磁控式可控并联电抗器的励磁系统在线跟踪与切换方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种磁控式可控并联电抗器的励磁系统在线跟踪与切换方法及装置，包括获取工作励磁系统的自身励磁状态数据；将所述工作励磁系统的自身励磁状态数据发送至备用励磁系统，使得备用励磁系统结合自身状态数据，对磁控式可控并联电抗器的当前励磁状态进行实时跟踪。本发明专利技术适用于配置了自励磁与外励磁双套独立励磁系统的磁控式电抗器，也适用于配置双套独立外励磁系统的磁控式电抗器，可以有效实现励磁系统的平稳和快速切换，避免切换过程中电抗器无功功率出现大幅波动。程中电抗器无功功率出现大幅波动。程中电抗器无功功率出现大幅波动。

【技术实现步骤摘要】
磁控式可控并联电抗器的励磁系统在线跟踪与切换方法及装置


[0001]本专利技术属于可控并联电抗器
，具体涉及一种磁控式可控并联电抗器的励磁系统在线跟踪与切换方法及装置。

技术介绍

[0002]超高压/特高压长距离输电线路在轻载时由于线路对地电容充电呈现出明显的“容升效应”，导致线路末端电压偏高，危害输变电设备的安全运行。为解决长距离重载线路限制过电压和无功补偿的矛盾，提高电压稳定性水平和暂态运行极限，降低线路输送损耗，平衡无功功率，磁控式可控并联式电抗器应用于长距离输电线路末端或变电站母线可有效实现线路(或母线)电压的连续调节，改善沿线电压分布水平，是实现超高压和特高压输电通道高效经济运行的重要工具。
[0003]大容量磁控式可控电抗器根据运行需求一般配置双套独立励磁系统，即自励磁系统和外励磁系统，或者是两套外励磁系统。所谓双套独立励磁系统，是指励磁电源、励磁变压器、励磁功率回路以及励磁控制器完全独立的、没有任何共用器件的两套单独的励磁系统。自励磁系统的励磁电源取自电抗器本体的补偿绕组，经过自励励磁变降压后输入自励功率整流桥，自励功率整流桥的输出接至电抗器控制绕组，由自励控制系统实现励磁调节。自励磁系统中的1台自励励磁变和1套自励功率整流桥连接后作为一励磁支路，可以冗余配置实现多励磁支路(也叫主备自励磁支路)并联运行。外励磁系统的励磁电源取自站用电交流系统，经过外励励磁变降压后输入外励功率整流桥，外励功率整流桥的输出也接至电抗器控制绕组，由外励控制系统实现励磁调节。
[0004]实际运行中当自励磁系统出现故障不适宜继续带病运行，或者由于电网系统出现故障影响自励磁输入电源可靠性和功率整流安全性时，此时需要将励磁系统切换到外励磁运行；反之，当自励磁系统恢复正常运行，或者外励磁系统出现故障，则需要将励磁系统切换到自励磁运行。励磁系统切换过程中需要避免输入到电抗器控制绕组的励磁电压和电流出现大幅波动，特别是在电抗器满容量运行时更需注意，如果不采取任何跟踪措施或者跟踪措施不合理都会导致电抗器无功功率出现大幅波动，进而导致输电线路或母线电压出现大幅波动，危害其他输变电设备的安全工作。
[0005]因此有必要研究磁控式电抗器不同励磁系统间的在线跟踪及切换方法，实现励磁系统的平稳与快速切换，避免切换过程中电抗器无功功率出现大幅波动。目前已公开的技术资料多是提到关于电抗器自励磁系统内的并联励磁支路间(或叫主备自励系统间)通过触发或闭锁脉冲进行切换(比如CN201310007672.0、CN201611160904.6和CN201310672145.1)，这种自励磁系统内的切换是属于同一套自励磁控制器下的内部控制，直接触发或闭锁脉冲即可实现；文献CN201310672145.1也仅提到在必要时需要外励磁与自励磁切换，但未提及如何切换。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本专利技术提出一种磁控式可控并联电抗器的励磁系统在线跟踪与切换方法，适用于配置了双套独立励磁系统的磁控式电抗器，也适用于配置双套独立外励磁系统的磁控式电抗器，可以有效实现励磁系统的平稳和快速切换，避免切换过程中电抗器无功功率出现大幅波动。
[0007]为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种磁控式可控并联电抗器的励磁系统在线跟踪方法，包括：
[0009]获取工作励磁系统的自身励磁状态数据；
[0010]将所述工作励磁系统的自身励磁状态数据发送至备用励磁系统，使得备用励磁系统结合自身状态数据，对磁控式可控并联电抗器的当前励磁状态进行实时跟踪。
[0011]可选地，所述工作励磁系统的自身励磁状态数据包括：工作励磁系统的励磁变压器输入电压U
1in
、整流移相触发角α1、并联运行支路数目N1、电抗器控制绕组励磁电流I
f1
、工作励磁系统的控制目标Ref1，以及工作励磁系统的运行/退出状态；所述备用励磁系统的自身状态数据包括备用励磁系统的退出/运行状态。
[0012]可选地，所述使得备用励磁系统结合自身状态数据，对磁控式可控并联电抗器的当前励磁状态进行实时跟踪，具体为：
[0013]使得备用励磁系统结合自身状态数据，跟踪工作励磁系统的控制目标以及按照励磁输出电压不变原则确定跟踪的移相触发角度，完成对磁控式可控并联电抗器的当前励磁状态进行实时跟踪。
[0014]可选地，所述使得备用励磁系统结合自身状态数据，跟踪工作励磁系统的控制目标，具体为：
[0015]使得备用励磁系统的控制目标Ref2保持与工作励磁系统当前控制目标Ref1一致，确保Ref2>Refmin，且Ref2<Refmax。
[0016]其中，Refmin为备用励磁系统在自身调节容量范围内的控制目标下限值，Refmax为备用励磁系统在自身调节容量范围内的控制目标上限值。
[0017]可选地，所述使得备用励磁系统结合自身状态数据，按照励磁输出电压不变原则确定跟踪的移相触发角度，具体为：
[0018]使得备用励磁系统基于下式求出备用励磁系统的控制电压跟踪值uk2：
[0019][0020]使得备用励磁系统基于下式求出移相触发角度跟踪值α2：
[0021][0022]式中，U
1in
为工作励磁系统的励磁变压器输入电压，α1为工作励磁系统的整流移相触发角，N1为并联运行支路数目，I
f1
为电抗器控制绕组励磁电流，U
2in
为备用励磁系统励磁
变压器输入电压，N2为备用励磁系统并联运行支路数目，x1和x2分别为工作励磁系统和备用励磁系统中单台励磁变压器的短路阻抗，α
min
和α
max
分别是移相触发角的最小值和最大值。
[0023]可选地，当工作励磁系统处于运行状态，且备用励磁系统处于至少一个励磁支路交直流开关均在合位的热备用状态时，备用励磁系统开始实时跟踪电抗器当前励磁状态。
[0024]第二方面，本专利技术提供了一种磁控式可控并联电抗器的励磁系统在线跟踪装置，包括工作励磁系统和备用励磁系统；
[0025]所述工作励磁系统将自身励磁状态数据发送至备用励磁系统；
[0026]所述备用励磁系统接收工作励磁系统的自身励磁状态数据，并结合自身状态数据，对磁控式可控并联电抗器的当前励磁状态进行实时跟踪。
[0027]可选地，所述工作励磁系统的自身励磁状态数据包括：工作励磁系统的励磁变压器输入电压U
1in
、整流移相触发角α1、并联运行支路数目N1、电抗器控制绕组励磁电流I
f1
、工作励磁系统的控制目标Ref1，以及工作励磁系统的运行/退出状态；所述备用励磁系统的自身状态数据包括备用励磁系统的退出/运行状态。
[0028]可选地，所述备用励磁系统接收工作励磁系统的自身励磁状态数据，并结合自身状态数据，对磁控式可控并联本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁控式可控并联电抗器的励磁系统在线跟踪方法，其特征在于，包括：获取工作励磁系统的自身励磁状态数据；将所述工作励磁系统的自身励磁状态数据发送至备用励磁系统，使得备用励磁系统结合自身状态数据，对磁控式可控并联电抗器的当前励磁状态进行实时跟踪。2.根据权利要求1所述的一种磁控式可控并联电抗器的励磁系统在线跟踪方法，其特征在于：所述工作励磁系统的自身励磁状态数据包括：工作励磁系统的励磁变压器输入电压U
1in
、整流移相触发角α1、并联运行支路数目N1、电抗器控制绕组励磁电流I
f1
、工作励磁系统的控制目标Ref1，以及工作励磁系统的运行/退出状态；所述备用励磁系统的自身状态数据包括备用励磁系统的退出/运行状态。3.根据权利要求1所述的一种磁控式可控并联电抗器的励磁系统在线跟踪方法，其特征在于：所述使得备用励磁系统结合自身状态数据，对磁控式可控并联电抗器的当前励磁状态进行实时跟踪，具体为：使得备用励磁系统结合自身状态数据，跟踪工作励磁系统的控制目标以及按照励磁输出电压不变原则确定跟踪的移相触发角度，完成对磁控式可控并联电抗器的当前励磁状态进行实时跟踪。4.根据权利要求3所述的一种磁控式可控并联电抗器的励磁系统在线跟踪方法，其特征在于：所述使得备用励磁系统结合自身状态数据，跟踪工作励磁系统的控制目标，具体为：使得备用励磁系统的控制目标Ref2保持与工作励磁系统当前控制目标Ref1一致，确保Ref2>Refmin，且Ref2<Refmax。其中，Refmin为备用励磁系统在自身调节容量范围内的控制目标下限值，Refmax为备用励磁系统在自身调节容量范围内的控制目标上限值。5.根据权利要求3所述的一种磁控式可控并联电抗器的励磁系统在线跟踪方法，其特征在于：所述使得备用励磁系统结合自身状态数据，按照励磁输出电压不变原则确定跟踪的移相触发角度，具体为：使得备用励磁系统基于下式求出备用励磁系统的控制电压跟踪值uk2：使得备用励磁系统基于下式求出移相触发角度跟踪值α2：式中，U
1in
为工作励磁系统的励磁变压器输入电压，α1为工作励磁系统的整流移相触发角，N1为并联运行支路数目，I
f1
为电抗器控制绕组励磁电流，U
2in
为备用励磁系统励磁变压器输入电压，N2为备用励磁系统并联运行支路数目，x1和x2分别为工作励磁系统和备用励磁系统中单台励磁变压器的短路阻抗，α
min
和α
max
分别是移相触发角的最小值和最大值。6.根据权利要求3所述的一种磁控式可控并联电抗器的励磁系统在线跟踪方法，其特
征在于：当工作励磁系统处于运行状态，且备用励磁系统处于至少一个励磁支路交直流开关均在合位的热备用状态时，备用励磁系统开始实时跟踪电抗器当前励磁状态。7.一种磁控式可控并联电抗器的励磁系统在线跟踪装置，其特征在于：包括工作励磁系统和备用励磁系统；所述工作励磁系统将自身励磁状态数据发送至备用励磁系统；所述备用励磁系统接收工作励磁系统的自身励磁状态数据，并结合自身状态数据，对磁控式可控并联电抗器的当前励磁状态进行实时跟踪。8.根据权利要求7所述的一种磁控式可控并联电抗器的励磁系统在线跟踪装置，其特征在于，所述工作励磁系统的自身励磁状态数据包括：工作励磁系统的励磁变压器输入电压U
1in
、整流移相触发角α1、并联运行支路数目N1、电抗器控制绕组励磁电流I
f1
、工作励磁系统的控制目标Ref1，以及工作励磁系统的运行/退出状态；所述备用励磁系统的自身状态数据包括备用励磁系统的退出/运行状态。9.根据权利要求7所述的一种磁控式可控并联电抗器的励磁系统在线跟踪装置，其特征在于，所述备用励磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟伟，石祥建，韩焦，韩兵，吴龙，钟高跃，刘为群，陈松林，文继锋，周吉琦，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，
类型：发明
国别省市：