一种电网同步调相机系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电网同步调相机系统，包括调相机本体、励磁系统、调相机启动系统和高压母线，所述调相机本体连接所述励磁系统，所述励磁系统连接启动电源切换装置连接，所述启动电源切换装置为双联开关，分别连接两组励磁变压器，其中一组励磁变压器接入380v站用电，另一组励磁变压器分别连接调相机本体和调相机启动系统并接入升压变压器，通过所述升压变压器接入高压母线，所述调相机启动系统接入10kv站用电；所述调相机本体通过中性点接地柜接地。本发明专利技术能够向系统输送无功功率，改善功率因数，降低网络中的损耗，对调整网络电压和提高电能质量有较好的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种电网同步调相机系统
本专利技术涉及一种用于特高压电网领域的电网同步调相机系统。
技术介绍
近几年，随着大容量、远距离特高压交直流输电技术的发展，电网资源得以进行优化配置，但随之带来的突出问题是电网“强直弱交”，局部电网受电比例较高，系统动态无功补偿不足和电压稳定问题凸显。主要表现为：(1)特高压直流受端电网动态无功不足问题突出：由于直流本身不向系统提供动态无功，导致受端电网无功不足，动态过程中需从系统吸收大量无功。随着直流的大规模馈入，受端电网电压稳定问题愈显突出。(2)直流弱送端系统短路容量不足：随着大型能源基地开发向边远地区延伸，特别是风电、光伏的大规模集中开发，直流输电送端电网薄弱、短路容量不足问题突出，一方面直流输送能力的提升严重依赖于送端火电的开机方式，直接影响了清洁能源消纳和电网运行方式的灵活性；另一方面直流换相失败引起送端系统暂态电压升高，严重情况下导致风机大面积脱网。(3)高比例受电地区电压支撑不足，根据国家大气污染防治行动计划，北京、天津等地区火电机组将逐步关停，部分负荷由燃气机组供应，同时，随着负荷的进一步增长，外受电比例将不断增加。电压支撑不足矛盾突出，特别是在燃气管线发生故障情况下，将导致燃气机组被迫停运，易引发电压稳定问题，严重威胁到重点地区的供电安全。为了解决上述问题，客观要求直流大规模有功输送，必须匹配大规模动态无功。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种电网同步调相机系统，它能够向系统输送无功功率，改善功率因数，降低网络中的损耗，对调整网络电压和提高电能质量有较好的作用。实现上述目的的一种技术方案是：一种电网同步调相机系统，包括调相机本体、励磁系统、调相机启动系统和高压母线；所述调相机本体连接所述励磁系统，所述励磁系统连接启动电源切换装置连接，所述启动电源切换装置为双联开关，分别连接两组励磁变压器，其中一组励磁变压器接入380v站用电，另一组励磁变压器分别连接调相机本体和调相机启动系统并接入升压变压器，通过所述升压变压器接入高压母线，所述调相机启动系统接入10kv站用电；所述调相机本体通过中性点接地柜接地。进一步的，还包括分别与所述调相机本体连接的冷却系统和油系统。进一步的，所述调相机本体的转子为隐极机型转子，调相机本体为内外机座结构，外机座上下分半，冷却器卧式布置在上半机座内和机座下方基坑中，采用椭圆瓦座式轴承。进一步的，所述励磁系统采用静止励磁系统，由励磁调节器、可控硅整流装置、灭磁及过压保护装置、励磁变压器构成。进一步的，所述调相机启动系统采用静止变频器起动方式的启动系统。进一步的，所述升压变压器采用无载调压。本专利技术的一种电网同步调相机系统，能够在在电网负载重时，让其过励运行，减少输电线中滞后的无功电流分量，从而可减少线路压降；在输电线轻载的情况下，让其欠励运行，吸收滞后的无功电流，可防止电网电压上升，从而维持电网的电压在一定的水平上，还兼具有提高电力系统稳定性的作用。附图说明图1为本专利技术的一种电网同步调相机系统的系统架构示意图。具体实施方式为了能更好地对本专利技术的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：请参阅图1，本专利技术的一种电网同步调相机系统，包括调相机本体1、励磁系统2、调相机启动系统3和高压母线4。调相机转子包括凸极和隐极两种构造形式，结合特高压电网的应用场景，调相机本体1的转子选用隐极机型转子，调相机本体为内外机座结构，外机座上下分半，冷却器卧式布置在上半机座内和机座下方基坑中，采用椭圆瓦座式轴承。调相机本体1分别连接冷却系统11和油系统12。调相机本体1通过中性点接地柜13接地。调相机本体1连接励磁系统2。励磁系统2包括静止励磁，无刷励磁，三机励磁等。结合特高压电网的应用场景，荐采用静止励磁系统，其轴系短，主厂房建筑面积、占地面积小，可靠性高、维护量小、响应速度快。励磁系统采用自并励励磁方式。励磁系统由励磁调节器、可控硅整流装置、灭磁及过压保护装置、励磁变压器构成。励磁电源取自机端，经励磁变压器连接到可控硅整流装置，整流为直流后经灭磁开关后，接入转子绕组励磁。励磁调节器根据机端电压和无功功率信号，按给定值进行自动调节控制可控硅整流装置的直流输出，以控制调相机的机端电压和无功功率。其有如下性能指标要求。(1)励磁系统应能满足调相机额定容量工况下1.1倍额定励磁电流和电压下长期连续运行的要求。(2)励磁系统应具有控制磁场电压到正向或反向顶值电压的能力以实现强励和逆变灭磁，当机端正序电压下降到额定值的80％时，3.5倍额定励磁电压仍应予以保证。(3)励磁系统应能在2.5倍额定励磁电流下连续运行15s无损伤。(4)励磁系统电压响应时间应满足：上升(强励)不大于0.08s；下降(强减)不大于0.15s。(5)自动励磁调节系统应保证调相机调压精度优于0.5％。(6)在调相机运行情况下，频率值每变化1％，自动励磁调节系统应保证调相机电压变化不大于额定值的±0.25％。(7)自动励磁调节系统交流工作电源电压在短时间(不大于强行励磁持续时间)内波动范围为55％～120％额定值的情况下，励磁调节器应能维持正常工作。(8)电源频率在45Hz～55Hz范围内变化，励磁系统应能维持正确工作。(9)自动励磁调节系统应能保证调相机机端电压调差率整定范围为±15％，并按1％的档距分档。调差特性应有较好的线性度。(10)自动励磁调节器和手动控制单元的整定电压变化速度，应不大于额定电压1％/s，不小于额定电压0.3％/s。(11)励磁系统的延迟时间不应大于0.02s。(12)在站用电电源电压及频率偏差范围内，励磁系统应能保证调相机在额定工况下长期连续运行。(13)励磁系统应在调相机电压70％～120％额定电压范围内稳定调节。励磁系统2连接启动电源切换装置21连接，启动电源切换装置为双联开关，分别连接两组励磁变压器22，其中一组励磁变压器接入380v站用电，另一组励磁变压器22分别连接调相机本体1和调相机启动系统3并接入升压变压器5，通过升压变压器5接入高压母线4，调相机启动系统3接入10kv站用电。调相机启动系统3采用静止变频器(SFC)起动方式，SFC无旋转设备，维护简单，且可实现两机共享，节约投资。变频起动系统主要由隔离变压器、变频起动装置、SFC输出开关组成。起动电源从站内10kV侧引接，由专用隔离变压器通过SFC整流和变频后，经隔离开关输入调相机定子。升压变压器5采用无载调压，其额定电压及抽头待机端电压波动范围根据现场实际情况计算测定。调相机作为常见的动态无功补偿装置，在电网中起到的作用是:为电网的无功电压调节提供有效的技术手段，利用实现电网逆调压；为高比例直流受电的局部电网提供有效的动态无功支撑；减小交流电网故障时直流换相失败的范围和概率。当电网高比例接受区外来电，若交流系统发生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电网同步调相机系统，包括调相机本体、励磁系统、调相机启动系统和高压母线，其特征在于：/n所述调相机本体连接所述励磁系统，所述励磁系统连接启动电源切换装置连接，所述启动电源切换装置为双联开关，分别连接两组励磁变压器，其中一组励磁变压器接入380v站用电，另一组励磁变压器分别连接调相机本体和调相机启动系统并接入升压变压器，通过所述升压变压器接入高压母线，所述调相机启动系统接入10kv站用电；/n所述调相机本体通过中性点接地柜接地。/n

【技术特征摘要】
1.一种电网同步调相机系统，包括调相机本体、励磁系统、调相机启动系统和高压母线，其特征在于：
所述调相机本体连接所述励磁系统，所述励磁系统连接启动电源切换装置连接，所述启动电源切换装置为双联开关，分别连接两组励磁变压器，其中一组励磁变压器接入380v站用电，另一组励磁变压器分别连接调相机本体和调相机启动系统并接入升压变压器，通过所述升压变压器接入高压母线，所述调相机启动系统接入10kv站用电；
所述调相机本体通过中性点接地柜接地。


2.根据权利要求1所述的一种电网同步调相机系统，其特征在于，还包括分别与所述调相机本体连接的冷却系统和油系统。


3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卓林，汪孔屏，卢晨，顾万里，吴海斌，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，国网上海市电力公司工程建设咨询分公司，
类型：发明
国别省市：上海;31