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

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。

说明书

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1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：

（1）开关sa1、sb1、sc1闭合，sa0、sb0、sc0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，sa0、sa1；sb0、sb1；sc0、sc1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：

（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。

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（1）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1.42p.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。

附图说明

图1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 210Mvar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：

（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；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（1）不变。

（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1.29p.u.， 线路侧工频过电压为1.42p.u.，超过了规程规定的线路侧不宜超过1.40p.u.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1.25p.u.，线路侧工频过电压为1.38p.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1所示：

表1邻近线路甩负荷联动线路可控高抗对工频过电压的影响

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，还有利于无功平衡和提高输送能力。当邻 近线路发生甩负荷工况时，应联动相邻的装设有线路可控高抗的线路使其运行在较高容量。

采用本发明提供的可控高抗降低邻近线路甩负荷工频过电压的系统及方法后，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。

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。