串聯(lián)補償裝置電氣設計與實現(xiàn)

佟圓圓　閻珉

摘要：串聯(lián)補償裝置在眾多電氣設計領域中都有著非常廣泛應用，本文就是對串聯(lián)補償裝置電氣設計與實現(xiàn)進行深入分析，希望對相關人員有所啟示。

關鍵詞：串聯(lián)；補償裝置；電氣設計；實現(xiàn)

1.2可控串聯(lián)補償裝置的作用分析

我國南方建設的電網(wǎng)是非常復雜的，采用了交流電、直流電混合電力系統(tǒng)，會遠距離的將大量電力能源運輸至負荷中心，傳輸端會設置多個電源以及交流電、直流電傳輸通道，系統(tǒng)運行方式存在著較大的差異性，系統(tǒng)運行中會存在地區(qū)振蕩模式或者是區(qū)間低頻振蕩模式。西電東送通道建設是為了滿足我國東部區(qū)域為電力能源的需求，這一通道同時也是低頻振蕩的主要振蕩途徑。本文研究研究中以天生橋一平果雙匯交流線路作為主要的研究對象，在該線路進線側(cè)進行了可控串聯(lián)補償裝置安裝，從而對區(qū)間振蕩情況進行有效控制，避免區(qū)間振蕩對系統(tǒng)運行安全性、穩(wěn)定性造成不良影響。

2.串聯(lián)補償裝置的電氣設計分析

本文研究的平果串聯(lián)補償裝置的總?cè)萘看_定為800MVA，在天生橋一平果雙回交流線路的每一條回路上都進行了串聯(lián)補償裝置的安裝，每套裝置的容量確定為400MVA，固定容量為350MVA，可控容量為50MVA。從總體層面進行分析，串聯(lián)補償達到了百分之四十，其中固定串聯(lián)補償為百分之三十五，可控串聯(lián)補償為百分之五。需要注重的是固定和可控部分都被技術人員裝置于同一平臺上，固定和可控部分在該平臺上應用母線進行串聯(lián)。固定和可控部分處于同時運行狀態(tài)中，但是需要滿足二者獨立運行的需求，所以無論是在固定部門還是在可控部分旁路都需要進行斷路器設備的安裝。為了保證串聯(lián)補償裝置發(fā)生不良故障問題中，可以將串聯(lián)補償裝置從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中退出，對裝置進行故障排查和檢修，避免對線路電力能源供應的連續(xù)性造成不良干擾，在串聯(lián)補償裝置兩端的接入線路位置需要進行隔離開關的安裝，并且在其旁路也需要進行隔離開關的設置。

平果可控串補站電氣主接線見圖1。圖中C1～C2為串聯(lián)電容器；v為晶閘管閥；D3為電抗器；D1～D2為限流和阻尼元件；MOVl～MOV2為金屬氧化物避雷器；S為火花放電間隙；CBl～CB2為旁路斷路器；G1～G2～G3為隔離開關。

3.串聯(lián)補償裝置的實現(xiàn)

3.1串聯(lián)電容器

本文研究中選用的電容器型號確定為EX-7Li。該電容器的主要技術參數(shù)為以下內(nèi)容：電容器設備每相的額定電阻阻值為29.2，設備的額定電流值為2000A，其額定電壓為58.4kV。電容器設備自身重量達到了82千克，電容器制作選用的是雙管套結(jié)構(gòu)，四個電容器元件進行串聯(lián)，十五個電容器元件進行并聯(lián)最終構(gòu)成一個電容器單元。可控部分電容器參數(shù)要求較高，可控部分每項額定電阻阻值確定為4.15，其額定電流要比電容器額定電流高出200A，額定電壓為9.13kV，重量達到了88千克。同樣選用的是雙套管結(jié)構(gòu)，三個電容器元件進行串聯(lián)，二十個電容器元件進行并聯(lián)最終完成一個電容器單元的組建。電容器組在運行過程中，其中一個電容器設備出現(xiàn)了不良故障問題，對整個電容器組的運行不會造成嚴重干擾，電容器組建設中應用熔斷器設備進行保護。電容器單元運行電壓與最大保護動作電壓相等時，存在故障問題的電容器單元會從回路中進行剔除，避免電容箱的絕緣受到不良影響而被擊穿。

3.2晶閘管閥和電抗器

電抗器的技術參數(shù)，電抗值為2.1mH，75C下的損耗為17.5kW，重量為2170kg。晶閘管閥與電抗器串聯(lián)一控制電流相角。受到有效控制的電流流入到主電容器電路中，這種情況會使得輸電系統(tǒng)的容抗程度得到提升。如果輸電線路實際運行中出現(xiàn)了不良故障問題，技術人員可以應用光觸發(fā)技術連續(xù)性的觸發(fā)晶閘管閥。

3.3限流和阻尼元件

限流和阻尼元件可以對電容器設備放電電流進行有效控制，從而保證電容器設備以及斷路器設備可以長期處于健康穩(wěn)定運行狀態(tài)中，將其具有的重要作用良好發(fā)揮出來。限流和阻尼元件設計要求為以下內(nèi)容：D限制電容器的最大峰值放電電流使其小于100倍電容器額定電流；旁路斷路器的關合沖擊電流小于其允許值；保護間隙的沖擊電流小于其允許值（一般取100kA）；能快速阻尼電容器的放電電流，采用阻尼電阻時，放電電流波峰值宜小于此前同極性峰值的一半；間隙或斷路器動作后，MOV能耗很快停止上升；阻尼元件的長期運行電流與電容器額定電流相當；在電容器旁路和隨后的持續(xù)運行中，阻尼元件應有足夠的熱容量～確保阻尼元件的自身安全。

4.結(jié)束語

為在電力網(wǎng)中更好地推廣應用串補技術加快其國產(chǎn)化的進程應開展藝下串補技術的研究：串補站主要電氣設備的設計；各設備的絕緣配合；串補裝置系統(tǒng)性能；線路斷路器暫態(tài)恢復電壓。相關科研人員還需要不斷加強研究力度，使得我國串聯(lián)補償技術可以發(fā)展到一個新的高度，從而為了良好的為電力領域發(fā)展而服務。