與超高壓輸電線路加裝串補裝置有關的系統(tǒng)問題及其解決方案文庫

1、與超高壓輸電線路加裝串補裝置有關的系統(tǒng)問題及其解決方案文庫.txt15成熟的麥子低垂著頭，那是在教我們謙遜；一群螞蟻能抬走大骨頭，那是在教我們團結(jié)；溫柔的水滴穿巖石，那是在教我們堅韌；蜜蜂在花叢中忙碌，那是在教我們勤勞。 與超高壓輸電線路加裝串補裝置有關的系統(tǒng)問題及其解決方案摘要：文章結(jié)合我國南方電網(wǎng)河池固定串補及平果可控串補工程，對超高壓輸電線路裝設串聯(lián)電容補償裝置后的系統(tǒng)狀況進行了比較深入的研究，指出一些系統(tǒng)問題，如過電壓水平升高、潛供電流增大和可能發(fā)生的次同步諧振均源于串聯(lián)電容補償裝置的固有特性，通過研究認為當串補所在輸電線路發(fā)生內(nèi)部故障時，采取強制觸發(fā)旁路間隙等保護措施，是避免出現(xiàn)系統(tǒng)

2、恢復電壓水平超標和潛供電流增大等問題的有效途徑。此外，還建議在串補站內(nèi)裝設抑制或監(jiān)視次同步諧振的二次裝置以抑制和避免系統(tǒng)發(fā)生次同步諧振。 關鍵詞：串聯(lián)電容補償；過電壓；潛供電流；次同步諧振（SSR）；暫態(tài)恢復電壓（TRV）；電力系統(tǒng)1、引言 采用串聯(lián)電容補償技術可提高超高壓遠距離輸電線路的輸電能力和系統(tǒng)穩(wěn)定性，且對輸電通道上的潮流分布具有一定的調(diào)節(jié)作用。采用可控串補還可抑制系統(tǒng)低頻功率振蕩及優(yōu)化系統(tǒng)潮流分布；但在系統(tǒng)中增加的串聯(lián)電容補償設備改變了系統(tǒng)之間原有的電氣距離，尤其是串補度較高時，可能引起一系列系統(tǒng)問題，因此在串補工程前期研究階段應對這種可能性進行認真研究，并提出解決問題的相應方案及措

3、施。 我國南方電網(wǎng)是以貴州、云南和天生橋電網(wǎng)為送端、通過天生橋至廣東的三回500kV交流輸電線路及一回500kV直流輸電線路與受端廣東電網(wǎng)相聯(lián)的跨?。▍^(qū)）電網(wǎng)，2003年6月貴州廣東的雙回500kV交流輸電線路建成投運，南方電網(wǎng)形成了送端“五交一直”、受端“四交一直”的北、中、南三個西電東送大通道。隨著南方電網(wǎng)西電東送規(guī)模的進一步擴大，為提高這些輸電通道的輸送能力和全網(wǎng)的安全穩(wěn)定水平及抑制系統(tǒng)低頻振蕩，經(jīng)研究決定分別在平果與河池變電所裝設可控串補（TCSC）及固定串補裝置（FSC）。通過對南方電網(wǎng)平果可控串補工程及河池固定串補工程進行的系統(tǒng)研究工作，作者對超高壓遠距離輸電系統(tǒng)中，采用串聯(lián)電容補

4、償技術可能引起的系統(tǒng)問題獲得了比較全面的了解，并總結(jié)了解決這些問題的措施及方案。研究結(jié)果表明，超高壓輸電線路加裝串補后所引發(fā)的系統(tǒng)問題主要有過電壓、潛供電流、斷路器暫態(tài)恢復電壓（TRV）及次同步諧振（SSR）等問題。2、串補裝置結(jié)構(gòu)及其原理 目前在電力系統(tǒng)中應用的串聯(lián)電容補償裝置按其過電壓保護方式可分為單間隙保護、雙間隙保護、金屬氧化物限壓器（MOV）保護和帶并聯(lián)間隙的MOV保護四種串補裝置。帶并聯(lián)間隙的MOV保護方式的串補裝置具有串補再次接入時間快、減少MOV容量及提供后備保護等優(yōu)勢，相對而言更有利于提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平，因此目前在電力系統(tǒng)的串補工程中得到了比較廣泛的應用。（1）MOV是串聯(lián)

5、補償電容器的主保護。串補所在線路上出現(xiàn)較大故障電流時，串聯(lián)補償電容器上將出現(xiàn)較高的過電壓，MOV可利用其自身電壓電流的強非線性特性將電容器電壓限制在設計值以下，從而確保電容器的安全運行。（2）火花間隙是MOV和串聯(lián)補償電容器的后備保護，當MOV分擔的電流超過其啟動電流整定值或MOV吸收的能量超過其啟動能耗時，控制系統(tǒng)會觸發(fā)間隙，旁路掉MOV及串聯(lián)補償電容器。 （3）旁路斷路器是系統(tǒng)檢修和調(diào)度的必要裝置，串補站控制系統(tǒng)在觸發(fā)火花間隙的同時命令旁路斷路器合閘，為間隙滅弧及去游離提供必要條件。 摘要：文章結(jié)合我國南方電網(wǎng)河池固定串補及平果可控串補工程，對超高壓輸電線路裝設串聯(lián)電容補償裝置后的系統(tǒng)狀況

6、進行了比較深入的研究，指出一些系統(tǒng)問題，如過電壓水平升高、潛供電流增大和可能發(fā)生的次同步諧振均源于串聯(lián)電容補償裝置的固有特性，通過研究認為當串補所在輸電線路發(fā)生內(nèi)部故障時，采取強制觸發(fā)旁路間隙等保護措施，是避免出現(xiàn)系統(tǒng)恢復電壓水平超標和潛供電流增大等問題的有效途徑。此外，還建議在串補站內(nèi)裝設抑制或監(jiān)視次同步諧振的二次裝置以抑制和避免系統(tǒng)發(fā)生次同步諧振。 關鍵詞：串聯(lián)電容補償；過電壓；潛供電流；次同步諧振（SSR）；暫態(tài)恢復電壓（TRV）；電力系統(tǒng)1、引言 采用串聯(lián)電容補償技術可提高超高壓遠距離輸電線路的輸電能力和系統(tǒng)穩(wěn)定性，且對輸電通道上的潮流分布具有一定的調(diào)節(jié)作用。采用可控串補還可抑制系統(tǒng)低

7、頻功率振蕩及優(yōu)化系統(tǒng)潮流分布；但在系統(tǒng)中增加的串聯(lián)電容補償設備改變了系統(tǒng)之間原有的電氣距離，尤其是串補度較高時，可能引起一系列系統(tǒng)問題，因此在串補工程前期研究階段應對這種可能性進行認真研究，并提出解決問題的相應方案及措施。 我國南方電網(wǎng)是以貴州、云南和天生橋電網(wǎng)為送端、通過天生橋至廣東的三回500kV交流輸電線路及一回500kV直流輸電線路與受端廣東電網(wǎng)相聯(lián)的跨?。▍^(qū)）電網(wǎng)，2003年6月貴州廣東的雙回500kV交流輸電線路建成投運，南方電網(wǎng)形成了送端“五交一直”、受端“四交一直”的北、中、南三個西電東送大通道。隨著南方電網(wǎng)西電東送規(guī)模的進一步擴大，為提高這些輸電通道的輸送能力和全網(wǎng)的安全穩(wěn)定

8、水平及抑制系統(tǒng)低頻振蕩，經(jīng)研究決定分別在平果與河池變電所裝設可控串補（TCSC）及固定串補裝置（FSC）。通過對南方電網(wǎng)平果可控串補工程及河池固定串補工程進行的系統(tǒng)研究工作，作者對超高壓遠距離輸電系統(tǒng)中，采用串聯(lián)電容補償技術可能引起的系統(tǒng)問題獲得了比較全面的了解，并總結(jié)了解決這些問題的措施及方案。研究結(jié)果表明，超高壓輸電線路加裝串補后所引發(fā)的系統(tǒng)問題主要有過電壓、潛供電流、斷路器暫態(tài)恢復電壓（TRV）及次同步諧振（SSR）等問題。2、串補裝置結(jié)構(gòu)及其原理 目前在電力系統(tǒng)中應用的串聯(lián)電容補償裝置按其過電壓保護方式可分為單間隙保護、雙間隙保護、金屬氧化物限壓器（MOV）保護和帶并聯(lián)間隙的MOV保護

9、四種串補裝置。帶并聯(lián)間隙的MOV保護方式的串補裝置具有串補再次接入時間快、減少MOV容量及提供后備保護等優(yōu)勢，相對而言更有利于提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平，因此目前在電力系統(tǒng)的串補工程中得到了比較廣泛的應用。（1）MOV是串聯(lián)補償電容器的主保護。串補所在線路上出現(xiàn)較大故障電流時，串聯(lián)補償電容器上將出現(xiàn)較高的過電壓，MOV可利用其自身電壓電流的強非線性特性將電容器電壓限制在設計值以下，從而確保電容器的安全運行。（2）火花間隙是MOV和串聯(lián)補償電容器的后備保護，當MOV分擔的電流超過其啟動電流整定值或MOV吸收的能量超過其啟動能耗時，控制系統(tǒng)會觸發(fā)間隙，旁路掉MOV及串聯(lián)補償電容器。 （3）旁路斷路器是系

10、統(tǒng)檢修和調(diào)度的必要裝置，串補站控制系統(tǒng)在觸發(fā)火花間隙的同時命令旁路斷路器合閘，為間隙滅弧及去游離提供必要條件。 （4）阻尼裝置可限制電容器放電電流，防止串聯(lián)補償電容器、間隙、旁路斷路器在放電過程中被損壞。3串補裝置引起的過電壓問題 串補裝置雖可提高線路的輸送能力，但也影響了系統(tǒng)及裝設串補裝置的輸電線路沿線的電壓特性。如線路電流的無功分量為感性，該電流將在線路電感上產(chǎn)生一定的電壓降，而在電容器上產(chǎn)生一定的電壓升；如線路電流的無功分量為容性，該電流將在線路電感上產(chǎn)生一定的電壓升，而在電容器上產(chǎn)生一定的電壓降。電容器在一般情況下可以改善系統(tǒng)的電壓分布特性；但串補度較高、線路負荷較重時，可能使沿線電壓

11、超過額定的允許值。河池及平果串補工程的線路高抗與串補的相對位置不同時，輸電線路某些地點的運行電壓可能超過運行要求。例如，惠河線或天平線一回線故障時，如將高抗安裝在串補的線路側(cè)，則串補線路側(cè)電壓可達到561kV或560kV以上2，均超過高抗允許的長期運行電壓，因此在兩工程中均建議將線路高抗安裝在串補的母線側(cè)以避免系統(tǒng)運行電壓超標的問題。 在輸電線路裝設了串聯(lián)電容補償裝置后，線路斷路器出現(xiàn)非全相操作時，帶電相電壓將通過相間電容耦合到斷開相。河池FSC及平果TCSC工程中的惠（水）河（池）及天（生橋）平（果）線路上均已裝設并聯(lián)電抗器，如新增加的電容器容抗與已安裝的高壓并聯(lián)電抗器的感抗之間參數(shù)配合不當

12、，則可能引發(fā)電氣諧振，從而在斷開相上出現(xiàn)較高的工頻諧振過電壓3.因此在這兩個工程的系統(tǒng)研究工作中對串聯(lián)電容器參數(shù)進行了多方案比選以避免工頻諧振過電壓的產(chǎn)生。 對這兩個串補工程進行的過電壓研究表明，由于惠河線及天平線兩側(cè)均接有大系統(tǒng)，無論惠河線或天平線有無串補，在線路發(fā)生甩負荷故障時，河池及平果母線側(cè)工頻過電壓基本相同；僅在發(fā)生單相接地甩負荷故障時，串聯(lián)電容補償?shù)募尤胧沟脝蜗嘟拥叵禂?shù)增大，從而使線路側(cè)工頻過電壓略有提高，但均未超過規(guī)程的允許值，不會影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。4、串補裝置對潛供電流的影響 線路發(fā)生單相接地故障時，線路兩端故障相的斷路器相繼跳開后，由于健全相的靜電耦合和電磁耦合，弧道中

13、仍將流過一定的感應電流（即潛供電流）4，該電流如過大，將難以自熄，從而影響斷路器的自動重合閘。在超高壓輸電線路上裝設串聯(lián)電容補償裝置后，單相接地故障過程中，如串補裝置中的旁路斷路器和火花間隙均未動作，電容器上的殘余電荷可能通過短路點及高抗組成的回路放電，從而在穩(wěn)態(tài)的潛供電流上疊加一個相當大的暫態(tài)分量。該暫態(tài)分量衰減較慢，可能影響潛供電流自滅，對單相重合閘不利；單相瞬時故障消失后，恢復電壓上也將疊加電容器的殘壓，恢復電壓有所升高，影響單相重合閘的成功。根據(jù)對河池串補工程進行的研究：惠河線的惠水側(cè)單相接地時，潛供電流波形是一個低頻（f7Hz）、衰減的放電電流，電流幅值高達250-390A5（見圖2）。斷路器分閘0.5s后，該電流幅值仍可達200-300A，它將導致潛供電弧難以熄滅；如