采用阀串联型配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种采用阀串联型配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器装置，其本体采用变压器结构，根据需求可设计为高短路阻抗形式或普通变压器外接电抗器形式。三相高压侧绕组接成“Ｙ”型，直接接到高压电网上，中性点短接后经电抗器接地；三相低压侧结构完全相同，低压侧各相绕组的首、末端之间连接有晶闸管阀、容量配置电抗器、断路器串联电抗器和断路器；各晶闸管阀组采用串联结构形式，并分别与相应的容量配置电抗器并联。由于容量配置电抗器的分压为晶闸管阀提供取能和开通电压，因此晶闸管阀的控制方式可采用电流过零投切或相位控制两种方式，满足系统无功补偿的不同要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统无功补偿领域，尤其涉及一种采用阀串联型配置的晶闸管阀 控型可控并联电抗器装置。
技术介绍
根据国家可再生能源发展规划，西北地区将沿河西走廊建设千万千瓦级风电基 地，其远离负荷中心，大规模风电并网情况下风电的高效经济送出和电网的安全稳定运行 已经成为制约西北地区风电发展的两大技术难题。风力发电具有间歇性、波动性和随机性 的特点。风电场出力变化较大，风电功率波动使西北750kV输电通道上无功波动频繁，无功 电压控制困难并导致了电压稳定问题，增加了西北电网调度运行的难度，限制过电压和无 功补偿矛盾突出。特高压输电线路巨大的容性充电功率、剧烈的潮流变化以及有限的绝缘裕度给系 统的无功调节、过电压抑制提出了较高的要求，存在限制过电压和无功调节之间矛盾难以 协调的问题。可控并联电抗器作为提高系统调控灵活性的有效手段，可有效解决750kV风电送 出通道以及特高压输电线路无功补偿和电压控制的问题，提高电压稳定性水平和暂态运行 极限，降低线路输送损耗，平衡无功分布，并可以有效减轻调度运行的压力，是实现750kV 以及特高压输电通道高效经济运行的重要工具。目前，在我国750kV输电系统和特高压输电系统中还没有可控并联电抗器装置投 入使用。国内外也没有本专利技术提出的采用阀串联配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器装置 投入超高压/特高压电网应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种采用阀串联型配置的晶闸管阀控型分级式可控并联电 抗器装置，解决我国750kV风电送出通道以及特高压输电线路无功补偿和限制过电压之间 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，平衡无功分布，减轻调 度运行的压力，并配合中性点电抗器限制潜供电流。本专利技术提供了采用阀串联型配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器装置。本装置特 别适合于容量调节频繁的750kV电网和特高压系统。提供的一种采用阀串联型配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器装置，其本体采用 变压器结构，根据需求可设计为高短路阻抗形式或普通变压器外接电抗器形式。三相高压 侧绕组接成“Y”型，直接接到高压电网上，中性点短接后经电抗器接地。三相低压侧绕组首 端分别经套管引出，低压侧绕组末端直接接地。低压侧首、末端之间配置晶间管阀、容量配 置电抗器、断路器串联电抗器、旁路断路器。各晶闸管阀组采用串联结构形式，并分别与相 应的容量配置电抗器并联。旁路断路器与断路器串联电抗器串联，配置于低压侧绕组首、末 端之间。装置无功输出和容量调节通过控制晶闸管阀的导通情况实现。根据系统无功补偿 的不同需求，晶闸管阀的控制方式可采用电流过零投切或相位控制两种方式。当采用晶闸管阀电流过零投切方式时，由于容量配置电抗器的分压作用为相应晶 闸管阀提供取能和开通电压，因此通过控制相应晶闸管阀电流过零实现输出容量的分级调 节，对系统无冲击；在系统发生暂态故障时，控制所有晶闸管阀在电流过零时快速投切导通 或关合旁路断路器使输出迅速达到最大输出容量，可有效抑制工频过电压和操作过电压。当采用晶闸管阀相位控制的方式时，容量配置电抗器的分压作用为相应晶闸管阀 提供取能和开通电压。通过控制晶闸管阀的导通角，实现输出无功功率的平滑、快速调节； 在系统发生暂态故障时，控制各晶闸管阀的导通角或关合旁路断路器使输出迅速达到最大 输出容量，有效抑制工频过电压和操作过电压。本专利技术的有益效果是①采用阀串联型配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器，特别适合于频繁调节的超 /特高压输电系统，可有效解决限制过电压和无功补偿之间的矛盾，并配合中性点电抗器限 制潜供电流；②采用各晶闸管阀串联并分别与相应的容量配置电抗器并联的结构形式，容量配 置电抗器的分压作用为相应晶闸管阀提供取能和开通电压，因此装置无功输出和容量调节 可通过控制晶闸管阀的导通实现；③容量调节过程可选择采用晶闸管阀电流过零投切或相位控制的方式。选用晶闸 管阀过零投切的方式时，调节方式简单，响应迅速，对系统无冲击。选用晶闸管阀相位控制 方式时，通过控制晶闸管阀的导通角，实现输出无功功率的快速、平滑调节；④整个稳态调节过程没有断路器参与，完全依靠晶间管阀完成，频繁调节不影响 断路器的使用寿命。暂态控制由晶闸管阀或断路器实现，响应迅速，可有效限制工频过电压 和操作过电压。技术的新颖性两北750kV风电外送通道和IOOOkV特高压输电系统具有电压等级高、充电无功 大、限制过电压和无功补偿矛盾突出、无功电压控制难度大等问题，目前还没有可控并联电 抗器装置投入使用。本专利技术提供的采用阀串联型配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器装置 适用于无功电压波动频繁的750kV风电外送通道和IOOOkV输电系统。此外，目前在超高压 输电系统(500kV和330kV输电系统)中也没有本专利技术提供的采用阀串联型配置的晶闸管 阀控型可控并联电抗器装置投入应用。技术的创造性(1)本专利技术提供的采用阀串联型配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器采用各晶闸 管阀相串联的结构形式，各晶闸管阀端间并联有容量配置电抗器。由于容量配置电抗器的 分压作用，可为并联的晶闸管阀提供取能和开通电压，因此装置容量的调节完全通过控制 晶闸管阀导通实现。目前国内、外投入工程应用的可控并联电抗器没有采用此种结构形式。(2)晶闸管阀的控制方式可根据需求采用电流过零投切或相位控制。当采用晶闸 管阀电流过零投切方式时，容量分级调节过程完全依靠晶间管阀电流过零投切完成，响应 速度快，对系统无冲击；当采用晶闸管阀相位控制方式时，通过控制晶闸管阀的导通角，实 现输出无功功率的快速、平滑调节。整个容量调节过程不需要断路器参与，适合于频繁调节的场合。(3)与目前国内、外已投运的唯一 1台分级式可控并联电抗器--昕州500kV分级式可控并联电抗器装置相比所提出的晶闸管阀控型可控并联电抗器装置的晶闸管阀根据 系统无功补偿的不同要求可选择采用过零投切或相位控制两种方式；容量调节过程完全依 靠控制晶闸管阀导通情况实现，响应速度可达10ms，避免了忻州装置的容量分级调节过程 中出现的瞬间容量跌落现象，解决了采用断路器不能实现容量频繁调节的问题。技术的实用性(1)所提出的采用阀串联型配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器装置，容量配置 电抗器的分压作用为并联的晶闸管阀提供取能和开通电压，装置容量的调节完全通过控制 晶闸管阀实现。根据无功补偿的不同需求，晶闸管阀的控制方式可采用电流过零投切或相 位控制①当采用晶闸管阀电流过零投切方式时，容量分级调节过程完全依靠晶闸管阀电 流过零投切完成，响应速度快，对系统无冲击；②当采用晶闸管阀相位控制方式时，通过控制晶闸管阀的导通角，实现输出无功 功率的快速、平滑调节；(2)西北750kV输电通道和特高压输电系统无功波动频繁，无功电压控制困难，对 可控并联电抗器的调节频度要求很高。所提出的采用阀串联型配置的晶闸管阀控型可控并 联电抗器装置，适合于频繁调节，特别适用于西北750kV输电通道和特高压输电系统，有较 好的工程实用前景。附图说明下面结合附图对本专利技术进一步说明。附图1是采用阀串联型配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器装置一种典型接线 的原理图。具体实施例方式本专利技术提供的采用阀串联型配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器可用作线路可 控并联电抗器和母线可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用阀串联型配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器装置，其特征在于电抗器本体采用变压器结构，可控并联电抗器本体采用高短路阻抗形式构成，即通过加大变压器的漏抗，将变压器和电抗器合于一体，或采用普通变压器再外接电抗器的形式构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐桂芝，邓占锋，雷晰，张帆，张振环，武守远，周吉安，胡来林，李向群，
申请(专利权)人：中电普瑞科技有限公司，中国电力科学研究院，甘肃省电力公司，
类型：发明
国别省市：11[]