[發明專利]一種換相序裝置及控制方法

在審

• 申請號: 202011440983.2
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112564140A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 李軼凡;黃少鋒;李慧;李靖雯;吳海鋒;黃怡凌;張健
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

本發明涉及一種換相序裝置及控制方法。換相序裝置包括：第一換相序單元、第二換相序單元、第三換相序單元、第一機械式斷路器、第二機械式斷路器、第三機械式斷路器以及控制單元；第一機械式斷路器與發電機的a相序以及電力系統的A相序連接；第二機械式斷路器與發電機的b相序以及電力系統的B相序連接；第三機械式斷路器與發電機的c相序以及電力系統的C相序連接；控制單元用于當電力系統同步時，控制三臺機械式斷路器閉合，同時控制三個換相序單元斷開，當所述電力系統失步時，控制三臺機械式斷路器斷開，并相應的控制三個換相序單元的導通。本發明大大降低了傳統換相序裝置的通態損耗，進而降低了傳統換相序裝置因發熱引起的安全性問題。

技術領域

本發明涉及電力系統穩定控制領域，特別是涉及一種換相序裝置及控制方法。

背景技術

穩定性問題是交流輸電系統的最大問題。隨著電網規模擴大，區域互聯不斷增多，系統中各種不確定性運行變量與復雜擾動因素相互干擾、相互影響，極易造成聯絡線功率大幅擺動，顯著增加了系統發生暫態失穩的概率，給系統安全穩定運行帶來了極大的風險。

換相序技術是一種新型的電力系統緊急控制技術，以單機對無窮大系統為例，當系統受到擾動后失步，功角擺開到90°～180°之間某一角度時，可以采用“換相序”操作將系統拉回同步。設換相序的功角閾值為δ_m，當電力系統的功角擺開到δ_m時，利用換相序裝置將聯絡線路的一次側相位斷開后迅速錯位連接，從而抑制系統失穩。

傳統的換相序裝置由A、B、C每相3臺，一共9臺固態斷路器組成，通過控制9臺斷路器的通斷實現換相序功能，由于固態斷路器的半導體組件始終串聯在電網中，會產生較大的損耗，并且會因發熱引起故障，導致換相序裝置誤動，給電力系統的安全運行帶來隱患。

發明內容

本發明的目的是提供一種換相序裝置及控制方法，大大降低了傳統換相序裝置的通態損耗，進而降低了傳統換相序裝置因發熱引起的安全性問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種換相序裝置，所述換相序裝置串聯在發電機和電力系統之間的回路中；所述的一種換相序裝置包括：第一換相序單元、第二換相序單元、第三換相序單元、第一機械式斷路器、第二機械式斷路器、第三機械式斷路器以及控制單元；

所述第一換相序單元的第一端分別與電力系統的每一相序連接，所述第一換相序單元的第二端與發電機的a相序連接；所述第一機械式斷路器分別與所述發電機的a相序以及所述電力系統的A相序連接；

所述第二換相序單元的第一端分別與電力系統的每一相序連接，所述第二換相序單元的第二端與發電機的b相序連接；所述第二機械式斷路器分別與所述發電機的b相序以及所述電力系統的B相序連接；

所述第三換相序單元的第一端分別與電力系統的每一相序連接，所述第三換相序單元的第二端與發電機的c相序連接；所述第三機械式斷路器分別與所述發電機的c相序以及所述電力系統的C相序連接；

所述控制單元分別與所述第一換相序單元、所述第二換相序單元、所述第三換相序單元、所述第一機械式斷路器、所述第二機械式斷路器、所述第三機械式斷路器以及所述電力系統連接；

所述控制單元用于當所述電力系統同步時，控制所述第一機械式斷路器、所述第二機械式斷路器以及所述第三機械式斷路器閉合，同時控制所述第一換相序單元、所述第二換相序單元以及所述第三換相序單元斷開；

所述控制單元還用于當所述電力系統失步時，控制所述第一機械式斷路器、所述第二機械式斷路器以及所述第三機械式斷路器斷開，并控制所述第一換相序單元、所述第二換相序單元以及所述第三換相序單元導通。

可選的，所述第一換相序單元、所述第二換相序單元以及第三換相序單元結構相同。

可選的，所述第一換相序單元包括三個固態斷路器；