CN103094906A - 基于补偿绕组取能励磁的750kV磁控式可控高抗电路 - Google Patents

基于补偿绕组取能励磁的750kV磁控式可控高抗电路 Download PDF

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朱岸明
孙强
王中阳
李润秋
雷晰
刘洋
张振环
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Abstract

本发明提供基于补偿绕组取能励磁的750kV磁控式可控高抗电路，该电路包括电抗器、整流器和整流变压器；整流变压器和整流器串联构成励磁***；电抗器包括三个绕组，高压侧绕组接入电网，补偿绕组与所述励磁***交流侧连接，励磁***直流侧与补偿绕组连接。其对应的方法为，电网通过电抗器给整流器供电，当电网出现波动时，通过控制整流器中晶闸管的触发角度改变电抗器的控制绕组的励磁电流，进而改变电抗器的容量，从而抑制电网波动。本发明采用低压设备控制高压设备，装置整体经济性较好；可实现输出容量平滑、连续调节，适用于母线电压的稳态控制。

Description

基于补偿绕组取能励磁的750kV磁控式可控高抗电路
技术领域
本发明属于电力***领域，具体涉及一种基于补偿绕组取能励磁的750kV磁控式可控高抗电路。
背景技术
可控高抗作为提高电力***调控灵活性的有效手段之一，其主要作用是解决长距离重载线路限制过电压和无功补偿的矛盾，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，并可有效减轻调度运行的压力，是实现超高压和特高压输电通道高效经济运行的重要工具。可控高抗最集中的应用领域包括：超/特高压长距离重载线路、风电集中输送通道、水电输送通道、超/特高压紧凑型线路等。
磁控式可控高抗通过改变直流励磁电流的大小改变铁心饱和度，从而实现电抗值和容量的连续调节。励磁***的稳定性和可靠性直接影响磁控式可控高抗在***中的运行。目前超高压磁控式可控高抗的励磁***大多采用从外部电源取能的结构。
对于750kV的超高压输电***，具有输送功率大、输电距离长、风电功率大范围高频率的波动等特点。在应用中，因为风电功率具有随机性特点，使线路功率波动频繁且幅度较大，导致无功平衡和电压控制问题相对突出，且风电功率的快速、频繁波动对***电压无功控制速度及频度的要求，有必要在750kV输电通道中装设可控高抗，发挥其可在一定的范围内可连续、快速调节无功的作用，保障电网的正常运行。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种基于补偿绕组取能励磁的750kV磁控式可控高抗电路，将其应用在750kV超高压输电***中，可实现输出容量平滑、连续调节，适用于母线电压的稳态控制。
本发明提供的基于补偿绕组取能励磁的750kV磁控式可控高抗电路，其改进之处在于，所述电路包括励磁***和电抗器；
所述励磁***包括串联的整流器与整流变压器串联；
所述电抗器包括接入电网的端口I，与所述励磁***一端连接的端口II及与励磁***另一端连接的端口III。
其中，所述电抗器包括高压侧绕组、补偿绕组和控制绕组；
所述高压侧绕组三相星形连接；
所述补偿绕组三相为三角形连接，为控制绕组提供励磁电源；
所述控制绕组通过自耦整流的形式，在控制绕组铁心上施加直流励磁电流；
所述高压侧绕组的输入/输出端对应所述接入电网的端口I；
补偿绕组的输入/输出端对应所述励磁***一端连接的端口II；
控制绕组的输入/输出端对应所述与励磁***另一端连接的端口III。
其中，所述***包括至少两组的励磁***，设为主从励磁***；所述主从励磁***并列运行，或当主励磁***出现故障时，通过触发或封锁脉冲将主励磁***切换到从励磁***。
其中，所述***包括用于消除谐波的滤波器；所述滤波器与所述端口II连接。
其中，所述***包括用于消除谐波的并联电容器组；所述并联电容器组一端与所述端口II连接，另一端接地。
其中，所述电抗器为750kV磁控式可控高抗。
其中，所述整流器为三相全波可控整流器；
电网通过电抗器给整流器供电，当电网出现电压波动时，通过控制整流器中晶闸管的触发角度改变电抗器的控制绕组的励磁电流，进而改变电抗器的容量，从而抑制电网波动。
与现有技术比，本发明的有益效果为：
本发明在磁控式电抗器的结构基础上进行了励磁***取能电路的优化设计，增加电抗器的补偿绕组，从750kV磁控式可控高抗本体的补偿绕组进行励磁***的交流电流取能，不依赖于外接电源，可靠性更高、技术发展趋势更好、更适合在开关站应用，具有较好的应用前景。
本发明采用低压设备控制高压设备，装置整体经济性较好；可实现输出容量平滑、连续调节，适用于母线电压的稳态控制。
本发明在无功电压平滑控制和暂态过程抑制工频过电压等需要磁控式可控高抗发挥作用的情形下，可控高抗本体均带电，其补偿绕组也带电，通过控制整流器的触发角可以有效克服补偿绕组电压波动问题，实现输出容量的平滑控制以及工频过电压抑制。
本发明多组励磁***，承担供给控制绕组励磁电流的任务，主从设置，在线冗余，通过触发或封锁脉冲来切换，其增强了***的稳定性。
本发明补偿绕组上装设滤波器或并联电容器，扩大无功补偿范围，提高***电能质量。
附图说明
图1为本发明提供的***的结构图。
具体实施方式
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。
本实施例提供的一种基于补偿绕组取能励磁的750kV磁控式可控高抗电路，其结构如图1所示，***中包括750kV磁控式可控高抗、整流变压器、整流器，其中整流变压器和整流器构成励磁部分。磁控式可控高抗包括高压侧绕组、控制绕组和补偿绕组。高压侧绕组三相星形连接；控制绕组自耦整流的形式，在控制绕组铁心上施加直流励磁电流；补偿绕组三相为三角形连接，为控制绕组提供励磁电源。
高压侧绕组是磁控式可控高抗与***直接相连的绕组，控制绕组由直流电源供电，调节直流电源电压和绕组中的直流电流，以改变铁芯的磁饱和度，可以平滑地改变电抗器的容量。
励磁***中整流器的交流电源取自磁控式可控高抗本体补偿绕组（也称取能绕组），为提高可靠性，可设置多套自励磁整流单元在线冗余，本实施例以两套为例，可采用一主一备，也可两套并列运行，主电源设备出现问题，备用电源立即投入使用，二者没有断路器或者接触器切换，通过触发或封锁脉冲来切换。磁控式母线可控高抗正常运行时，由这两组整流单元共同改变控制绕组的励磁电流。
除了励磁***，补偿绕组可以连接滤波器或并联电容器组，一方面给***提供无功功率，增大磁控式可控高抗的调节范围，另一方面减少磁控式可控高抗工作中产生的谐波分量，减少可控高抗对***的谐波污染，提高***的电能质量。
磁控式可控高抗是一种FACTS（灵活交流输电）装置，并联于电力***，通过晶闸管控制励磁***改变电抗器铁芯的饱和程度，从而实现电抗器的在线调节，本实施例里主要用于解决750kV输电***中限制过电压和无功补偿的矛盾。
本实施例的整流器为三相全波可控整流器；电网通过电抗器给整流器供电，当电网出现电压波动时，通过控制整流器中晶闸管的触发角度改变电抗器的控制绕组的励磁电流，进而改变电抗器的容量，从而抑制电网波动。
例如，在新疆与西北主网联网第二通道鱼卡站750kV母线上装设磁控式可控高抗，当该站750kV线路任意一侧三相断路器跳闸时，控制整流器中晶闸管的触发角，改变电抗器的控制绕组的励磁电流，进而改变电抗器的容量，通过联动磁控式可控高抗迅速增大输出容量可以有效降低工频过电压水平；基于补偿绕组取能励磁的750kV磁控式可控高抗，输出容量的平滑、连续调节将抑制风电出力变化造成的鱼卡站750kV母线电压波动，并实现全站无功电压的协调优化控制。
从***功能实现和运行可靠性、技术成熟度和技术发展趋势、对站用电供电***容量的需求等方面来说也有明显的优势。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.基于补偿绕组取能励磁的750kV磁控式可控高抗电路，其特征在于，所述电路包括励磁***和电抗器；
所述励磁***包括串联的整流器与整流变压器串联；
所述电抗器包括接入电网的端口I，与所述励磁***一端连接的端口II及与励磁***另一端连接的端口III。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述电抗器包括高压侧绕组、补偿绕组和控制绕组；
所述高压侧绕组三相星形连接；
所述补偿绕组三相为三角形连接，为控制绕组提供励磁电源；
所述控制绕组通过自耦整流的形式，在控制绕组铁心上施加直流励磁电流；
所述高压侧绕组的输入/输出端对应所述接入电网的端口I；
补偿绕组的输入/输出端对应所述励磁***一端连接的端口II；
控制绕组的输入/输出端对应所述与励磁***另一端连接的端口III。
3.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述***包括至少两组的励磁***，设为主从励磁***；所述主从励磁***并列运行，或当主励磁***出现故障时，通过触发或封锁脉冲将主励磁***切换到从励磁***。
4.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述***包括用于消除谐波的滤波器；所述滤波器与所述端口II连接。
5.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述***包括用于消除谐波的并联电容器组；所述并联电容器组一端与所述端口II连接，另一端接地。
6.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述电抗器为750kV磁控式可控高抗。
7.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述整流器为三相全波可控整流器；
电网通过电抗器给整流器供电，当电网出现电压波动时，通过控制整流器中晶闸管的触发角度改变电抗器的控制绕组的励磁电流，进而改变电抗器的容量，从而抑制电网波动。
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