其中一端直接接地，另外两端与过电压保护设备连接后接地；上述过电压保护设备包括避雷器和火花间隙。进一步地，上述串联变压器第二侧绕组为星接时，串联变压器第二侧绕组的中性线直接接地，或者经电阻电地，或者经电抗接地。或者，上述串联变压器为三相变压器，上述串联变压器第一侧绕组三相的两端分别串联接入三相交流线路；上述串联变压器第二侧绕组为角型连接方式，上述串联变压器第二侧绕组的三相绕组依次首尾连接构成角型结构并形成三相输出端，上述串联变压器第二侧绕组的三相输出端分别连接上述限流模块的第一端的三相，上述限流模块的第二端的三相分别连接上述电压源换流器的交流输出端的三相；上述换流器快速旁路设备的三相设备依次首尾连接构成角型结构并形成三相输出端，上述换流器快速旁路设备的三相输出端分别与上述电压源换流器的交流输出端的三相连接。或者，上述的限流模块还包括至少一个电容；上述电容与上述电抗器并联连接组合形成阻抗单元，上述阻抗单元再与上述快速开关并联连接构成限流模块。进一步地，上述串联变压器第一侧绕组的其中一端通过断路器与上述旁路设备的一端连接，另一端通过隔离刀闸与上述旁路设备的另一端连接；或者，上述串联变压器接入线路侧绕组的两端分别通过断路器与上述旁路设备的两端连接。进一步地，上述串联变压器至少一侧绕组的两端并联至少一个过电压保护设备；上述换流器快速旁路设备两端并联至少一个过电压保护设备。进一步地，上述过电压保护设备包括避雷器和火花间隙。进一步地，上述串联变压器旁路设备为机械旁路开关，或者由电力电子设备构成的旁路开关；上述换流器快速旁路设备为快速机械旁路开关，或者由电力电子设备构成的快速旁路开关；上述快速开关为机械开关，或者由电力电子设备构成的开关。本专利技术的另一种解决方案是：一种串联补偿器，其特征在于：所述串联补偿器包含一个串联变压器、至少一个串联变压器旁路设备、电压源换流器、至少一个换流器快速旁路设备，N个快速开关和N个电抗器，N为自然数，且N大于1；上述N个电抗器分别与上述N个快速开关并联连接，每个电抗器与一个快速开关并联连接，构成一个限流模块，一共构成N个限流模块；上述N个限流模块依次串联连接构成一个限流模块组；所述串联变压器其中一侧绕组的两端串联接入线路；另一侧绕组依次连接所述限流模块组和所述换流器快速旁路设备；所述电压源换流器与换流器快速旁路设备并联连接；所述串联变压器至少一侧绕组的两端并联至少一个所述串联变压器旁路设备。进一步地，上述串联补偿器还包括N个电容，上述N个电抗器分别与上述N个电容并联连接，每个电抗器与一个电容并联，构成一个阻抗单元，一共构成N个阻抗单元；上述N个阻抗单元分别与上述N个快速开关并联连接，每个阻抗单元与一个快速开关并联连接，构成一个限流模块，一共构成N个限流模块；采用上述方案后，本专利技术在交流系统正常时可以通过对串联换流器的控制来优化交流系统的潮流；在交流系统故障时，一方面通过换流器的快速旁路开关将换流器与故障隔离，另一方面可以通过限流模块的快速投入限制交流系统的故障电流，保护交流系统的安全运行以及串联变压器的安全，避免了现有的故障限流设备安装在高电压等级系统所承受的高电压和大电流，提高了设备的可靠性和经济性。当采用多个限流模块串联时，还可根据系统故障的严重程度进行不同等级的限流，且当部分限流模块故障后，不影响其它的故障模块运行，进一步提高了故障限流模块的利用率和可靠性；此外，还可以在稳态运行时，仅投入部分限流模块，配合串联换流器的控制优化系统的潮流，其经济效益更加明显。附图说明图1是本专利技术第一个实施例的串联补偿器；图2是本专利技术第二个实施例的串联补偿器；图3是本专利技术第三个实施例的串联补偿器；图4是本专利技术第四个实施例的串联补偿器；图5是本专利技术第五个实施例的串联补偿器；图6是本专利技术第六个实施例的串联补偿器；其中：1-串联变压器，2-串联变压器旁路设备，3-电压源换流器，4-换流器快速旁路设备，5-快速开关，6-电抗器，7-限流模块，8-电容，9-过电压保护设备，10-过电压保护设备，11-限流模块组，19-过电压保护设备，20-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种串联补偿器，其特征在于：所述串联补偿器包含串联变压器、至少一个串联变压器旁路设备、电压源换流器、至少一个换流器快速旁路设备、至少一个快速开关以及至少一个电抗器；所述电抗器与所述快速开关并联连接构成限流模块；所述串联变压器其中一侧绕组的两端串联接入线路；另一侧绕组依次连接所述限流模块和所述换流器快速旁路设备；所述电压源换流器与换流器快速旁路设备并联连接；所述串联变压器至少一侧绕组的两端并联至少一个所述串联变压器旁路设备。

【技术特征摘要】
1.一种串联补偿器，其特征在于：所述串联补偿器包含串联变压器、至少一个串联变压器旁路设备、电压源换流器、至少一个换流器快速旁路设备、至少一个快速开关以及至少一个电抗器；所述电抗器与所述快速开关并联连接构成限流模块；所述串联变压器其中一侧绕组的两端串联接入线路；另一侧绕组依次连接所述限流模块和所述换流器快速旁路设备；所述电压源换流器与换流器快速旁路设备并联连接；所述串联变压器至少一侧绕组的两端并联至少一个所述串联变压器旁路设备。2.如权利要求1所述的一种串联补偿器，其特征在于：所述串联变压器为单相变压器，所述串联变压器第一侧绕组的两端串联接入线路；所述串联变压器第二侧绕组的第一端连接所述限流模块的第一端，所述限流模块的第二端连接所述换流器快速旁路设备的第一端；所述换流器快速旁路设备的第二端连接所述串联变压器第二侧绕组的第二端；所述电压源换流器的第一输出端与所述换流器快速旁路设备的第一端连接，所述电压源换流器的第二输出端与所述串联变压器第二侧绕组的第二端。3.如权利要求1所述的一种串联补偿器，其特征在于：所述串联变压器为三相变压器，所述串联变压器第一侧绕组三相的两端分别串联接入三相交流线路；所述串联变压器第二侧绕组为星型连接方式，所述串联变压器第二侧绕组的输出端三相分别连接所述限流模块的第一端的三相，所述限流模块的第二端的三相分别与所述换流器快速旁路设备的第一端的三相连接，换流器快速旁路设备的第二端的三相连接至所述串联变压器第二侧绕组的中性线；所述电压源换流器的三相交流输出侧与所述限流模块第二端的三相连接。4.如权利要求1所述的一种串联补偿器，其特征在于：所述串联变压器为三相变压器，所述串联变压器第一侧绕组三相的两端分别串联接入三相交流线路；所述串联变压器第二侧绕组为角型连接方式，所述串联变压器第二侧绕组的三相绕组依次首尾连接构成角型结构并形成三相输出端，所述串联变压器第二侧绕组的三相输出端分别连接所述限流模块的第一端的三相，所述限流模块的第二端的三相分别连接所述电压源换流器的交流输出端的三相；所述换流器快速旁路设备的三相设备依次首尾连接构成角型结构并形成三相输出端，所述换流器快速旁路设备的三相输出端分别与所述电压源换流器的交流输出端的三相连接。5.如权利要求1所述的一种串联补偿器，其特征在于：所述的限流模块还包括至少一个电容；所述电容与所述电抗器并联连接组合形成阻抗单元，所述阻抗单元再与所述快速开关并联连接构成限流模块。6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘磊，田杰，曹冬明，董云龙，周启文，黄如海，丁峰峰，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32