关于10 kV线路串补装置的若干技术问题探讨

以串联电容器补偿方式治理10kV长线路末端低电压有着良好前景,但相关技术问题需深入探析。首先依托相量图和数学方法对串补装置安装点和容抗值范围进行分析,明确相关原则;其次从线路功率因数与串联电容器极间电压的关系入手,结合各类电容器的特点,确定配网串补装置的适宜结构和电容器选型;最后对关系串补装置运行安全性的内熔丝动作下限电压进行探讨,明晰在线路功率因数低下时该值的确立途径。     

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。     

10kV配电网典型负荷结构串联电容补偿临界补偿长度研究

配电网是电力系统直接连接用户的关键供电环节,保证配电网沿线电压质量直接影响到用电设备的安全性、经济性。采用串联电容补偿装置来补偿线路的电抗,可以有效提高交流输电线输电能力、提高系统的稳定性和电压质量。线路供电半径较大、末端负荷较重时,线路沿线电压降严重,此时单一的补偿方式很难满足要求,需要其他补偿方式共同补偿。本文针对10 kV配电网5种典型的负荷结构,采用数值仿真的方法研究了不同复合结构、不同补偿度的串补效果,旨在分析探究单一串补方式下能使沿线负荷电压均满足幅值质量要求的临界补偿长度,同时也研究了负荷容量及功率因数等参数对补偿效果的影响。     

特高压混合无功补偿线路接地故障开断特性

由分级可控高抗与串补装置组成的混合无功补偿应用于特高压电网时,输电线路发生接地故障,断路器两端的暂态恢复电压(TRV)会受混合无功补偿相关因素的影响而表现出不同的特征。在建立特高压接地故障电网简化模型的基础上,应用理论分析的方法推导在串补电容器组未被短接工况下,断路器开断时其两端瞬态恢复电压上升率(RRRV)及TRV峰值的计算表达式。针对不同时间短接串补电容器组,仿真分析了TRV的波形特征和混合无功补偿度对断路器开断特性的影响。结果表明,串补电容器组未被短接时,架空线路长度固定,RRRV和TRV峰值随着故障距离增加而降低,架空线路长度超过1 100km时,发生接地故障时系统会发生谐振,未达到谐振长度时RRRV和TRV峰值随架空线路长度增加而升高。串补电容器组被短接时的电源工频电压幅值越大,断路器越难以开断,串补和分级可控高抗的补偿度增大利于断路器开断。     

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。     

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。     

串联电容器补偿装置对输电线路继电保护影响的计算分析

针对特高压输电线路中加装的串联电容器补偿装置,首先分析了其结构特点,阐述了其提高输送功率和提高电力系统稳定性的原理;其次,分析了输电线路加装串补装置后系统阻抗参数的突变情况及其对依赖阻抗参数的距离和零序保护的影响;最后,针对以上的对保护装置的动作性能的影响,提出了不同的解决方案,解决了串补装置的影响。     

可控串联补偿调压特性的分析和研究

针对长距离、重负荷线路末端电压偏低的问题,提出了串联电容补偿调压技术。可控串联补偿调压技术(TCSC)由于其可连续调节串补容抗,实现对负荷侧电压的连续调节特征,正逐步取代固定串联补偿技术,成为主要的串补调压技术。本文分析了可控串联补偿调压的原理和相关参量的计算,重点对TCSC调压系统的调压性能进行分析,研究负荷负载率、负荷功率因数和晶闸管触发角对TCSC系统调压性能的影响,为TCSC调压技术的应用提供理论依据。     

基于Prony算法的串补空载线路选相关合最佳合闸时刻研究

为提高系统的稳定运行水平,会在大容量、远距离的电力系统中加装串补装置,但加装串补装置会破坏线路均匀性,使线路上出现严重操作过电压,严重危害电力设备的绝缘。文中根据空载线路过电压产生的基本原理,采用选相关合技术抑制串补输电线路过电压。首先研究了过电压幅值与合闸相位的关系,给出了串补输电线路选相关合策略;其次提出利用Prony算法预测电压过零点,确定最佳合闸时刻;在PSCAD和MATLAB软件中搭建串补输电线路重合闸模型,对暂态过程进行了仿真,仿真结果验证了Prony算法的准确性和可行性,同时表明了选相关合串补输电线路能大大减小合闸过电压;最后分析了断路器合闸过程中绝缘衰减率RDDS和合闸时间分散性对合闸时刻的影响,得出不同关合特性下的最佳合闸时刻。     

串补电容用于改善福建部分双回线路功率不平衡状况的研究

针对福建电网部分220kV双回线路参数相差较大引起功率不平衡的问题,推导出了串补电容安装位置和串补电容容抗值定量关系的计算公式。大量仿真计算验证了在潮流偏小的一回线路上串补合适的电容,可有效地解决双回线路功率不平衡的问题。     

在110千伏电容器串联补偿装置(简化结线)中的几项技术改进

1975年7月我局在尧山变电站建成并投运了简化结线的110千伏电容器串联补偿装置(简称串补站),采用了补氮球间隙、氧化膜电阻作均压和限流电阻、间隙并联负荷开关等技术改进,效果良好,现介绍如下。尧山串补站主结线如图1所示。电容器组为 CY-0.6-20-1型电容器9并24串,容量12960千乏,等值容抗48欧姆,通流量300安,通过负荷能力57000千伏安,110千伏母线电压可提高10～13%;电容器组额定电压14.4千伏,保护间隙整组动作电压36千伏。     

基于串补线路出串运行的保护配合方法

为解决短路电流越限问题，四川电网常采用线路出串运行方式，带串补线路出串运行时，延伸侧线路发生故障会对串补系统造成冲击损害，同时串补电容器组的存在可能导致线路跳闸时线路潜供电流和暂态恢复电压超过原有水平，导致线路跳闸后断口发生重击穿、重合闸失败、故障切除推迟甚至导致断路器的损坏。文中提出一种带串补线路出串运行的保护配合方法，在带串补线路侧加装远跳装置接收延伸线路跳闸命令，实现延伸线路联跳串补功能，解决延伸线路跳闸后串补电容导致潜供电流和暂态恢复电压增大的问题，同时避免了电容器组遭受冲击损害。现场试验表明，在延伸侧单相瞬时故障时，可正确快速旁路串补，并在线路重合后重投串补；在延伸侧相间故障时，三相旁路串补，满足工程应用。研究成果可解决串补线路出串运行的保护适应性问题。     

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。     

中压配电网串联TCSC调压的应用研究

利用TCSC可以平滑地调节阻抗,实现对不同线路参数或不同负荷的线路进行电压调节,稳定负荷侧电压。对线路电压调节时考虑线路横向压降的影响,从而得到串联补偿容抗计算公式;由于晶闸管的导通压降会影响TCSC的等效基波容抗,因而采用串接受控电压源来消除影响;最后通过TCSC对辐射线路电压调节的仿真分析,说明仿真时通过串接受控电压源可以消除晶闸管导通压降对调压的影响,而在实际应用中只需对查表进行修正,则同样可实现对电压进行精确调节。     

GZB型功率因数自动补偿器

1.用途功率因数自动补偿器能根据负荷情况,自动地进行无功补偿,使线路的功率因数稳定在要求值,从而提高供电质量,充分发挥供电设备能力,降低电能损耗,为企业节约资金。此装置具有过电压保护和低电流闭锁的功能。当电网电压过高时,电容器全部自动切除,不但保护了电容器,而且降低了约十几伏的电压;当夜间负荷明显降低时,低电流闭锁功能起作     

农网10 kV长线路并联电容器进行无功补偿的应用

针对农网线路供电半径较长、负荷分散、线路损耗较大的特点,探讨安装并联电容器进行无功补偿对提高农网长线路的电压及功率因数质量的作用.通过对典型的农网长线路进行现状分析,确定无功补偿的方式及补偿容量,对线路进行无功补偿.对比补偿前后线路功率因数及末端电压的变化,结果显示在农网线路并联电容器进行适当的无功补偿,能有效提升线路末端的电压质量及功率因数,对改善10 kV农网线路供电质量具有重要意义.     

500kV平果TCR可控串补装置应用分析

平果可控串补工程是我国第一个在500kV线路上加装晶闸管控制电抗器（TCR）串联补偿装置的工程。文章从理论和工程实际两方面分析了平果TCR可控串补装置的控制原理、特性及功能（如提高输电线路的输电能力、提高天广交流系统的稳定性、改善输电线路末端电压质量）。该工程提高了南方电网的科技含量,对促进全国电网技术的发展起到了示范作用,同时为今后并联电网加装可控串补装置积累了经验。     

串联补偿对提高线路输电能力的影响分析

金一额线处于蒙西电网末端,线路长,距离电源点远,输电能力受限。针对金一额线不能满足额济纳地区负荷增长需求的问题,提出在金一额线加装串补装置以提高输电能力．对3种方式下额济纳负荷接带能力的影响进行BPA和RTDS仿真计算分析,结果表明：在金一额线加装串补对提高输电能力的效果不明显,并提出提高金一额线输电能力的相关建议。     

适用于串联电容补偿线路的距离保护新原理

以串补电容安装于线路末端的运行方式为例,定义保护与串补电容之间的线路末端的计算电压为补偿电压,分别分析了在串补电容前和串补电容后故障时补偿电压的不同特征.在串补电容前故障时,补偿电压和保护安装处的电压反向,在串补电容后故障时,补偿电压和保护安装处的电压相位接近.据此提出了串联电容补偿线路故障点位置识别的方法,配合传统的距离保护形成新的适用于串联电容补偿线路的距离保护新原理.串补电容前故障距离保护动作情况完全由阻抗继电器决定,无需考虑串补电容影响.新原理能可靠防止距离保护的超越问题,且灵敏度基本不受串补电容的影响.EMTP仿真验证了新原理的有效性和可靠性.     

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。