[发明专利]基于可控电抗器的线路串联电压控制装置

权利要求书

1.基于可控电抗器的线路串联电压控制装置，其特征在于，包括三相变压器XB，以及由单相变压器XCA、XCB、XCC，可控电抗器L_BA、L_BB、L_BC、L_CA、L_CB、L_CC和电容器C_A、C_B、C_C构成的三相线路串联电压控制电路；

三相变压器XB的原边绕组经三相开关K₁(K_1A、K_1B和K_1C)与三相电源()相连，三相开关K₁的每相均有3个触头，三相开关K₁的A相的1号触头1A与A相电源相连，三相开关K₁的B相的1号触头1B与B相电源相连，三相开关K₁的C相的1号触头1C与C相电源相连；三相开关K₁的A相的2号触头2A与B相电源相连，三相开关K₁的B相的2号触头2B与C相电源相连，三相开关K₁的C相的2号触头2C与A相电源相连；三相开关K₁(K_1A、K_1B和K_1C)的各相的3号触头均悬空，三相电源()与系统的母线电源()为同一电源；

三相变压器XB副边的每相绕组均有3个抽头，其中间抽头均接地，另外两个抽头分别与三相开关K(K_A、K_B和K_C)对应相的1号触头(1A、1B、1C)和2号触头(2A、2B、2C)相连，三相开关K(K_A、K_B和K_C)能够在有载条件下实现1号触头和2号触头之间的切换，三相开关K(K_A、K_B和K_C)采用传统的有载调节开关，或采用电力电子方式构成的固态调节开关；

三相线路串联电压控制电路中，单相变压器XCA的原边绕组串联在A相线路中，且该绕组与旁路开关K_2A并联，其副边绕组与三相变压器XB的A相副边绕组以及可控电抗器L_CA一起，构成串联结构；单相变压器XCB的原边绕组串联在B相线路中，且该绕组与旁路开关K_2B并联，其副边绕组与三相变压器XB的B相副边绕组以及可控电抗器L_CB一起，构成串联结构；单相变压器XCC的原边绕组串联在C相线路中，且该绕组与旁路开关K_2C并联，其副边绕组与三相变压器XB的C相副边绕组以及可控电抗器L_CC一起，构成串联结构；

可控电抗器L_BA与电容C_A串联后再串联在A相线路中，可控电抗器L_BB与电容C_B串联后再串联在B相线路中，可控电抗器L_BC与电容C_C串联后再串联在C相线路中。

2.根据权利要求1所述的基于可控电抗器的线路串联电压控制装置，其特征在于，所述可控电抗器L_BA、L_BB、L_BC和L_CA、L_CB、L_CC的参数选择，符合如下特征：

根据线路A相电流的最大值决定可控电抗器L_BA的最小值L_BAMIN，A相线路电流的最大值与L_BA最小值L_BAMIN的关系如式[1]所示；

|I·LAMAX|=|U·SA-U·RAjωLA+jωLBAMIN-j1ωCA|---[1]]]>

在式[1]中，相量的绝对值表示该相量的模，ω为基波角频率，j为虚数单位，和为线路两端A相母线的电压相量，L_A为线路A相的电感；

根据线路A相电流的最小值决定可控电抗器L_BA的最大值L_BAMAX，A相线路电流的最小值与L_BA最大值L_BAMAX的关系如式[2]所示；

|I·LAMIN|=|U·SA-U·RAjωLA+jωLBAMAX-j1ωCA|---[2]]]>

在式[2]中，相量的绝对值表示该相量的模，ω为基波角频率，j为虚数单位，和为线路两端A相母线的电压相量，L_A为线路A相的电感；

对于任意确定的运行方式，式[1]、式[2]中的和总是确定的，对于任意确定的电力系统，式[1]、式[2]中的L_A总是确定的，根据电力系统设计的相关规范选择电容C_A，根据式[1]和式[2]确定可调电感L_BA的最小值和最大值；

由于系统对称，可控电抗器L_BB、L_BC的下限值L_BBMIN、L_BCMIN，上限值L_BBMAX、L_BCMAX与L_BA的下限值L_BAMIN和上限值L_BAMAX的确定方法相同；

根据A相线路电流相位的变化范围决定可控电抗器L_CA的下限值L_CAMIN，以装置未投入时A相线路电流的相位为基准，投入后A相线路电流相位的最大调节量为δ_iAmax，则L_CAMIN为：

LCAMIN=sin(δiAmax+δA)sin(δiAmax)×|MAU·CSA||U·SRA|-L2A---[3]]]>

其中为装置未投入时A相线路所承受的电压，为变压器XB的副边A相绕组的电压，δ_A为和的夹角，L_2A为变压器XCA的副边绕组等效电感，M_A为变压器XCA的互感；

由于系统对称，可控电抗器L_CB、L_CC的下限值L_CBMIN、L_CCMIN的确定方法与可控电抗器L_CA的下限值L_CAMIN相同。