[发明专利]线路重合闸中磁控高压并联电抗器滤波器组控制方法和装置

说明书

本发明公开一种线路重合闸中磁控高压并联电抗器滤波器组控制方法和装置，本发明方法包括：线路重合闸过程中，根据线路保护跳闸信号，判断线路是否失电，失电则退出滤波器组；检测滤波器组电压幅值、频率和电流幅值，判断是否发生低压或低频，发生低压或者低频，则退出滤波器组；检测系统重合闸成功且电容器充分放电后，重新投入滤波器组。本发明使得滤波器组能够适应线路重合闸需求，根据线路保护跳闸信号，以及电抗器滤波器组侧的电气特征，全工况下可靠快速、退出滤波器组，避免重合闸过程对滤波器组造成冲击损坏。

技术领域

本发明属于电气工程技术领域，特别涉及一种线路重合闸中磁控高压并联电抗器滤波器组控制方法和装置。

背景技术

磁控高压并联电抗器是一种新型柔性交流输电系统(FACTS)设备，通过调节电抗器控制绕组电流大小改变铁芯的磁饱和度，来调节主回路铁芯绕组的电抗值，从而达到调节无功功率的功能。通过连续调节控制绕组电流，能够动态补偿输电线路容性无功功率，抑制超/特高压输电线路的容升效应、工频过电压和潜供电流，提高系统稳定性。

磁控高压并联电抗器可以连接于输电线路侧，也可以连接于站内母线侧。目前国内外工程应用中比较常见的磁控高压并联电抗器系统拓扑结构如图3所示，电抗器本体由网侧绕组、补偿绕组和控制绕组构成：网侧绕组并联于超/特高压输电线路，补偿绕组提供励磁系统交流电源以及连接滤波器组，控制绕组接入经ACDC整流变换的直流励磁电流调节铁芯的磁饱和度。磁控高压并联电抗器因工作过程中的铁芯饱和会产生一定的谐波电流注入电力系统，主要以5次、7次、11次等奇次谐波为主。为了满足相关标准对设备谐波的要求，作为磁控高压并联电抗器的重要组成部分，需要在补偿绕组设置相应的1组或几组LC谐滤波器组对电抗器自身产生的谐波予以抑制。相应的，通常会配置电容器保护装置等对滤波器组进行异常保护。

为了增加供电可靠性，输电线路一般要求具备单相/三相重合功能。对于线路型磁控高压并联电抗器，则必须能够在失电后，具备快速重新带电的能力。由于其在补偿侧安装滤波器组，如果系统经重合闸快速重新带电，可能会对电容器组造成非常大的冲击，甚至损坏。因此需要考虑线路重合闸过程中，线路型磁控高压并联电抗器滤波器组的可靠、快速退出问题。

常规电容器组保护装置采用低电压保护功能作为系统失电时的电容器退出机制。低压常规电容器组等母线无功补偿设备，没有在线路重合闸秒级范围内快速再投入的需求，只需要保证低压时，能正确退出电容器组。通常的现场低电压动作保护主判据是：装置检测滤波器组端电压降低，判别三相最高电压小于设定低压阈值，退出滤波器组。设定低压阈值一般较低，在额定电压值10-30％左右。

这对于常规安装于站内母线低压侧等电容器组已经能够满足动作要求，但是线路型磁控高压并联电抗器因其直接连接于线路，在线路故障跳闸时，由于线路的分布电容、相间耦合等存在，线路跳闸后线路电压变化过程与故障类型、线路长度、线路分布电容参数等相关。补偿侧电容器组电压变化过程，和常规变电站母线或低压侧电容器组相比情况更为复杂。

特别的，对于线路故障三相跳闸，由于线路电容和电感能量的存在，线路跳闸后，存在能量逐渐衰减过程，三相电压可能幅值衰减较慢，时间较长。某工程参数下，三相开关分断后的电容器电压瞬时值波形如图4所示，傅里叶分解的基波有效值仿真波形如图5所示，在1s时间内线电压基波有效值由12.1kV下降10.5kV左右，秒级时间内电压基波幅值下降有限。

因此，仅以常规电容器组保护装置的低电压保护功能，在线路重合闸过程中可能存在不够灵敏的问题，不能全工况可靠分断滤波器组。

针对该问题及线路重合闸需求，需要研究线路重合闸过程中磁控高压并联电抗器滤波器组侧特殊的电气特征，丰富滤波器组失电的检测方法，确保在线路重合闸过程中，滤波器组的退出控制能够具备快速性和可靠性，避免重合闸对电容器冲击及损坏。

发明内容