[发明专利]采用阀支路并联型配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器装置

说明书

技术领域

本发明属于电力系统无功补偿领域，尤其涉及一种采用阀支路并联型配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器装置。

背景技术

根据国家可再生能源发展规划，西北地区将沿河西走廊建设千万千瓦级风电基地，其远离负荷中心，大规模风电并网情况下风电的高效经济送出和电网的安全稳定运行已经成为制约西北地区风电发展的两大技术难题。风力发电具有间歇性、波动性和随机性的特点。风电场出力变化较大，风电功率波动使西北750kV输电通道上无功波动频繁，无功电压控制困难并导致了电压稳定问题，增加了西北电网调度运行的难度，限制过电压和无功补偿矛盾突出。

特高压输电线路巨大的容性充电功率、剧烈的潮流变化以及有限的绝缘裕度给系统的无功调节、过电压抑制提出了较高的要求，存在限制过电压和无功调节之间矛盾难以协调的问题。

可控并联电抗器作为提高系统调控灵活性的有效手段，可有效解决750kV风电送出通道以及特高压输电线路无功补偿和电压控制的问题，提高电压稳定性水平和暂态运行极限，降低线路输送损耗，平衡无功分布，并可以有效减轻调度运行的压力，是实现750kV以及特高压输电通道高效经济运行的重要工具。

可控并联电抗器主要包括磁控式可控并联电抗器(Magnetically Controlled Shunt Reactor，MCSR)、分级式可控并联电抗器(Stepped Controlled Shunt Reactor，SCSR)以及晶闸管控制变压器(Thyristor Controlled Transformer，TCT)型可控并联电抗器三种结构形式。其中，分级式可控并联电抗器具有控制方式简单、调节响应速度快、运行安全稳定等诸多优点。

目前，在我国750kV输电系统和特高压输电系统中还没有可控并联电抗器装置投入使用。国内外也没有本发明提出的采用阀支路并联型配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器装置投入超高压/特高压电网应用。

发明内容

本发明的目的是：提供一种采用阀支路并联型配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器装置，解决我国750kV风电送出通道以及特高压输电线路无功补偿和限制过电压之间的矛盾，提高电压稳定性水平和暂态运行极限，降低线路输送损耗，平衡无功分布，减轻调度运行的压力，并配合中性点电抗器限制潜供电流。

本发明的一种采用阀支路并联型配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器装置，可控并联电抗器的本体采用变压器结构，采用高短路阻抗结构形式构成，即通过加大变压器的漏抗，将变压器和电抗器合于一体构成，或采用普通变压器再外接电抗器的形式构成。

其包括可控并联电抗器本体、可控并联电抗器本体的低压侧装设的晶闸管阀、容量配置电抗器、断路器和断路器串联电抗器；所述可控并联电抗器高压侧绕组三相接成“Y”型，直接接到高压网络上，中性点短接后经电抗器接地；三相低压侧结构完全相同，各相绕组首端分别经套管引出，低压侧绕组末端直接接地；每个晶闸管阀组与对应的容量配置电抗器串联构成阀支路，各阀支路并联连接，配置于低压侧的首、末端之间；断路器与断路器串联电抗器相串联，连接于低压侧的首、末端之间。

其中，采用阀支路并联型配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器，其无功容量调节采用晶闸管阀电流过零投切或相位控制的方式。

其中，当所述可控并联电抗器采用晶闸管阀电流过零投切方式时，由于容量配置电抗器的分压作用，为相应晶闸管阀提供取能和开通电压，从而使容量分级调节过程完全依靠晶闸管阀电流过零投切的方式完成，对系统无冲击；当系统发生暂态故障时，控制相应的晶闸管阀或关合旁路断路器使输出迅速达到最大输出容量，从而有效抑制工频过电压和操作过电压。

其中，当可控并联电抗器采用晶闸管阀相位控制的方式时，由于容量配置电抗器的分压作用，为相应晶闸管阀提供取能和开通电压，通过控制晶闸管阀的导通角，实现输出无功功率的平滑、快速调节；当系统发生暂态故障时，控制晶闸管阀的导通角或关合旁路断路器使输出迅速达到最大输出容量，有效抑制工频过电压和操作过电压。

本发明的有益效果是：

①采用阀支路并联型配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器，调节方式简单，响应速度快，检修方便，可有效解决限制过电压和无功补偿之间的矛盾，并配合中性点电抗器限制潜供电流；

②通过采用阀支路并联型配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器无功功率的分级输出，在容量切换过程中采用晶闸管阀电流过零投切或相位控制的方式开通和关断电流，断路器不需开断电流，延长了断路器使用年限，对系统不会造成冲击，并避免了调节过程中瞬间容量跌落的问题。

技术的新颖性：