[發明專利]三臺旁路斷路器串聯的超/特高壓分段串聯電容補償裝置

有效

• 申請號: 201010287511.8
• 申請日: 2010-09-20
• 公開（公告）號: CN101969203A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 劉慧文;趙波;武守遠
• 申請（專利權）人: 中電普瑞科技有限公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明屬于電力系統靈活交流輸電領域，涉及一種三臺旁路斷路器串聯的超/特高壓分段串聯電容補償裝置。具體涉及利用三臺旁路斷路器串聯組合來轉移負荷電流并實現防誤閉鎖，解決在超/特高壓分段串聯補償裝置中存在的旁路隔離開關轉移電流超標問題。

背景技術

全球一次能源和電力負荷在地理位置上的分布存在很大差異，這一差異在我國表現的尤為突出。隨著經濟發展，能源供給與電力消費間的供需矛盾日趨嚴重，遠距離、大容量、跨區域輸電能夠有效緩解電力供需矛盾，成為現代電力系統最重要的特征之一，但同時也對電網的輸電能力提出了更高的要求。

交流輸電系統的串聯電容補償技術(簡稱串補)是將電力電容器串聯于交流輸電線路中，補償交流輸電線路的部分感性阻抗，從而達到增加線路輸送容量、提高系統穩定性、降低網損、節約投資等目的。在遠距離、大容量輸電系統中，隨著輸電距離的增加，其輸送能力受到越來越多的限制，而串補是解決這個問題、提高超/特高壓輸電線路送電能力的重要手段之一，具有非常巨大的經濟價值，目前在世界各國電力系統中獲到了廣泛的應用。

我國已經形成以500kV輸電線路為主的超高壓電網架構，750kV超高壓輸電線路即將成為西北電網的主干網架。超高壓輸電線路承擔著日益繁重的輸電任務，發揮著巨大的經濟效益，但隨著輸電距離和輸電容量的增加，超高壓電網的輸送能力和穩定水平亟待提高。特高壓輸電技術是世界電力科技領域的前沿技術，特高壓輸電能夠提高輸送容量，增加經濟輸電距離，在減少輸電損耗、節約線路走廊占地、節省工程投資等方面也具有明顯優勢，未來我國將形成以特高壓電網為主干的堅強電網結構。我國的超/特高壓電網在輸送距離上一般大于國外的超/特高壓系統，輸送容量也十分可觀。因此，我國在建設超/特高壓輸電系統時，需要采用串聯電容補償裝置，以便提高輸送能力，充分發揮超/特高壓系統設備投資的經濟效益。

大容量500kV串補裝置、750kV串補裝置和特高壓串補裝置，具有額定電流大、電壓等級高、容量大等特點，串補裝置在設計上存在一定的特殊性，分段串補的形式經常被采用。在投退串補時，常規旁路隔離開關的轉移電流能力已經不能滿足要求，有必要結合分段串補的特點，采取措施解決這一問題。

串聯電容補償裝置通常采用旁路隔離開關和串補保護用旁路斷路器配合的方式進行投入和退出操作，但對于容量更大的超/特高壓串聯電容補償裝置，由于其具有額定電流大、阻尼裝置電感值大等特點，常規旁路隔離開關的轉移電流能力已經不能滿足要求。一種解決了轉移電流超標問題的方案是旁路隔離開關并聯旁路斷路器的分段串補主電路方案，但該方案在串補裝置運行時如果與旁路隔離開關并聯的旁路斷路器誤合，會導致電容器組直接放電而引起的電容器組、隔離開關損壞甚至爆炸等非常嚴重的后果。而本發明所設計的主電路結構不存在由于斷路器誤合導致的電容器組直接放電的危險，既解決了轉移電流超標問題，同時又具備極強的防誤功能。

國內外未見相同或類似于本發明所提三臺旁路斷路器串聯的超/特高壓分段串聯電容補償裝置。

發明內容

本發明針對分段串補裝置的特點，提出一種新型超/特高壓分段串聯電容補償裝置結構，通過新增的一臺旁路斷路器和已有的兩臺旁路斷路器進行串聯組合，實現了串補投退時的電流轉移功能，大大降低了對旁路隔離開關轉移電流能力的要求，并具有優異的防誤特性，解決了在超/特高壓分段串聯電容補償裝置中存在的旁路隔離開關轉移電流超標問題。

本發明提出了一種三臺旁路斷路器串聯的超/特高壓分段串聯電容補償裝置，每段串聯電容補償裝置包括串聯電容器組、金屬氧化物限壓器、火花間隙、阻尼裝置和旁路斷路器，其中串聯電容器組和金屬氧化物限壓器并聯，火花間隙和旁路斷路器并聯后與阻尼裝置串聯；旁路隔離開關、平臺隔離開關和用于投入和退出串聯電容補償裝置的第三臺旁路斷路器為共用設備，該分段串聯電容補償裝置中的兩段串聯電容器組直接通過導線相連，第三臺旁路斷路器與分段串補的兩臺旁路斷路器直接串聯組合，不改變原有分段串補其他設備的連接方式；第三臺旁路斷路器連接在分段串補的兩臺旁路斷路器之間，構成由三臺旁路斷路器串聯組成的電流轉移支路，實現了分段串聯補償裝置投入和退出時的電流轉移功能。

其中的電流轉移功能由三臺旁路斷路器串聯組合實現。

其中，投入串聯電容補償裝置時，線路電流先從旁路隔離開關支路轉移到由三臺斷路器串聯構成的電流轉移支路，然后再轉移到串聯電容器組支路；退出串聯電容補償裝置時，線路電流先從串聯電容器組支路轉移到由三臺斷路器串聯構成的電流轉移支路，然后再轉移到旁路隔離開關支路。