一種特高壓串聯補償裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及輸電線路補償技術領域，特別涉及一種特高壓串聯補償裝置。
【背景技術】
[0002] 串聯補償裝置是在輸電線路中串聯電容器，通過電容器的容抗補償輸電線路感抗 的阻抗補償方式從而縮短線路的等值電氣距離，減少功率輸送引起的電壓降和功角差，從 而提高電力系統穩定性，增大線路輸送容量。
[0003]目前，超高壓輸電線路中采用的串聯補償裝置，在火花間隙放電電流不超過 120kA，可以滿足現有設備設計、試驗和制造能力的要求。
[0004] 但是，當電壓上升至特高壓等級后，現有研究表明，采用該結構時，特高壓輸電線 路發生最嚴重區內故障時，串補火花間隙最大放電電流可超過150kA，利用現有技術中的超 高壓輸電電路采用的串聯補償裝置將不適用于特高壓輸電電路。
[0005] 由于串補火花間隙為空氣間隙，其放電電流幅值越高，在放電時對間隙電極的燒 蝕越嚴重，在間隙電極所在空間內產生的熱量也越高，使得間隙的絕緣性能恢復速度降低， 耐受擊穿電壓的能力下降，使得線路故障消失后重新投入串補電容器的時間間隔延長，另 外火花間隙放電電流太大對火花間隙設備設計制造及型式試驗也會造成很大的困難。
[0006] 因此，需要針對特高壓輸電線路提供一種串聯補償裝置，使其對特高壓串補火花 間隙放電電流起到有效的抑制作用。
【發明內容】
[0007] 本發明要解決的技術問題是提供一種特高壓串聯補償裝置，能夠對特高壓輸電線 路串補火花間隙放電電流起到有效的抑制作用。
[0008] 本發明實施例提供一種特高壓串聯補償裝置，包括：串聯電容器、第一金屬氧化物 限壓器MOV和至少兩路放電支路；
[0009] 所述串聯電容器串聯在特高壓輸電線路上；
[0010] 所述第一 MOV并聯在所述串聯電容器的兩端；
[0011] 每路所述放電支路并聯在所述串聯電容器的兩端構成所述串聯電容器的放電電 流的路徑。
[0012] 優選地，所述放電支路包括阻尼回路和火花間隙；
[0013] 所述阻尼回路和火花間隙串聯。
[0014] 優選地，所述阻尼回路包括：阻尼電阻、阻尼電感和金屬氧化物限壓器MOV;
[0015] 所述阻尼電阻和MOV串聯后與所述阻尼電感并聯。
[0016] 優選地，每個所述阻尼回路中各個元器件的參數不相同。
[0017] 優選地，還包括一個旁路開關；
[0018] 所述旁路開關并聯在任意一個所述火花間隙的兩端。
[0019] 優選地，所述放電支路為兩路。
[0020] 優選地，還包括旁路隔離開關；
[0021] 所述旁路隔離開關與所述串聯電容器并聯。
[0022] 優選地，還包括串聯隔離開關；
[0023] 所述串聯隔離開關通過所述串聯隔離開關相串聯后連接在特高壓輸電線路上。
[0024] 優選地，所述阻尼電感為空心電抗器。
[0025] 優選地，還包括分別設置在所述串聯電容器兩端的串聯在輸電線路上的斷路器。
[0026] 與現有技術相比，本發明具有以下優點：
[0027] 通過增加串聯電容器的放電支路來抑制串補的放電電流，這是因為增加放電支路 相當于增加了阻尼電感，這樣可以使放電電流降低。從而在相同串聯電容器參數以及串聯 電容器電壓下，降低了串聯電容器經過火花間隙、阻尼電感等元件時的放電電流的幅值。這 樣在特高壓輸電線路上，便可以降低串補火花間隙研制難度，縮短火花間隙絕緣性能恢復 時間，縮短串聯電容器在故障后重新投入的時間，有利于提高特高壓輸電系統的穩定性。
【附圖說明】
[0028] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0029] 圖1是現有技術中超高壓或特高壓采用的串聯補償裝置示意圖；
[0030] 圖2是本發明提供的特高壓串聯補償裝置實施例一示意圖；
[0031] 圖3是本發明提供的特高壓串聯補償裝置實施例二示意圖；
[0032] 圖4是特高壓采用單個放電回路的串聯補償裝置示意圖；
[0033] 圖5是圖3的串聯補償裝置對應的發生區內三相短路故障時的串補火花間隙放電 電流波形圖；
[0034] 圖6是圖4的串聯補償裝置對應的發生區內三相短路故障時的串補火花間隙放電 電流波形圖。
【具體實施方式】
[0035] 首先，為了使本領域技術人員能夠更好地理解和實施本發明實施例提供的技術方 案，首先介紹本領域的幾個基本概念。
[0036] 串聯補償裝置（以下簡稱串補）：一般由串聯電容器、阻尼回路、火花間隙、旁路開 關等組成，串聯在輸電線路中，使得輸電線路的電氣距離縮短，可以起到提高輸電線路的輸 電能力、提高輸電系統的穩定性等作用。
[0037] 放電電流：是指加裝串補的線路上發生故障時，串補間隙動作導通，串聯電容器經 阻尼回路進行放電產生的電流。
[0038] 線路斷路器斷口瞬態恢復電壓：是指線路上發生故障后，兩側斷路器跳閘清除故 障時，在斷路器斷口兩側形成的過電壓，該電壓與斷路器電源側、線路側電壓有關。當線路 上裝設串補時，由于串補電容器兩端殘壓的作用，使得有串補線路的斷路器斷口瞬態恢復 電壓與無串補時相比要高。
[0039] 根據特高壓串補裝置的過電壓保護策略，將線路故障根據故障位置劃分為區內故 障和區外故障，其定義如下；
[0040] 區內故障：指發生在該串補所在線路兩側斷路器之間的故障。
[0041] 區外故障：指發生在該串補所在線路兩側斷路器之外的故障。
[0042] 為了使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面首先介紹一種現有技 術中典型的單電容器+單阻尼回路的串聯補償裝置。
[0043]參見圖1，該圖為現有技術中超高壓或特高壓采用的串聯補償裝置示意圖。
[0044] 該串聯補償裝置包括：串聯電容器C、保護用的金屬氧化物限壓器（MOV，Metal Oxide Voltage Limiter)、阻尼回路D、火花間隙S、旁路開關QF組成，此外還包括旁路隔離 開關QS1、串聯隔尚開關QS2和QS3 ;
[0045] MOV是限制串聯電容器C電壓的主保護；火花間隙S是MOV和串聯電容器C的后 備保護；旁路開關QF是系統檢修、調度的必要裝置，同時也為火花間隙S及去游離提供必要 條件；阻尼回路D則用于限制串聯電容器C放電電流，防止串聯電容器C、火花間隙S、旁路 隔離開關QS1在放電過程中損壞。
[0046] 特高壓串補線路發生區外故障和區內故障時，對串補保護系統性能要求為：
[0047] (1)發生區外故障時，串補火花間隙和旁路開關不允許動作，不允許旁路串補；
[0048] (2)發生區內故障時，允許旁路串補，當串補MOV電流和能耗大小達到整定值時， 控制系統就發出火花間隙旁路觸發命令，同時命令旁路開關合閘，將串補和M0V旁路。
[0049] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0050] 為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明 的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0051] 首先介紹本發明提供的技術方案基于的基本原理。
[0052] 串補線路發生嚴重區內故障時，串補火花間隙動作時，通過電容器、火花間隙的放 電電流很大。
[0053] 為了限制放電電流的幅值，確保串聯電容器和火花間隙的安全運行，串補中一般 都裝設阻尼回路，目前常用的阻尼回路采用"電感+M0V串電阻型"，其由空心電抗器和帶 M0V(金屬氧化物限壓器）的串聯電阻構成。
[0054] 當串補火花間隙觸發導通時，串補電容器上儲存的能量經"串補電容器一阻尼回 路的電阻、電感及M0V-間隙"回路放電，使得串補電容器的電場能轉化為阻尼電感的磁場 能以及阻尼電阻、阻尼M0V的熱能，可以用如下公式表述：
【主權項】
1. 一種特高壓串聯補償裝置，其特征在于，包括：串聯電容器、第一金屬氧化物限壓器 MOV和至少兩路放電支路； 所述串聯電容器串聯在特高壓輸電線路上； 所述第一 MOV并聯在所述串聯電容器的兩端； 每路所述放電支路并聯在所述串聯電容器的兩端構成所述串聯電容器的放電電流的 路徑。
2. 根據權利要求1所述的特高壓串聯補償裝置，其特征在于，所述放電支路包括阻尼 回路和火花間隙； 所述阻尼回路和火花間隙串聯。
3. 根據權利要求2所述的特高壓串聯補償裝置，其特征在于，所述阻尼回路包括：阻尼 電阻、阻尼電感和金屬氧化物限壓器MOV ; 所述阻尼電阻和MOV串聯后與所述阻尼電感并聯。
4. 根據權利要求3所述的特高壓串聯補償裝置，其特征在于，每個所述阻尼回路中各 個元器件的參數不相同。
5. 根據權利要求2-4任一項所述的特高壓串聯補償裝置，其特征在于，還包括一個旁 路開關； 所述旁路開關并聯在任意一個所述火花間隙的兩端。
6. 根據權利要求1-4任一項所述的特高壓串聯補償裝置，其特征在于，所述放電支路 為兩路。
7. 根據權利要求1所述的特高壓串聯補償裝置，其特征在于，還包括旁路隔離開關； 所述旁路隔離開關與所述串聯電容器并聯。
8. 根據權利要求1所述的特高壓串聯補償裝置，其特征在于，還包括串聯隔離開關； 所述串聯隔離開關通過所述串聯隔離開關相串聯后連接在特高壓輸電線路上。
9. 根據權利要求3所述的特高壓串聯補償裝置，其特征在于，所述阻尼電感為空也電 抗器。
10. 根據權利要求1所述的特高壓串聯補償裝置，其特征在于，還包括分別設置在所述 串聯電容器兩端的串聯在輸電線路上的斷路器。
【專利摘要】本發明提供一種特高壓串聯補償裝置，包括：串聯電容器、第一金屬氧化物限壓器MOV和至少兩路放電支路；串聯電容器串聯在特高壓輸電線路上；第一MOV并聯在所述串聯電容器的兩端；每路放電支路并聯在串聯電容器的兩端構成串聯電容器的放電電流的路徑。通過增加串聯電容器的放電支路來抑制串補的放電電流，增加放電支路相當于增加阻尼電感，使放電電流降低。從而在相同串聯電容器參數以及串聯電容器電壓下，降低了串聯電容器經過火花間隙、阻尼電感等元件時的放電電流的幅值。在特高壓輸電線路上，便可以降低串補火花間隙研制難度，縮短火花間隙絕緣性能恢復時間，縮短串聯電容器在故障后重新投入的時間，有利于提高特高壓輸電系統的穩定性。
【IPC分類】H02H9-02
【公開號】CN104659769
【申請號】CN201310595033
【發明人】鄭彬, 班連庚, 項祖濤, 王曉彤, 張媛媛, 杜寧, 韓亞楠
【申請人】中國電力科學研究院, 國家電網公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月21日