串联电容器的研究

在输电线路中串入串联电容器,可以补偿线路阻抗,减少电压损失,提高电力系统的稳定性,并能优化并联回路之间的电力分配.本文主要叙述了串联电容器的作用,串联电容器与并联电容器作用的对比.串联电容器的选择、串联电容器内部故障保护形式以及串联电容器介质的选择等.     

并联电容器补偿与谐波抑制

变电站装设并联电容器是改善电压质量和降低电能损耗的有效措施。但并联电容器会对谐波放大,放大的谐波可能对电气设备造成损害,而并联电容器中串联电抗器是抑制谐波放大的相应措施。本文分析了并联电容器的电抗率选择不当可能引起的后果。其主要体现在电容器可能与系统发生并联谐振(从负载侧看)或串联谐振(从电源看),从而引起电容器的过电压和过电流。结合某一算例,在分析串联谐振和并联谐振对谐波电流的放大后,通过调整电容器回路的参数和并联电容器的投切,达到抑制谐波的作用,从而在能不失滤波的同时保证电容器安全运行。同时提出并联电容器设定电抗率参数时优化选择的建议。     

串联电抗器抑制谐波的作用及电抗率的选择

串联电抗器是高压并联电容器装置的重要组成部分，其主要作用是抑制谐波和限制涌流，因此，在并联电容器的回路中串联电抗器是非常必要的。电抗率是串联电抗器的重要参数，电抗率的大小直接影响着它的作用。文章着重就串联电抗器抑制谐波的作用展开分析，并提出电抗率的选择方法。     

串联电容器极间介质设计场强选择

分析了串联电容器在各种工况下可能出现的过电压水平,并以此确定了串联电容器补偿装置过电压保护器的保护水平Upl.以高压全膜并联电容器的极间介质设计场强为基准,得到了串联电容器在线路不同事故负荷电流和保护水平Upl时的宜用介质工作场强.建议带有串联电容补偿装置的线路按(N-1)方式运行时,其事故负荷电流不要超过1.4Upl,以免串联电容器极间介质工作场强过低,导致串补装置设计成本过高.     

续“电力系统的谐波问题”的探讨——如何选择电容器和电抗器的额定值

前文[1]讨论了电力系统的谐波问题时,采用了并联电容器组串联电抗器的措施。至于这些并联电容器和串联电抗器的额定值如何选择。在这里,试作一些探讨。     

变电站设计中并联电容器及其电抗器的选择

本文介绍了并联电容器总容量、接线方式的选择，并联电容器安装位置分组安装原则，从限制合闸通流、谐波放大以及抬高端电压方面介绍了选择多大的电抗率串联电抗器，有利于并联电容器的运行。     

串联电容器极间介质设计场强选择

分析了串联电容器在各种工况下可能出现的过电压水平,并以此确定了串联电容补偿装置过电压保护器的保护水平电压Upl。以高压全膜并联电容器的极间介质设计场强为基准,得到了串联电容器在线路不同事故负荷电流和保护水平Upl时的宜用介质工作场强。建议带有串联电容补偿装置的线路按(N-1)方式运行时,其事故负荷电流不要超过1.4pu,以免串联电容器极间介质工作场强过低,导致串补装置设计成本过高。     

串联电容器极间介质设计场强选择

分析了串联电容器在各种工况下可能出现的过电压水平,并以此确定了串联电容补偿装置过电压保护器的保护水平电压Upl。以高压全膜并联电容器的极间介质设计场强为基准,得到了串联电容器在线路不同事故负荷电流和保护水平Upl时的宜用介质工作场强。建议带有串联电容补偿装置的线路按(N-1)方式运行时,其事故负荷电流不要超过1.4pu,以免串联电容器极间介质工作场强过低,导致串补装置设计成本过高。     

10kV配电线路串、并联混合电容器补偿技术研究

由于串联补偿电容器串联在线路中,存在和负载中的电机产生谐振的问题,为了解决这个问题,设计的串补度往往不能过高,否则影响补偿效果。本文提出了一种适合10 kV配电线路的串、并联混合电容器补偿技术。详细研究了其基本工作原理、推导出了补偿电压和补偿无功功率的公式、分析了串联和并练补偿电容器的相对位置对补偿效果的影响;提出了并联和串联补偿容量的确定策略;通过对一回实际10 kV线路的补偿设计和计算机仿真计算,进一步阐述了容量设计策略,并验证了理论分析的正确性。最后介绍了应用该技术的一个实际工程案例。     

串联电容器内部熔丝的一些理论分析

本文从串联电容器的国标出发，从能量的角度对串联电容器的内部熔丝作了研究，得到了串联电容器内部熔丝选择的能量条件及最小并联数的计算方法。     

Wavelet fuzzy combined approach for fault classification of a series-compensated transmission line

Series capacitor protected by metal-oxide varistor and air-gap arrangement imposes problems to line protection and other online decisions. Discrete wavelet transform integrated with a fuzzy logic system is designed for fault classification of a transmission line possessing a series capacitor at the midpoint. The approach uses information obtained from the wavelet decomposition of current signals for faulty phase selection and section identification. Two different FLSs are designed for the two classification objectives in this paper.     

Economical design of series capacitor compensation for long power transmission systems

Series capacitor compensation has been found to considerably increase the power carrying capacity of AC long power transmission systems. This paper presents a mathematical model and an analytical procedure for finding the economical degree of series capacitor compensation. Two analytical approaches are described: the first is based on minimizing the energy transmission cost of 1 kWh to be transmitted over the compensated line, and the second is based on maximizing an objective function defined by the difference between the equivalent cost of the increase in the operating level of the power transmitted over the line and other costs associated with the line including the costs of series capacitors and extra power losses due to the higher current carried over the compensated line. Results of the application of the proposed procedure to a sample 500 kV transmission line are provided. The effects of different electrical parameters on the optimal (economical) compensation conditions are also considered.     

串联补偿的远距离输电线路潜供电弧参数特性

对于综合配置串、并联补偿的输电线路,在某些配置方案情况下,潜供电弧参数中将存在由故障相串联电容通过短路点与并联电抗器放电形成的低频分量,不利于单相重合闸的成功。基于EMTDC仿真计算和拉普拉斯变换数学分析相结合的方法,针对这一问题在远距离输电线路中表现出的特点,分别对远距离输电线路中设置和不设开关站的情况进行了研究分析。研究结果表明:在线路中不设开关站时,输电距离的增加使低频分量的振荡频率和衰减系数同时增大,导致其衰减较快。在线路中设置开关站时,即使对故障线路段故障相串补电容采取了旁路措施,某些情况下仍会有非故障线路段故障相的串补电容通过开关站内的电气联系经接地点的潜供电弧放电,产生的低频分量较严重时将影响单相重合闸的成功。在此基础上,探讨了低频分量限制措施的采用和优化潜供电弧参数的串、并联补偿配置方案等相关问题。     

基于异构边界的串补输电线路单端量全线速动保护原理

针对串补给线路距离保护带来的超越误动问题,提出了一种基于异构边界的串补输电线路单端量全线速动保护原理。该原理将安装于线路一侧的串补装置作为线路保护范围的异构边界,利用单端测量信息构建R-L微分方程求解故障距离,并采用最小二乘算法对故障距离进行拟合估计,根据测距结果的拟合误差可以判断故障点与串补电容之间的相对位置关系,从而实现串补线路的全线速动保护。所提方法应用等传变理论克服了电容式电压互感器暂态传变误差以及线路分布电容对故障测距精度的干扰,仿真表明能够在40 ms内快速切除串补线路的内部故障。     

一种基于微分方程法的串补线路精确故障测距算法

串联补偿电容的接入使得从线路两端测得的稳态时的电压电流关系不再一一对应,用代数法无法区分故障发生在串补电容的哪一侧,这给以前常用的代数方程定位算法增加了新的困难。文中利用在线路两侧同步采集(用全球定位系统(GPS)进行同步)的电压、电流信号,采用微分方程数学模型并结合串补线路的特点推导了一种新的故障定位算法。该算法分别假定故障点在串补电容的两侧,通过计算得到2个故障定位解,其中一个为真根,另一个为伪根。针对定位过程中出现的真伪根,由暂态过程中电容两侧发生故障时的电压波形不同这一事实,根据线路两侧获取的数据分别计算出的故障点电压应相等这一原理,提出了一种简单、可靠地找出真根去除伪根的方法,可正确判定事故地点。仿真研究表明,该算法具有较高的精度和较强的适应性,能可靠区分真伪根,精确确定事故地点。     

A novel fast distance relay for series compensated transmission lines

This paper presents a fast distance relay for series compensated transmission lines based on the R–L differential-equation algorithm using the theory of equal transfer process of transmission lines. The measuring distances based on the proposed algorithm can fast approach the actual value of fault distance when a fault occurs in front of the series capacitor. When a fault occurs behind of the series capacitor, the fault loop, including the series capacitor, does not match the R–L transmission line model, so the measuring distances fluctuate severely. Based on this, the relative position of the fault with respect to the series capacitor can be judged effectively according to the fluctuation range of the measuring distances, and the accurate fault location can be obtained fast. A variety of PSCAD/EMTDC simulation tests show that the new relay has fast operating speed and high accuracy when applied to the long series compensated transmission lines.     

Series compensated line protection enhancement by modified pilot relaying schemes

In this paper, a comprehensive analysis of the impact of series capacitor on the performance of communication-aided distance protection schemes of transmission lines is presented. It is shown that not only the series capacitor and its overvoltage protection affect the distance protection of its line, but also the adjacent lines would experience protection problems. Mitigation of this problem is proposed by using new communication-aided schemes. The proposed schemes use the information available at the substation to inhibit relay malfunctions. The performance of the techniques is studied for different series capacitor locations in the transmission line. Real Time Digital Simulator (RTDS) and four sophisticated commercial relays are used for testing. The results verify the impact of series capacitor on the conventional communication-aided schemes and also the effectiveness of the proposed methods     

用EMTP程序计算500kV串补输电线路的操作过电压

本文用EMTP程序计算了500kV串补输电线路的操作过电压,分析计算了故障地点不同、串补度不同、加装500kV氧化锌避雷器和有、无合闸电阻的情况下串补电容对操作过电压的影响,还校验了避雷器的通流容量;构成了氧化锌非线性电阻的伏安特性曲线,本文提出了限制输电线路操作过电压的措施.