[发明专利]三台旁路断路器串联的超/特高压分段串联电容补偿装置

说明书

技术领域

本发明属于电力系统灵活交流输电领域，涉及一种三台旁路断路器串联的超/特高压分段串联电容补偿装置。具体涉及利用三台旁路断路器串联组合来转移负荷电流并实现防误闭锁，解决在超/特高压分段串联补偿装置中存在的旁路隔离开关转移电流超标问题。

背景技术

全球一次能源和电力负荷在地理位置上的分布存在很大差异，这一差异在我国表现的尤为突出。随着经济发展，能源供给与电力消费间的供需矛盾日趋严重，远距离、大容量、跨区域输电能够有效缓解电力供需矛盾，成为现代电力系统最重要的特征之一，但同时也对电网的输电能力提出了更高的要求。

交流输电系统的串联电容补偿技术(简称串补)是将电力电容器串联于交流输电线路中，补偿交流输电线路的部分感性阻抗，从而达到增加线路输送容量、提高系统稳定性、降低网损、节约投资等目的。在远距离、大容量输电系统中，随着输电距离的增加，其输送能力受到越来越多的限制，而串补是解决这个问题、提高超/特高压输电线路送电能力的重要手段之一，具有非常巨大的经济价值，目前在世界各国电力系统中获到了广泛的应用。

我国已经形成以500kV输电线路为主的超高压电网架构，750kV超高压输电线路即将成为西北电网的主干网架。超高压输电线路承担着日益繁重的输电任务，发挥着巨大的经济效益，但随着输电距离和输电容量的增加，超高压电网的输送能力和稳定水平亟待提高。特高压输电技术是世界电力科技领域的前沿技术，特高压输电能够提高输送容量，增加经济输电距离，在减少输电损耗、节约线路走廊占地、节省工程投资等方面也具有明显优势，未来我国将形成以特高压电网为主干的坚强电网结构。我国的超/特高压电网在输送距离上一般大于国外的超/特高压系统，输送容量也十分可观。因此，我国在建设超/特高压输电系统时，需要采用串联电容补偿装置，以便提高输送能力，充分发挥超/特高压系统设备投资的经济效益。

大容量500kV串补装置、750kV串补装置和特高压串补装置，具有额定电流大、电压等级高、容量大等特点，串补装置在设计上存在一定的特殊性，分段串补的形式经常被采用。在投退串补时，常规旁路隔离开关的转移电流能力已经不能满足要求，有必要结合分段串补的特点，采取措施解决这一问题。

串联电容补偿装置通常采用旁路隔离开关和串补保护用旁路断路器配合的方式进行投入和退出操作，但对于容量更大的超/特高压串联电容补偿装置，由于其具有额定电流大、阻尼装置电感值大等特点，常规旁路隔离开关的转移电流能力已经不能满足要求。一种解决了转移电流超标问题的方案是旁路隔离开关并联旁路断路器的分段串补主电路方案，但该方案在串补装置运行时如果与旁路隔离开关并联的旁路断路器误合，会导致电容器组直接放电而引起的电容器组、隔离开关损坏甚至爆炸等非常严重的后果。而本发明所设计的主电路结构不存在由于断路器误合导致的电容器组直接放电的危险，既解决了转移电流超标问题，同时又具备极强的防误功能。

国内外未见相同或类似于本发明所提三台旁路断路器串联的超/特高压分段串联电容补偿装置。

发明内容

本发明针对分段串补装置的特点，提出一种新型超/特高压分段串联电容补偿装置结构，通过新增的一台旁路断路器和已有的两台旁路断路器进行串联组合，实现了串补投退时的电流转移功能，大大降低了对旁路隔离开关转移电流能力的要求，并具有优异的防误特性，解决了在超/特高压分段串联电容补偿装置中存在的旁路隔离开关转移电流超标问题。

本发明提出了一种三台旁路断路器串联的超/特高压分段串联电容补偿装置，每段串联电容补偿装置包括串联电容器组、金属氧化物限压器、火花间隙、阻尼装置和旁路断路器，其中串联电容器组和金属氧化物限压器并联，火花间隙和旁路断路器并联后与阻尼装置串联；旁路隔离开关、平台隔离开关和用于投入和退出串联电容补偿装置的第三台旁路断路器为共用设备，该分段串联电容补偿装置中的两段串联电容器组直接通过导线相连，第三台旁路断路器与分段串补的两台旁路断路器直接串联组合，不改变原有分段串补其他设备的连接方式；第三台旁路断路器连接在分段串补的两台旁路断路器之间，构成由三台旁路断路器串联组成的电流转移支路，实现了分段串联补偿装置投入和退出时的电流转移功能。

其中的电流转移功能由三台旁路断路器串联组合实现。

其中，投入串联电容补偿装置时，线路电流先从旁路隔离开关支路转移到由三台断路器串联构成的电流转移支路，然后再转移到串联电容器组支路；退出串联电容补偿装置时，线路电流先从串联电容器组支路转移到由三台断路器串联构成的电流转移支路，然后再转移到旁路隔离开关支路。