10 kV配网线路串联电容器补偿装置的若干技术问题探讨

本文采用相量图和数学方法分析提高10 kV长线路末端电压的配网串联电容器补偿装置(以下简称:配网串补装置或串补装置)。提出配网串补装置最佳安装点的概念。研究串补装置的安装点、容抗值范围及线路功率因数与串联电容器极间电压的关系。对比内熔丝、外熔丝、无熔丝电容器的特点,得出内熔丝电容器较适用于配网串补装置的结论。提出线路功率因数较低的情况下,可能存在人为抬高串联电容器额定电压的情况,此时串联电容器内熔丝动作下限电压宜由用户与生产厂家协商确定,以确保配网串补装置安全运行。     

配电网串补电容器装置的调压特性研究

针对恒功率负荷,仿真分析在未加装电容器串补装置时,线路末端电压随线路长度、负荷功率和功率因数的变化情况;在加装电容器串补装置时,线路末端电压随串补电容器容抗值的变化情况;维持线路末端电压在一定水平,所需串补电容器的容抗值随线路长度、负荷功率和功率因数的变化情况。仿真计算结果表明,采用电容器串补装置,能有效提高线路末端电压。     

配网串补装置关键技术研究与应用

为了解决我国偏远地区配电网长期存在的无功功率不足和电压质量不合格的问题,研制了一种适用于10 kV配电网的串联电容器补偿装置。电容器组是该配网串补装置的核心设备,晶闸管开关与旁路接触器结合组成了配网串补的过电压保护设备,操作断路器和隔离开关可以实现配网串补系统的投入和退出。该配网串补装置配置有电压、电流互感器,用于测量进线线路电压、线路电流、电容器电压。装置通过无线通信模块与配网主站构成局域网,可以实时上送运行信息,方便主站监控。并对该装置的过电压保护方式、电容器阻抗保护等关键技术作了详细阐述。研制的配网串补装置已在江苏电网成功投运,试验和运行结果证明:本装置能很好地补偿线路低电压,优化功率因数,具有良好的经济效益和社会效益。     

改善配网电压质量的固定串补技术研究

为了改善国内配网电压质量,提出一个配网固定串补技术的新研究方向。简单分析固定串联电容器在辐射状配电线路中改善电压特性的基本原理,并介绍串补装置结构图。阐述配网固定串联电容器的“自适应”电压调节和实时响应的特点,及其改善沿线电压分布和减小电压跌落的作用,并由算例分析证明其有效性。介绍配网固定串联电容器位置与容量的确定方法。提出针对配网串补的过压保护方案,以及预防铁磁谐振和感应电机自激的措施。介绍串补装置的控制器功能。经电力市场调研反馈信息可得：配网串补装置具有良好的应用前景。     

相控电容器式可控串补特性分析

揭示了相控电抗器式可控串补与相控电容器式可控串补的对偶特征。用对偶原理阐述了相控电容器式可控串补的性能及相控特点。分析说明了串补电容器、GTO网的电流电压峰值与串补线路电流峰值、串补电容器的工频容抗值之间的关系，这对于理论上确认相控电容器式可控串补的优越性非常重要。阐述了相控电容器式可控串补具有阻尼次同步谐振和抑制低频功率振荡的能力；相控电抗器式可控串补装置的动态性能是一个其时间常数不大于工频0．25周期的一阶惯性环节。     

500 kV串补装置电容器组耐爆性能分析研究

500 kV输电线路固定串联补偿装置中,由于产品性能、选型和设计不当,串联补偿电容器组的爆炸事故在电力系统中时有发生,引起设备损坏、厂房烧毁、甚至线路大面积停电,损失巨大。电容器组安全工作对串补装置可靠性和电力系统的安全、可靠、经济运行影响重大。因此研究电容器组设计选型方案,提高串补装置安全性能是十分必要的。分析了电容器组的设计选型方案对串联补偿装置安全性能的影响,对不同的电容器选型和电容器组连接方式的爆破能量进行了计算,提出了电容器组设计的优化建议以提高串联补偿装置的安全性能。     

10kV配电线路晶闸管保护串联补偿及应用

本文阐述了应用串联补偿技术解决10kV配电线路低电压问题的基本工作原理。提出确定串补装置安装位置、串补电容器容抗、额定电压、额定电流等基本参数的计算方法。从原理上说明了采用晶闸管保护的串补装置不会对线路的过电流保护整定值产生任何影响。通过实际案例进一步验证了应用该技术解决低电压问题和降损节能的显著效果,并对工程应用中的经验教训进行了总结。     

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。     

大型串联电容器组在特高压固定串补中的应用

特高压交流试验示范工程首次应用了固定串联电容器补偿装置(FSC),电容器组作为其核心元件,具有容量大、单元数量多、电压等级高等特点,为保证特大型电容器组的运行安全和串补成套装置的高可用率,根据电容器组不平衡保护整定原则,通过EMTP软件仿真计算,分析得出双H型内熔丝电容器组不平衡电流定值设定的合理范围;结合串补装置中与电容器组运行相关的其他设备特点,分析了金属氧化物限压器、触发间隙、阻尼装置、旁路断路器的作用,介绍了与电容器组在运行中的相互配合关系,实现了合理限制电容器组过电压、保护其安全运行的目的。     

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。     

关于配电线路中的“串联电容补偿装置”问答

1.问:“什么叫“串联电容补偿装置”?答:串联电容补偿装置(以下简称为“串补站”)是利用集中安置的电容器组的容性阻抗去补偿线路上的感性阻抗(如图1),以达到减少电压降,提高末端电压水平,增加线路的输送容量、提高超高压电力系统的动、静稳定度等目的。这与其电压等级有关。这种串补站是串联在线路上的,而一般为改善功率因数用的电容器是连在“线”与“地”之间,后者已习惯上称之为并联补偿,因而把前者叫做“串联补偿”。这是五十年代前后兴起的一门专题。     

一起雷击引起串联补偿装置故障的分析

串联电容补偿装置作为高压输电系统中关键的无功调节设备,其运行的可靠性尤为重要.针对一起雷击接地故障引起的500 kV线路串联电容补偿装置C相电容器组起火的质量事件,导致串补不平衡电流高值保护动作,串补重投不成功.通过对串联补偿装置保护动作情况和电容器组电容量测量数据的分析,查明事件原因为雷击使电容器单元两端电压瞬间升高发生击穿故障和电容器组桥臂并联电容器单元太多发生外壳爆破.结合原因提出了故障处置方案和相应的预防措施.     

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.     

提高电网输送能力的串补装置

串补装置是一种利用现代电力电子手段对交流输电线路进行串联补偿的装置,可以提高线路功率极限和电力系统稳定性。使用这样一套设备可以减少远距离输电线路的架设。串联补偿是将电容器组串联于交流输电线路中,用于补偿交流输电线路的电器。按照补偿阻抗的固定不变和可以调节,串补装置可分为固定串补(FSC)和可控串补(TCSC)。可控串补是通过电力电子的手段实现对串     

一起串联补偿电容器故障原因分析及防范措施

针对500 kV某乙线线路串联补偿装置中的CAM 5.133-592-1W电容器出现故障,导致串补不平衡电流保护动作,串补重投不成功,通过对电容器设备解体分析其故障原因,指出电容器漏液致使第1串联段的12个元件出现击穿现象是主因,结合日常巡视和定期维护提出了相应预防措施,为同类设备的安全可靠运行提供出指导性的建议。     

串补输电线路的精确故障定位算法

在具有串联电容器的输电系统中，由于具有非线性伏安特性的MOV（用于串补的过电压保护）的存在，使得常规的故障定位方法不能适用。文章提出了一种适用于串补输电线的故障定位方法不能适用。文章提出了一种适用于串补输电线路的故障定位算法，计及了故障时串补及其保护装置的状态。算法利用两端不必同步的电压电流数据，分为两个子算法，分别假定故障位于串联电容器之前和串联电容器之后，最后通过比较不同序中的解，求出故障点的位置。仿真计算表明该算法对于不同的接地电阻和不同的故障类型有很高的精度。     

用于交流输电系统的串联电容器

应用串联电容器进行无功补偿是增加长距离输电容量有很有效方法，也是增加系统稳定性最有效的一种构想，串联电容器也可用于改善并联线路之间的负荷分配，从而降低输电线损，此外，串联电容器还可改善电压控制和无功平衡。考虑到串联电容器装置的元件成本和系统要求，在系统故障的情况下，必须旁路串联电容器，近几年已研制设计出简易的过电保护方案，使得在故障清除后串关电容器能快速，安全重新投入运行。在应用串联补偿装置的情况     

用金属氧化物改进串联补偿电容器组的保护装置

对于设计高压串联补偿电容器组的保护装置中金属氧化物非线性电阻的应用,可使保护水平得到明显的改善。用这种保护方案,在线路故障期间不会完全失去串联电容补偿装置。可以预料,金属氧化物技术用作保护输电线路串联电容器免受过电压的保护装置,对今后设计串补装置的保护系统将起有利的作用。1951年美国首先应用串联电容器。从那时以来,装置的高压和超高压串补装置容量已经增加到1600多万千乏,安装在大约86个串补站内。     

串补解决10kV配电线路高压与低压问题的研究

分析了目前配网线路存在的高电压和低电压问题的原因和现状,提出将串联电容器补偿技术应用于此线路可解决电压不合格问题。通过对串补原理的分析,并进行仿真与计算,证明了串补可有效解决该类问题。文章对目前小水电线路电压问题的解决措施进行了比较,显示出了串补技术的优势。