CN106026127A - 一种换流器的接线结构及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种换流器的接线结构，包括第一换流器、双母线、3/2断路器接线支路、多断路器接线支路、1个串联变压器和1条输电线路，其中，3/2断路器接线支路和多断路器接线支路分别连接双母线，串联变压器的换流器侧绕组采用星型或角型接法与第一换流器相连，串联变压器的线路侧绕组分别连接3/2断路器接线支路和多断路器接线支路中的任意节点，输电线路连接3/2断路器接线支路中不同于线路侧绕组的另一个节点。此种结构可靠性高，实现方式简单灵活。本发明还公开一种针对前述换流器的接线结构的控制方法。

Description

一种换流器的接线结构及其控制方法
技术领域
本发明属于柔***流输电领域，特别涉及一种换流器的接线结构及其控制方法。
背景技术
柔***流输电***(FACTS)的设备可分为串联补偿装置、并联补偿装置和综合控制装置，其中，并联补偿装置可以直接接入各种等级的电网中，而串联补偿装置及综合控制装置由于一端需串联接入电网，需综合可靠性、灵活性及安全性，研究其接入方式。
串联补偿装置和综合控制装置中，静止同步串联补偿器(SSSC)、统一潮流控制器(UPFC)、线间潮流控制器(IPFC)和可转换静止补偿器(CSC)都是可以提高***输电能力和调控能力的柔性输电设备；还有一种统一电能质量调节器(UPQC)，可以改善线路的电能质量。除静止同步串联补偿器外，其他设备都有两个换流器，且有相应的变压器完成隔离和变压等功能。因为静止同步串联补偿器一般作为其他装置的一种附加运行方式，所以也可列入同类。
目前对这些串联补偿装置或者综合控制装置的串联补偿端，均是直接接入电网运行。当需要退出时，通过串联侧的旁路开关将装置旁路，并不能做到与电网完全隔离；甚至若旁路开关或串联侧出现问题，只能将输电线路陪停，导致事故扩大。为了解决当前直接串联接线结构的不足，提高FACTS接入电网的可靠性及安全性，需要一种简单灵活的、更适合工程应用的换流器的接线结构，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种换流器的接线结构及其控制方法，其可靠性高，实现方式简单灵活。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种换流器的接线结构，包括第一换流器、双母线、3/2断路器接线支路、多断路器接线支路、1个串联变压器和1条输电线路，其中，3/2断路器接线支路和多断路器接线支路分别连接双母线，串联变压器的换流器侧绕组采用星型或角型接法与第一换流器相连，串联变压器的线路侧绕组分别连接3/2断路器接线支路和多断路器接线支路中的任意节点，输电线路连接3/2断路器接线支路中不同于线路侧绕组的另一个节点。
上述串联变压器采用双绕组或多绕组结构。
上述接线结构还连接有第二换流器，第二换流器与第一换流器背靠背连接，且第二换流器通过并联变压器连接至多断路器接线支路的任意节点。
上述接线结构还连接第二输电线路，第二输电线路连接3/2断路器接线支路中与串联变压器的线路侧绕组相同的节点。
上述串联变压器的线路侧绕组还并联有旁路装置。
一种基于如前所述换流器的接线结构的控制方法，包括如下内容：一个换流器串联接入线路运行时，3/2断路器接线支路的控制方法是：将其中与双母线相邻的断路器断开，中间的断路器合上；多断路器接线支路的控制方法是：双母线均正常时，多断路器接线支路中所有断路器均合上；当其中一条母线故障时，与其相邻的断路器断开，其余断路器均合上。
一个换流器退出运行时，多断路器接线支路的控制方法是：将其中与串联变压器相邻的两个断路器均断开；3/2断路器接线支路的控制方法是：双母线均正常时，各输电线路与其最近母线之间的断路器合上，其余断路器均断开；当其中一条母线故障时，与其相邻的断路器断开，各输电线路与另一条母线之间的所有断路器均合上，其余断路器均断开。
采用上述方案后，本发明充分考虑到统一潮流控制器，可转换静止补偿器、静止同步串联补偿器和统一电能质量调节器等串联接入输电***的要求，提出紧凑、可靠接入输电线路的方式，可以通过对3/2断路器接线支路和多断路器接线支路的开关组合操作，实现换流器接入线路时的带电可靠投入和退出，提高了FACTS接入电网的可靠性及安全性，且实现方式简单灵活。
附图说明
图1是本发明的整体架构图；
图2是本发明中串联变压器的换流器侧及线路侧绕组接法示意图；
图3是本发明中换流器同时接入两条输电线路的接线方式示意图；
图4是本发明扩展到双回线路且共用并联换流器的接线方式示意图；
图5是本发明无串联变压器的接线结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1所示，本发明提供一种换流器的接线结构，适用于统一潮流控制器、可转换静止补偿器、静止同步串联补偿器和统一电能质量调节器等，最基本的接线结构包括1个换流器、双母线(IM，IIM)、3/2断路器接线支路、多断路器接线支路(至少包含2个断路器)、1个串联变压器和1条输电线路，其中，3/2断路器接线支路包含顺序连接的3个断路器S1、S2、S3，3/2断路器接线支路的两端分别连接双母线IM，IIM；多断路器接线支路包含顺序连接的断路器S4，…，SN，多断路器接线支路的两端分别连接双母线IM，IIM；定义3/2断路器接线支路与多断路器接线支路中，相邻两个断路器之间的连接点为节点；串联变压器T2可以使用双绕组，也可以使用多绕组，但至少要包含一组换流器侧绕组和一组线路侧绕组，串联变压器的换流器侧绕组采用星型或角型接法与换流器2相连，串联变压器的线路侧绕组采用分组串联方式接入3/2断路器接线支路和多断路器接线支路，连接3/2断路器接线支路和多断路器接线支路中的任意节点，图2是换流器侧绕组采用星型接法的电路图；输电线路连接3/2断路器接线支路中不同于线路侧绕组的另一个节点，如在图1中，串联变压器T2的线路侧绕组连接S2、S3之间的节点，输电线路连接S1、S2之间的节点。
当需接入的换流器有2个时，例如将本发明应用于统一潮流控制器中，可结合图1所示，在增加换流器1后，将换流器1与换流器2背靠背连接，且换流器2通过并联变压器T1连接至多断路器接线支路的任意节点，该节点与串联变压器接入多断路器接线支路的节点可以相同，也可以不同，图1所示连接的是不同节点。
如图3所示，当需要接入两条输电线路时，L1仍旧连接3/2断路器接线支路中不同于线路侧绕组的节点，而L2只能连接3/2断路器接线支路中与线路侧绕组相同的节点，此时串联变压器T2的线路侧绕组可以并联旁路装置，从而使换流器2与L1完全电气隔离，与L2以旁路隔离方式隔离。
本发明提供的结构还可以通过组合扩展至多条/多回线路应用，配合图4所示，是双回线路的一种接线结构，由基本结构以及图1实施例的电路组合而成。并联变压器T1、换流器1、串联变压器T2、换流器2以及所连接的多断路器接线支路、3/2断路器接线支路和双母线为图1实施例；换流器3、串联变压器T3以及所连接的多断路器接线支路、3/2断路器接线支路和双母线为本发明的基本结构；通过共用双母线以及三个换流器的直流侧连接，实现了双回线路的一种潮流控制器结构。
如图5所示，当应用于统一潮流控制器及类似结构时，在无串联变压器的场合，将换流器1通过并联变压器T1接入多断路器接线支路，换流器2直接接入3/2断路器接线支路和多断路器接线支路的相应节点。
需要说明的是，当换流器通过串联变压器接入3/2断路器接线支路和多断路器接线支路时，串联变压器的线路侧绕组可并联旁路装置，用于换流器接入线路运行时的旁路隔离。
基于前述接线结构，本发明还提供一种换流器的接线结构的控制方法，其内容是：
针对本发明涉及的所有接线结构，一个换流器串联接入线路运行时，3/2断路器接线支路的控制方法是：将其中与双母线相邻的断路器S1、S3断开，中间的断路器S2合上；多断路器接线支路的控制方法是：双母线均正常时，多断路器接线支路中所有断路器均合上；当其中一条母线故障时，与其相邻的断路器断开，其余断路器均合上，比如当IM故障时，S4断开，若IIM故障时，SN断开。
当一个换流器退出运行时，多断路器接线支路的控制方法是：将其中与串联变压器相邻的两个断路器均断开；3/2断路器接线支路的控制方法是：针对输电线路不与串联变压器的线路侧绕组共用3/2断路器接线支路节点的结构(由于图3所示结构L2无法隔离，因此并不适用此种情况)，在双母线均正常时，将输电线路L1与距其最近母线IM之间的断路器S1合上，其余断路器S2、S3均断开；在IM母线故障时，将与IM母线相邻的断路器S1断开，输电线路L1与IIM母线之间的所有断路器S2、S3均合上，其余断路器均断开；在IIM母线故障时，将与IIM母线相邻的断路器S3断开，输电线路L1与IM母线之间的所有断路器S1均合上，其余断路器S2均断开；针对有两条输电线路，且其中一条输电线路L2与串联变压器的线路侧绕组共用3/2断路器接线支路节点的结构(如图3所示结构)，在双母线均正常时，两条输电线路之间的断路器S2断开，其余断路器S1、S3合上；在IM母线故障时，将与IM母线相邻的断路器S1断开，其余断路器S2、S3合上；在IIM母线故障时，将与IIM母线相邻的断路器S3断开，其余断路器S1、S2合上。
采用上述方案后，本发明可以实现换流器接入线路时的带电可靠投退：对3/2断路器接线支路的S1合操作和S2分操作、多断路器接线支路的SN分操作，实现换流器与线路和母线的完全隔离，换流器带电退出；对3/2断路器接线支路的S2合操作和S1分操作、多断路器接线支路的SN合操作，实现换流器与线路和母线的连接，换流器带电投入。采用上述方案后，可以提高FACTS接入电网的可靠性及安全性，且实现方式简单灵活。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种换流器的接线结构，其特征在于：包括第一换流器、双母线、3/2断路器接线支路、多断路器接线支路、1个串联变压器和1条输电线路，其中，3/2断路器接线支路和多断路器接线支路分别连接双母线，串联变压器的换流器侧绕组采用星型或角型接法与第一换流器相连，串联变压器的线路侧绕组分别连接3/2断路器接线支路和多断路器接线支路中的任意节点，输电线路连接3/2断路器接线支路中不同于线路侧绕组的另一个节点。
2.如权利要求1所述的一种换流器的接线结构，其特征在于：所述串联变压器采用双绕组或多绕组结构。
3.如权利要求1所述的一种换流器的接线结构，其特征在于：所述接线结构还连接有第二换流器，第二换流器与第一换流器背靠背连接，且第二换流器通过并联变压器连接至多断路器接线支路的任意节点。
4.如权利要求1所述的一种换流器的接线结构，其特征在于：所述接线结构还连接第二输电线路，第二输电线路连接3/2断路器接线支路中与串联变压器的线路侧绕组相同的节点。
5.如权利要求1所述的一种换流器的接线结构，其特征在于：所述串联变压器的线路侧绕组还并联有旁路装置。
6.一种基于如权利要求1所述换流器的接线结构的控制方法，其特征在于包括如下内容：一个换流器串联接入线路运行时，3/2断路器接线支路的控制方法是：将其中与双母线相邻的断路器断开，中间的断路器合上；多断路器接线支路的控制方法是：双母线均正常时，多断路器接线支路中所有断路器均合上；当其中一条母线故障时，与其相邻的断路器断开，其余断路器均合上。
7.如权利要求6所述的一种换流器的接线结构的控制方法，其特征在于：一个换流器退出运行时，多断路器接线支路的控制方法是：将其中与串联变压器相邻的两个断路器均断开；3/2断路器接线支路的控制方法是：双母线均正常时，各输电线路与其最近母线之间的断路器合上，其余断路器均断开；当其中一条母线故障时，与其相邻的断路器断开，各输电线路与另一条母线之间的所有断路器均合上，其余断路器均断开。
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