一种超高压磁控式并联电抗器励磁设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种超高压磁控式并联电抗器励磁设备，其包括：电源系统、整流系统、监控系统和过压保护系统；电源系统为双变压器供电的电源系统；整流系统包括二套各自独立的子整流系统，二子整流系统通过切换开关与电源系统连接，输出端设置有输出隔离开关，且二子整流系统分别与监控系统连接；监控系统包括一主监控系统，主监控系统包括两个并列的子监控系统，整流系统输出端上的输出信号分别输入二子监控系统，过压保护系统的数据则输入主监控系统中；过压保护系统设置在整流系统的输出端，一端连接在整流系统的输出母线上，另一端接地。本实用新型专利技术由于采用双重化结构配置，提高了设备的可靠性，避免因励磁设备部分器件故障而导致并联电抗器乃至于整个线路的停运，而且便于检修和维护。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及可控并联电抗器
，特别是指一种超高压磁控式并联电 抗器励磁设备。
技术介绍
随着电网规模越来越大和大区联网的形成，超高压和特高压输电网络在提高电 网输电能力和可靠性的同时，带来的一些问题会导致电网电压变化频度和幅度加 大，进而导致电压调整和控制的难度加大。由此需要配套相应的无功补偿技术和设 备。目前，输电系统的无功功率控制普遍采用普通超高压并联电抗器、可投切低压并联电抗器、发电机调相运行和少量的静止无功补偿器(svc)来解决。但是，普通超高压并联电抗器容量不可控，低压电抗器只能分组投切，并且受变压器容量 限制而显示出容量严重不足。现有静止补偿装置只能用在低压侧补偿，且由于投资 原因而未得到广泛采用。磁控式并联电抗器(Magnetically Controlled Shunt Reactor,以下简称MCSR) 是一项新的用于超高压电网的无功补偿技术，是带有平稳可调感抗的静态补偿装置，其具有以下作用a)限制工频过电压。在电网正常运行时,磁控式并联电抗器容量可根据线路 所传输的功率自动平滑调节，以稳定其电压水平。此外，在线路传输大功率时，若 出现末端三相跳闸甩负荷的情况处于接近空载状态，可控电抗器可通过快速励磁系 统迅速将电抗器容量调整到所需值，以限制工频过电压。(2) 限制操作过电压。由于磁控式并联电抗器的补偿作用使得空载线路的工频电压得以抑制,从而降低了系统的操作过电压水平。由亍磁控式并联电抗器具备 较强的过电压和过负荷能力，可有效限制线路计划性合闸、重合闸、故障解列等的 操作过电压。(3) 线路容性功率补偿。根据线路带载情况，超高压磁控式并联电抗器可快 速灵活平滑调节自身无功出力，是超高压输电电网理想的无功补偿设备。(4) 保证线路重合闸成功率。由于目前单向重合闸在电网500KV线路中广泛 采用，因此磁控式并联电抗器降低线路单向接地时的潜供电流，可以提高单向重合 闸的成功率。(5) 由于电网在运行中要承担所有负荷的冲击和波动，由此系统变电站因负荷原因而造成的开关操作很多，采用磁控式并联电抗器后，可以起到无功功率动态 平衡和电压波动的动态抑制，减少开关的操作，从而减少开关设备的维护和保养， 节省运行和维护费用，并延长设备的使用寿命。(6) 磁控式并联电抗器可以根据线路的荷载连续平滑调节自身的容量，能够 提高线路输电能力达30%。可控高抗通过无功调节来调整接入点电压的能力，一 方面提高了系统的电压水平、降低了系统网损作用，另一方面也省去了原来为高抗 相应配套的低压无功补偿设备，从而简化了系统、减少了投资，也避免了相应设备 投切产生的对电网的冲击和操作过电压对系统设备寿命的影响，提高了电网的安全 性。(7) 磁控式并联电抗器由于其快的响应速度，在系统发生扰动时，可以根据 母线电压或线路功率调节其无功容量，通过抑制电压振荡来抑制系统的功率振荡。 磁控式可控并联电抗器在我国超高压及特高压电网中有非常广阔的应用前景。超高压磁控式并联电抗器励磁设备属于MCSR的控制装置，通过改变直流励 磁电流的大小，改变电抗器铁心的磁饱和程度，从而可连续平稳快速调整其电抗值。 通常情况对于电网中的重要设备，必须保证其安全稳定运行，要求励磁设备既要有 良好的励磁输出特性，又要有很高的可靠性。励磁设备属低压设备，直接和超高压 设备相连，在电网或设备一次故障时，会在高、低压设备连接处产生暂态过电压， 如处理不当将会造成励磁设备损坏。以上因素都对超高压磁控式并联电抗器励磁设 备提出了很高的要求。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的是提供一种具有可在两套独立、同结构系统 之间进行切换的双重化结构配置的超高压磁控式并联电抗器励磁设备。为实现上述目的，本技术采取以下技术方案 一种超高压磁控式并联电抗 器励磁设备，其特征在于包括电源系统、整流系统、监控系统和过压保护系统； 所述电源系统为双变压器供电的电源系统，二所述变压器分别由独立的母线供电， 二次侧各设有互锁的切换开关；所述整流系统包括二套各自独立的子整流系统，二 所述子整流系统通过所述切换开关与所述电源系统连接，输出端设置有用于隔离和 接地的输出隔离开关，且二所述子整流系统分别与所述监控系统连接；所述监控系 统包括一主监控系统，所述主监控系统的下级包括两个并列的子监控系统，二所述 子整流系统分别与一个所述子监控系统进行数据交换，所述整流系统输出端上的输 出信号分别输入二所述子监控系统，所述过压保护系统的数据则输入所述主监控系 统中；所述过压保护系统设置在所述整流系统的输出端， 一端连接在所述整流系统的输出母线上，另一端接地。所述变压器二次侧设置的切换开关包括二分别串连在所述变压器二次侧的开关，以及一并联在二所述开关另一端之间的第三开关，通过各所述开关的合、分操作切换二所述变压器为所述整流系统供电，当其中一个变压器供电时，另一台作为热备用电源空载运行。串连在二所述变压器二次侧的开关上连接有备用电源自动投切装置。 二所述子整流系统并联运行并自动实现均流，各输出一半功率。 二所述子整流系统各自独立运行，当其中一个因故障推出运行时，另一个独立输出全部功率。所述整流系统的输出母线上设置有二分别为所述子监控系统采集信号的电流 传感器，采集所述整流系统输出的电流信号，并输入对应的所述子监控系统中。所述过压保护系统包括氧化锌限压器、二反并联连接的晶闸管、晶闸管投切电 阻和接地开关，二所述晶闸管与所述晶闸管投切电阻串连连接后，又与所述氧化锌 限压器和接地开关并联。所述整流系统采用三相全控桥式晶闸管整流系统。本技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本技术由于采 用双重化结构配置，提高了设备的可靠性，避免因励磁设备的部分器件的故障而导 致并联电抗器乃至于整个线路的停运，而且可以在不断电的情况下，对系统进行检 修和维护。2、本技术励磁设备采用电力系统母线作为电压源供电，可以保障 励磁输出的稳定性，可为超高压MCSR提供更稳定的直流励磁输出。3、本实用新 型由于在励磁输出处装置过电压保护电路，解决了电网和一次设备暂态过程对励磁 设备的冲击。附图说明图1是超高压磁控式并联电抗器励磁设备的主要电路方框示意图图2是励磁设备监控系统方框示意图具体实施方式为详细说明本技术的结构、特点及功效，现举以下较佳实施例并配合附图 说明如下。如图1所示，本技术所提供的超高压磁控式并联电抗器励磁设备包括电源 系统、整流系统、监控系统及过压保护系统，下面对这些系统的结构及其双重化结构配置进行描述(1)电源系统为励磁设备提供交流电源。其由两段独立母线(母线I、母线 II)供电，每段母线来自不同的变压器，从而保障了电源供电的可靠性。由于母线还具有近似电压源的特性，因此还可以保障励磁输出的稳定性。两台整流变压器ZLB1 和ZLB2分别通过开关BK1和BK2接在母线I、 II上，将母线电压转变成合适等 级的交流电源来供给下一级的晶闸管整流系统，同时实现该系统和上级母线I和母 线II的隔离。整流变压器ZLB1和ZLB2经开关YK1、 YK2接入励磁设备，开关 YK3接在开关YK1、 YK2之后，两条输入导线之间，以实现由整流变压器ZLB1 和ZLB2给两套励磁整流系统供电，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高压磁控式并联电抗器励磁设备，其特征在于包括：电源系统、整流系统、监控系统和过压保护系统；　所述电源系统为双变压器供电的电源系统，二所述变压器分别由独立的母线供电，二次侧各设有互锁的切换开关；　所述整流系统包括二套各自独立的子整流系统，二所述子整流系统通过所述切换开关与所述电源系统连接，输出端设置有用于隔离和接地的输出隔离开关，且二所述子整流系统分别与所述监控系统连接；　所述监控系统包括一主监控系统，所述主监控系统的下级包括两个并列的子监控系统，二所述子整流系统分别与一个所述子监控系统进行数据交换，所述整流系统输出端上的输出信号分别输入二所述子监控系统，所述过压保护系统的数据则输入所述主监控系统中；　所述过压保护系统设置在所述整流系统的输出端，一端连接在所述整流系统的输出母线上，另一端接地。

【技术特征摘要】
1、一种超高压磁控式并联电抗器励磁设备，其特征在于包括电源系统、整流系统、监控系统和过压保护系统；所述电源系统为双变压器供电的电源系统，二所述变压器分别由独立的母线供电，二次侧各设有互锁的切换开关；所述整流系统包括二套各自独立的子整流系统，二所述子整流系统通过所述切换开关与所述电源系统连接，输出端设置有用于隔离和接地的输出隔离开关，且二所述子整流系统分别与所述监控系统连接；所述监控系统包括一主监控系统，所述主监控系统的下级包括两个并列的子监控系统，二所述子整流系统分别与一个所述子监控系统进行数据交换，所述整流系统输出端上的输出信号分别输入二所述子监控系统，所述过压保护系统的数据则输入所述主监控系统中；所述过压保护系统设置在所述整流系统的输出端，一端连接在所述整流系统的输出母线上，另一端接地。2、 如权利要求1所述的一种超高压磁控式并联电抗器励磁设备，其特征在 于所述变压器二次侧设置的切换开关包括二分别串连在所述变压器二次侧的开 关，以及一并联在二所述开关另一端之间的第三开关，通过各所述开关的合、分 操作切换二所述变压器为所述整流系统供电，当其中一个变压器供电时，另一台 作为热备用...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷晰，贾跟卯，于坤山，邓占锋，王轩，谢敏华，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]