[發明專利]一種超特高壓柔性并聯電抗器

有效

• 申請號: 201110049481.1
• 申請日: 2011-03-02
• 公開（公告）號: CN102130458A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 鄭偉杰
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02P13/00
• 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

1.一種新型柔性并聯電抗器裝置，其特征在于將變壓器、磁控電抗器和分級投切電抗器構成一體化裝置，使得超特高壓并聯電抗器的調節既能實現快速分級調節，又能夠實現一定范圍內的平滑精確調節；使得超特高壓線路的無功補償兼顧快速和準確性，適應電力系統的功率動態變化，以及新能源功率的間歇性變化，從而有效抑制工頻過電壓和操作過電壓。

2.如權利要求1所述的柔性并聯電抗器裝置，其特征在于：

單相接線包括：變壓器T1、磁控電抗器Xmc、磁控電抗器的直流勵磁部分DC、電抗器X1，X2，X3、晶閘管組F1，F2，F3和斷路器K1，K2，K3；變壓器T1低壓側的容量配置電抗器串聯磁控電抗器Xmc，再與電抗器X1、X2、X3從上到下串聯后接地，其串聯電抗的總電抗最大值是Xmc+X1+X2+X3；磁控電抗器的直流勵磁部分DC通過磁耦合與磁控電抗器Xmc連接；晶閘管組F1和斷路器K1并聯組成第一復合開關，第一復合開關并聯在電抗器X1遠地點到接地之間；晶閘管組F2和斷路器K2并聯組成第二復合開關，第二復合開關并聯在電抗器X2遠地點到接地之間；晶閘管組F3和斷路器K3組成第三復合開關，第三復合開關并聯在電抗器X3遠地點到接地之間；

所述柔性并聯電抗器裝置的高壓側繞組三相接成“Y”型，直接接到高壓電力網絡S上，中性點短接后經電抗器G0接地；三相低壓側繞組首端分別經套管引出，連接磁控電抗器Xmc和分級的電抗器X1，X2，X3，低壓側繞組末端直接接地；每個晶閘管組組與對應的容量配置電抗器串聯構成晶閘管組F1，F2，F3的支路，各晶閘管組的支路并聯連接，配置于低壓側的電抗器X1，X2，X3與地端之間。

3.如權利要求1或2所述的柔性并聯電抗器裝置，其特征在于當系統傳輸容量波動劇烈，電壓變化幅度大的時候，首先調節斷路器K1，K2，K3，快速投入無功補償容量，保證無功補償的速度；然后調節磁控電抗器的直流勵磁部分DC，改變磁控電抗器Xmc的飽和程度，從而改變磁控電抗器Xmc的投入容量，從而改變總體投入系統的無功補償容量，實現設定的調節精度；當系統傳輸容量波形平緩，電壓變化幅度較小的時候，在當前容量范圍內，不改變斷路器K1，K2，K3的狀態，小幅度調節磁控電抗器的直流勵磁部分DC，改變磁控電抗器Xmc的飽和程度，從而改變磁控電抗器Xmc的投入容量，從而改變總體投入系統的無功補償容量，實現設定的調節精度。

4.如權利要求3所述的柔性并聯電抗器裝置，其特征在于該柔性并聯電抗器裝置兼有平滑調節和分級投切的互補的功能；其中變壓器結構部分，可采用高短路阻抗結構形式構成，即通過加大變壓器的漏抗，將變壓器和電抗器合于一體構成，或采用普通變壓器再外接電抗器的形式構成，或者直接采用普通變壓器，沒有外接電抗；

其平滑調節的實現在于磁控電抗器Xmc部分的投入容量可通過調節磁控電抗器的直流勵磁部分DC，改變磁控電抗器Xmc的飽和程度，從而改變磁控電抗器Xmc的投入容量；分級投切的實現是通過第一、第二和第三復合開關的快速開斷或閉合來實現電抗器X1、X2、X3的投入，其控制策略是：

第一復合開關閉合時，投入系統感抗：X_t＝X_mc；

第二復合開關閉合時，第一復合開關斷開，投入系統感抗：X_t＝X_mc+X₁；

第三復合開關閉合時，第一復合開關和第二復合開關都斷開，投入系統感抗：X_t＝X_mc+X₁+X₂；

第一復合開關、第二復合開關、第三復合開關都斷開時候，投入系統感抗：X_t＝X_mc+X₁+X₂+X₃；

平滑調節和快速分級投切的互補，實現的關鍵在于：該柔性并聯電抗器裝置的結構使得磁控電抗器Xmc是串聯在每一級電抗器X1，X2，X3之上的，無論電抗器X1，X2，X3的哪一級投入系統，磁控電抗器Xmc都會在此基礎之上進行投入容量的平滑調節；各級電抗器在低壓側連接的結構，以及各級電抗串聯結構的結構，既可降低磁控電抗器Xmc和電抗器X1、X2、X3的容量要求，減少電抗器的投資成本，又可實現分壓，降低晶閘管組F1、F2、F3和斷路器K1、K2、K3的各級耐壓要求，從而減少晶閘管組和開關的損壞成本，從而降低設備總體成本，提高設備使用年限和可靠性。