本发明专利技术属于电力系统灵活交流输电领域，具体涉及一种电力系统的潜式串联电容器补偿装置，该装置包括电容器组、过电压保护装置、阻尼装置和旁路断路器，电容器组与阻尼装置串联后与过电压保护装置和旁路断路器并联。系统正常运行时，潜式串补装置不投入，即潜式串补处于旁路状态；当短路故障发生时，潜式串补装置检测出短路故障，并根据不同的故障类型，采用不同的方式投入到线路中，经过一定的时间后再将潜式串补旁路。该潜式串补一方面提高了系统的暂态稳定性，优化沿线电压分布；另一方面也清除了次同步谐振SSR的风险，该潜式串补可单独使用，也可与常规串补配合使用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统灵活交流输电领域，具体涉及一种电力系统的潜式串联电容器补偿装置。
技术介绍
串联电容器补偿装置是将电容器组串联于交流输电线路中，用于补偿交流输电线路的部分感性阻抗，从而达到增加线路的输送容量、提高系统的稳定性、节约投资等目的。 在远距离、大容量输电系统中，随着输电距离的增加，输电线路的输送能力受到越来越多的限制。串补是解决这个问题，提高输电线路输送能力的重要手段之一，具有非常巨大的经济价值，已经在世界各国电力系统中获得广泛的应用。按照补偿阻抗值的固定不变或可以调节，串补装置可分为固定串补(FSC)和可控串补(TCSC)，其中固定串补结构原理图如图7所示。可控串补是通过电力电子的手段实现对串联等值基波阻抗的动态控制，使整个输电线路的参数可动态调节。系统正常运行时，常规的串补装置是投入在输电线路中的，用以补偿输电线路的部分感抗。当发生区外故障时，串联电容器组通常不允许被旁路。当发生区内故障时，通常允许串联电容器组被旁路，系统故障清除后，可根据预定的串联电容器重投逻辑，重新投入。当输电网络中装设常规串补装置时，电气系统中的次同步频率有可能与机械系统中的自然扭转频率互补，产生次同步谐振(SSR)，谐振会产生一个放大的力矩，从而造成发电机大轴的损坏。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种潜式串联电容器补偿装置LSC(Latent Series Compensation)，简称潜式串补，该潜式串补一方面提高了系统的暂态稳定性，优化沿线电压分布；另一方面也清除了次同步谐振SSR的风险，该潜式串补装置可单独使用，也可与常规串补配合使用。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的一种潜式串联电容器补偿装置，所述装置包括电容器组C、过电压保护装置、阻尼装置D和旁路断路器S，其改进之处在于，所述电容器组C与阻尼装置D串联后与过电压保护装置和旁路断路器S并联；在电力系统正常运行时，所述的潜式串补装置不投入所述电力系统中，即潜式串补装置处于旁路状态；当所述电力系统发生故障时，根据不同的故障类型，采用不同的动作方式投入串补，经过一定时间后再将所述潜式串补装置退出。本专利技术提供的一种优选的技术方案是所述电容器组C包括至少两个串联或并联的电容器。本专利技术提供的第二优选的技术方案是所述过电压保护装置包括单间隙、双间隙、金属氧化物限压器M0V、可控硅T或MOV-间隙组合。本专利技术提供的第三优选的技术方案是所述阻尼装置D包括阻尼电抗、阻尼电阻和金属氧化物限压器MOV或小火花间隙G’。本专利技术提供的第四优选的技术方案是所述双间隙包括火花间隙G1、旁路断路器 Sl和火花间隙G2 ；所述旁路断路器Sl和火花间隙G2串联后再与火花间隙Gl并联。本专利技术提供的第五优选的技术方案是所述可控硅T包括反并联的可控硅。本专利技术提供的第六优选的技术方案是所述MOV-间隙包括并联的金属氧化物限压器MOV和火花间隙G。本专利技术提供的第七优选的技术方案是所述故障类型包括区内故障和区外故障； 所述动作方式包括发生区内故障时的动作和发生区外故障时的动作。本专利技术提供的第八优选的技术方案是为所述潜式串补引入故障识别功能，所述故障识别功能采用潜式串补装置所在线路的线路电流相关信号、所在线路靠近潜式串补装置端的线路断路器开合状态信号和相邻线路靠近潜式串补装置端的线路断路器开合状态信号来判断是否投入所述潜式串补装置；所述故障识别包括如下步骤第一步判断线路是否发生短路故障如果潜式串补装置所在线路电流瞬时值大于设定值或者线路电流斜率大于设定值且线路电流瞬时值大于设定值，则判断出线路发生短路故障，解开潜式串补装置的旁路断路器闭锁，但保持旁路断路器闭合；第二步，判断短路故障是区内故障还是区外故障如果潜式串补装置所在线路断路器动作并断开，则判断出短路故障为区内故障； 如果潜式串补装置相邻线路断路器动作并断开，则判断出短路故障为区外故障。第三步潜式串补装置动作a.如区内故障，则按下面方式操作潜式串补装置如果潜式串补装置所在线路的一相断路器跳开，则发出区内单相故障告警，并打开潜式串补装置的另外两相旁路断路器，将非故障相潜式串补装置投入线路，经过一定的时间后再次将潜式串补装置旁路退出，并闭锁；如果潜式串补装置所在线路的三相断路器跳开，则发出区内多相故障告警，潜式串补旁路断路器保持闭合不动并闭锁；b.如区外故障，则按下面方式操作潜式串补装置如果潜式串补装置相邻线路的一相断路器跳开，则发出区外单相故障告警，潜式串补装置的旁路断路器保持闭合不动并闭锁；如果潜式串补装置相邻线路的两相或三相断路器跳开，则发出区外多相故障告警，并打开潜式串补三相旁路断路器，将潜式串补三相全部投入线路，经过一定的时间后再次将潜式串补装置的旁路断路器闭合，并闭锁，此时潜式串补装置退出。与现有技术相比，本专利技术达到的有益效果是1、本专利技术设计的潜式串补主电路结构明晰，所选设备均为常规设备，可采用常规串补的基本结构，不增加设备成本及制造难度。2、本专利技术设计的潜式串补投入时间短，适应多种运行方式，设备利用时间短，设备的可靠性较高，稳态运行损耗小。3、本专利技术设计的潜式串补可减小功角特性的加速面积，加快系统稳定速度，提高系统的暂态稳定水平，同时可优化沿线电压分布。4、在相同的补偿度下，金属氧化物限压器MOV的容量低于固定串补。5、本专利技术设计的潜式串补可以消除高串补度下系统出现次同步谐振SSR的风险。附图说明图1是依据本专利技术的潜式串补装置的典型主电路结构示意图；图2是依据本专利技术的单间隙过电压保护方式下的潜式串补结构原理图；图3是依据本专利技术的双间隙过电压保护方式下的潜式串补结构原理图；图4是依据本专利技术的MOV过电压保护方式下的潜式串补结构原理图；图5是依据本专利技术的可控硅过电压保护方式下的潜式串补结构原理图；图6是依据本专利技术的MOV-间隙组合过电压保护方式下的潜式串补结构原理图；图7是MOV+间隙保护的固定串补典型结构原理图；图8是依据本专利技术的某潜式串补的等值系统图；图9是依据本专利技术的判断短路故逻辑框图；图10是依据本专利技术的区内单相故障潜式串补动作逻辑框图；图11是依据本专利技术的区内多相故障潜式串补动作逻辑框图；图12是依据本专利技术的区外单相故障潜式串补动作逻辑框图；图13是依据本专利技术的区外多相故障潜式串补动作逻辑框图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的详细说明。图1为本专利技术潜式串补装置的主电路结构示意图，其中，Line为潜式串补装置所在线路；C为串联或并联的电容器组；MOV为金属氧化物限压器，用于保护电容器组C ;G为火花间隙，用于保护电容器组C和MOV ;S为旁路断路器，用于潜式串补装置的投入和退出操作；D为阻尼装置。阻尼装置D与电容器组C串联连接，系统正常运行时，旁路断路器S处于合闸位置，阻尼装置D不接入线路。阻尼装置D包括阻尼电抗、阻尼电阻和金属氧化物限压器MOV或小火花间隙G’。在系统对线路输送能力和系统稳定水平有较高要求时，采用MOV保护方式有利于满足相应的要求。在短路电流较大时，考虑MOV经济性可并联装设保护间隙，若系统短路电流不大则可不装设保护间隙。应根据串补所在线路的输送能力和系统稳定水平的要求选择合适的过电压保护方式，形成的各种潜式串补的过电压保护装置的基本结构如图2-图6所示。其中，图2为单间本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：武守远，金雪芬，戴朝波，石泽京，
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，
类型：发明
国别省市：
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