专利名称：用可控高抗降低邻近线路甩负荷工频过电压的系统及方法
技术领域：
本发明涉及超高压输电系统领域，具体涉及一种采用可控高抗降低邻近线路甩负荷工频过电压的系统及方法。
背景技术：
可控电抗器由于其随线路传输功率的变化而自动调节自身容量，且能降低线路过电压水平，提高了电网的安全可靠性和经济效益，逐渐应用在超高压线路中。在长距离外送重载通道上安装可控电抗器，随系统操作方式的安排调节容量。由于我国西电东送和南北互供等远距离输电的要求，大部分特高压线路都比较长，单段线路的充电功率很大，普遍采用高压并联电抗器(简称高抗)进行补偿，如图I所示。线路接入并联电抗器后，由于电抗器的感性无功功率部分地补偿了线路的容性无功功率，相当于减少了线路长度，降低了工频电压升高。从线路首端看，在通常采用的欠补偿情况下，线路首端输入阻抗仍为容性，但数值增大，空载线路的电容电流减少，同样电源电抗的条件下，降低了线路首端的电压升高。因此，并联电抗器的接入可以同时降低线路首端及末端的工频过电压。长距离、大容量的超、特高压输电通道，无功功率需求大，采用可控电抗器后既可以有效地调节系统电压，又能对系统起到较好的动态无功支撑作用。根据可控高抗的运行策略，当线路输送较大功率时，可控高抗输出较低容量；当线路输送功率较小时，可控高抗输出较高容量。以高阻抗变压器低压侧串联3组电抗器为例，可控高抗的电路原理如图2所示。其控制原理说明如下(I)开关sal、sb I、sc I闭合，saO、sbO、scO打开,二次侧串联一个电抗，可控高抗容量为100% ；(2)开关 sa2、sb2、sc2 闭合，saO、sal ;sbO、sbl ;scO、scl 打开，二次侧串联两个电抗，可控高抗容量为50%;(3)开关全打开，二次侧串联3个电抗，可控高抗容量为25%。如图3所示的典型系统，线路两侧各装设了可控高压并联电抗器。当线路输送功率较大时，可控高抗输出较小容量。本回线路发生甩负荷操作时，若快速联动可控高抗调节到满容量，提高线路的高抗补偿度。电抗器的感性无功功率部分地补偿了线路的容性无功功率，相当于减小了线路长度，降低了末端电压升高，工频过电压有明显的降低。在超高压输电系统中，应用线路可控高抗的线路的邻近线路若采用常规的高压并联电抗器，线路重载时，发生线路甩负荷的工况时工频过电压较高，甚至超过规程的规定，危害到设备的绝缘。若邻近线路出现甩负荷工频过电压时，联动快速联动本线路的可控高抗，使其调节到满容量，可降低邻近线路的工频过电压。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种采用可控高抗降低邻近线路甩负荷工频过电压的系统及方法，当邻近线路发生甩负荷后，应快速联动本线路已装设的可控高抗，使其调节到最大容量，可以达到降低邻近线路的工频过电压的效果。本发明的目的是采用下述技术方案实现的一种采用可控高抗降低邻近线路甩负荷工频过电压的系统，其改进之处在于，所述系统包括两段相同电压等级的线路、三个变电站和两个等值电源；所述两段相同电压等级的线路并联，组成双回线路；所述三个变电站依次配置在两段相同电压等级的线路上；其中一个变电站和另一个变电站之间的双回线路两侧分别装设可控高压并联电抗器；所述另一个变电站和第三个变电站之间的双回线路两侧分别装设高压并联电抗器；其中一个等值电源通过等值阻抗与一个变电站连接；另一个等值电源通过等值阻抗与第三个变电站连接。其中，所述可控高压并联电抗器为390Mvar的可控高压并联电抗器；所述高压并联电抗器为210Mvar的常规高压并联电抗器。其中，所述高压并联电抗器是指连接在超高压或特高压的末端和地之间，用于无功补偿和限制过电压。其中，所述两段相同电压等级的线路或为750kV;其中一个变电站和另一个变电站之间的双回线路长为329km ;所述另一个变电站和第三个变电站之间的双回线路长为178km。本发明基于另一目的提供的一种采用可控高抗降低邻近线路甩负荷工频过电压的方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤(I)重载情况下其中一个变电站与另一个变电站双回线路上的可控高压并联电抗器输出70%额定容量；(2)判断所述另一个变电站与第三个变电站双回线路上是否发生甩负荷工频过电压；(3)其中一个变电站与另一个变电站双回线路上的可控高压并联电抗器收到发生甩负荷工频过电压信号后，输出到100%额定容量；(4)所述另一个变电站与第三个变电站双回线路上甩负荷工频过电压消失后，所述其中一个变电站与另一个变电站双回线路上的可控高压并联电抗器恢复到70%额定容量。其中，所述步骤(2)中，若所述另一个变电站与第三个变电站双回线路上发生甩负荷工频过电压，则把发生甩负荷工频过电压发送给另一个变电站与第三个变电站双回线路，并进行步骤(3);否则保持步骤(I)不变。与现有技术比，本发明达到的有益效果是本发明提供的采用可控高抗降低邻近线路甩负荷工频过电压的系统及方法，当邻近线路发生甩负荷工况时，将本线路的可控高抗的阻抗值调整到较大值，提高线路补偿度，降低邻近线路的工频过电压。超高压输电系统中，线路可控高抗在线路潮流较大时运行在低补偿度，这样由电源向线路输送的无功减少，使电源的电动势不至于太高，还有利于无功CN 102946104 A
书
明
说
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平衡和提高输送能力。线路输送容量较大的超高压输电线路，由于电压控制的需要，一般将线路的可控高抗输出较低容量。当邻近线路出现甩负荷工频过电压时，若不联动本线路的可控高抗，邻近线路的工频过电压较高，为I. 42p. u.，而且超过了规程的规定，危害到设备的绝缘。若联动本线路的可控高抗，邻近线路的工频过电压降到1.38p.u.，满足规程的要求。·
图I是装设高压并联电抗器的线路示意图；图2是分段调电路式可控电抗器示意图；图3是装设可控电抗器的系统示意图；图4是本发明提供的采用可控高抗降低邻近线路甩负荷工频过电压的系统示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步的详细说明。根据研究确定的高压并联电抗器的容量变化范围、调节梯度、调节速度、绝缘水平要求，选择适当的容量可控的高抗。在重载时运行在低补偿度，这样由电源向线路输送的无功减少，使电源的电动势不至于太高，还有利于无功平衡和提高输送能力；轻载时运行在高补偿度，有利于系统电压调节。当本回线路及邻近线路出现工频过电压时，应快速控制可控高抗到满容量，以提高线路的高抗补偿度，从而抑制工频过电压。本发明提供的采用可控高抗降低邻近线路甩负荷工频过电压的系统如图4所示，包括两段相同电压等级的线路、三个变电站和两个等值电源；两段相同电压等级的线路并联，组成双回线路；三个变电站依次配置在两段相同电压等级的线路上；其中一个变电站和另一个变电站之间的双回线路两侧分别装设可控高压并联电抗器；另一个变电站和第三个变电站之间的双回线路两侧分别装设高压并联电抗器；其中一个等值电源通过等值阻抗与一个变电站连接；另一个等值电源通过等值阻抗与第三个变电站连接。可控高压并联电抗器为390Mvar的可控高压并联电抗器；所述高压并联电抗器为21OMvar的常规高压并联电抗器。高压并联电抗器是指连接在超高压或特高压的末端和地之间，用于无功补偿和限制过电压。两段相同电压等级的线路或为750kV ;其中一个变电站和另一个变电站之间的双回线路长为329km;所述另一个变电站和第三个变电站之间的双回线路长为178km。本发明提供的采用可控高抗降低邻近线路甩负荷工频过电压的方法包括下述步骤(I)重载情况下其中一个变电站与另一个变电站双回线路上的可控高压并联电抗器输出70%额定容量；(2)判断所述另一个变电站与第三个变电站双回线路上是否发生甩负荷工频过电压；若另一个变电站与第三个变电站双回线路上发生甩负荷工频过电压，则把发生甩负荷工频过电压发送给另一个变电站与第三个变电站双回线路，并进行步骤(3);否则保持步骤
(I)不变。
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(3)其中一个变电站与另一个变电站双回线路上的可控高压并联电抗器收到发生甩负荷工频过电压信号后，输出到100%额定容量；(4)另一个变电站与第三个变电站双回线路上甩负荷工频过电压消失后，所述其中一个变电站与另一个变电站双回线路上的可控高压并联电抗器恢复到70%额定容量。·
实施例以750kV变电站A—变电站B-变电站C输电系统为例，变电站A-变电站B 750kV双回线路长329km，线路两侧采用390Mvar的可控高压并联电抗器。邻近线路变电站B-变电站C线路长178km，线路两侧各装设容量为210Mvar的常规高压并联电抗器。所研究的运行方式下，变电站A-变电站B线路潮流为3500MW，变电站B-变电站C线路潮流为3400MW。两条线路的线路潮流均较大，因此变电站A-变电站B线路可控高抗输出容量为70%容量。若变电站B-变电站C线路发生甩负荷工况，比较了联动变电站A-变电站B线路可控高抗快速调节到最大容量和不联动可控高抗的情况。选取变电站A—变电站B和变电站B—变电站C均一回检修，另外一回正常运行，变电站C侧甩负荷的工况。可见，变电站B—变电站C线路的变电站C侧发生甩负荷时，若变电站A—变电站B线路可控高抗保持70%容量不变，变电站B—变电站C线路的母线侧工频过电压为I. 29p.u.，线路侧工频过电压为L42p.ii.，超过了规程规定的线路侧不宜超过L40p.ii.的规定；若变电站A—变电站B线路可控高抗在相邻线路发生甩负荷工况后快速将容量调至100%容量，变电站B—变电站C线路的母线侧工频过电压为I. 25p. u.，线路侧工频过电压为I. 38p.
u.，不超过规程规定。邻近线路甩负荷联动线路可控高抗对工频过电压的影响如下表I所
不表I邻近线路甩负荷联动线路可控高抗对工频过电压的影响
权利要求
1.一种采用可控高抗降低邻近线路甩负荷工频过电压的系统，其特征在于，所述系统包括两段相同电压等级的线路、三个变电站和两个等值电源；所述两段相同电压等级的线路并联，组成双回线路；所述三个变电站依次配置在两段相同电压等级的线路上；其中一个变电站和另一个变电站之间的双回线路两侧分别装设可控高压并联电抗器；所述另一个变电站和第三个变电站之间的双回线路两侧分别装设高压并联电抗器；其中一个等值电源通过等值阻抗与一个变电站连接；另一个等值电源通过等值阻抗与第三个变电站连接。
2.如权利要求I所述的采用可控高抗降低邻近线路甩负荷工频过电压的系统，其特征在于，所述可控高压并联电抗器为390Mvar的可控高压并联电抗器；所述高压并联电抗器为210Mvar的常规高压并联电抗器。
3.如权利要求2所述的采用可控高抗降低邻近线路甩负荷工频过电压的系统，其特征在于，所述高压并联电抗器是指连接在超高压或特高压的末端和地之间，用于无功补偿和限制过电压。
4.如权利要求I所述的采用可控高抗降低邻近线路甩负荷工频过电压的系统，其特征在于，所述两段相同电压等级的线路或为750kV;其中一个变电站和另一个变电站之间的双回线路长为329km;所述另一个变电站和第三个变电站之间的双回线路长为178km。
5.一种采用可控高抗降低邻近线路甩负荷工频过电压的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤(1)重载情况下其中一个变电站与另一个变电站双回线路上的可控高压并联电抗器输出70%额定容量；(2)判断所述另一个变电站与第三个变电站双回线路上是否发生甩负荷工频过电压；(3)其中一个变电站与另一个变电站双回线路上的可控高压并联电抗器收到发生甩负荷工频过电压信号后，输出到100%额定容量；(4)所述另一个变电站与第三个变电站双回线路上甩负荷工频过电压消失后，所述其中一个变电站与另一个变电站双回线路上的可控高压并联电抗器恢复到70%额定容量。
6.如权利要求I所述的采用可控高抗降低邻近线路甩负荷工频过电压的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，若所述另一个变电站与第三个变电站双回线路上发生甩负荷工频过电压，则把发生甩负荷工频过电压发送给另一个变电站与第三个变电站双回线路，并进行步骤(3);否则保持步骤(I)不变。
全文摘要
本发明涉及一种采用可控高抗降低邻近线路甩负荷工频过电压的系统及方法，系统包括两段相同电压等级的线路、三个变电站和两个等值电源；方法包括下述步骤重载情况下其中一个变电站与另一个变电站双回线路上的可控高压并联电抗器输出70%额定容量；判断另一个变电站与第三个变电站双回线路上是否发生甩负荷工频过电压；可控高压并联电抗器收到发生甩负荷工频过电压信号后，输出到100%额定容量；另一个变电站与第三个变电站双回线路上甩负荷工频过电压消失后，可控高压并联电抗器恢复到70%额定容量。当邻近线路发生甩负荷后，应快速联动本线路已装设的可控高抗，使其调节到最大容量，可以达到降低邻近线路的工频过电压的效果。
文档编号H02J3/14GK102946104SQ20121040427
公开日2013年2月27日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者韩亚楠, 郑彬, 周佩朋, 班连庚, 项祖涛 申请人:中国电力科学研究院, 国家电网公司