￡０１１７ＣＡＲＢＯＮ ０ＲＬＤ ２０１６／４ 低碳技术 串联补偿装置电气设计与实现 倪啸云（湖南省轻工纺织设计院，湖南长沙４１００００） 【摘 要】本文首先阐述了串补装置的基本工作原理，再分析了串补装置的电气设计内容，然后论述了串补装置的实现，供相关人士参考。 【关键词】串联补偿装置：电气：设计 【中图分类号】ＴＭ７６１ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】２０９５—２０６６（２０１６）１１－００６５—０２ １引言 对于分布式串联补偿，该总电抗可表示为：Ｘ．＝ＸＬｏ－－ 补偿技术已经成为电力系统设计者和电力供应的决策者 在全球发展的一致追求。目前，大多数在低压电网的负载是感 在该式中，ＸＩＤ是串联补偿总电抗的值。…ｋ’的线电抗比率 性负载，所以并联电容器可提供在电网感抗消耗的一些无功 可以被作为容抗值，该比率通常被称作“串联补偿度”．其定义 功率。但在电源系统中。有许多无功功率变化频繁的电器．这 就要求补偿装置可以动态地根据负载变化来补偿。可是并联 为：ｋ＝啬。 电容只能固定无功补偿。容易导致过度补偿或者补偿不足．不 在该式中，Ｂ。是一个复杂的矩阵元素传递，式中的复数矩 能保证的需要电力系统的需求。而且有可能是与电力系统产 阵元素是串联电容器的总容抗。 生并联谐振。导致谐波增加。因此，国内外普遍采用在无功功 电力工业中使用的是另一种补偿度的方式．这个定义基 率变化的基础之上．对补偿电容器进行分组自投切的无功功 于线路长度ｌ与‘ 短线路”单位长度电抗的乘积。这个乘积称 率补偿装置 为“标称”线路电抗 ２串补装置的基本原理 对补偿度的增加将减少特性阻抗与线路相位角．将自然 改变线路串联阻抗可以控制自然功率．串联补偿可以改 功率提高。对于容性串联与并联补偿，会随着补偿水平的增 变线路的感抗．这种情况下无损线特性阻抗的比值为： 加，特性阻抗会减少，自然功率会提高，但是线路相位角却不 相同，增加容性并联补偿可以将线路的相位角增加，但增加串 苦＝藤＝ 联补偿会使线路相位角减少。 其实串联补偿也有极限，首先。可以从理论上说明．其次。 对线路相位角的影响为： 从使输电投资最经济方面说明。 ０ ｂ０ Ｖ＝１ｙ／ ｘ ＝ｏ Ｌ ￣ｘＶＦ， Ｘ。Ｌｏ ３串联装置的实现 自然功率的比值可表示为 ３．１串联电容器 某５００ｋＶ变电站采用了可控串补技术。其主要组成部分 每＝ ＝、／ ＝Ｘｍ一 是ＦＡＣ＇ＩＳ技术。在该串补站投入运行之后．其送电能力提高 了２４２ＭＷ 该变电站使用的电容器型号为ＥＸ一７Ｌｉ．主要技术 改造和调整。因为若是在相邻两线路某处装上的联络断路器， 化方案，以此来不断提升供电的可靠性。 一旦线路出现故障需要检修。就可确保其它线路的供电正常。 ５结语 ４．３完善技术措施，采用先进设备 综上所述，供电可靠性，作为电力可靠性管理工作中的一 （１）逐步强化技术措施。全面推广新产品。如在电网改造 个重要内容。直接影响到人们的日常生活与工作．必须引起足 工作中．大力应用绝缘导线与高压电缆，最大限度降低供电故 够的重视。就供电方而言，必须逐步改善其管理措施。引进新 障．提高供电可靠性：将针式绝缘子换成棒式绝缘子，因为针 技术，合理规划，逐步优化配网结果。提高配网自动化管理水 式绝缘子，整体耐压能力较差，特别是在雷雨季节，容易被击 平，以从整体上提升配网系统供电的可靠性．为人们的生活与 穿，引发单相接地，不易找寻故障点，拖延停电时间，若是应用 工作提供更为稳定的电能资源。 棒式绝缘子．就可很好的避免这些问题；将油断路器换成真空 断路器．将阀式避雷器替换成金属氧化物避雷器．以提升线路 参考文献 避雷与抗过压能力：使用全密封变压器，从而在减少成本的同 ［１】吕华．浅议供电企业如何提高配网供电的可靠性［Ｊ］．中国高新技术 时．减少变压器事故。 企业，２０１４（０９）：１４６－１４７． 兮 正 （２）引进先进设备，推进配网自动化。在日常工作中，供电 ［２１＆京桥．配电系统自动化实施过程中的几点建议［Ｊ】．广东科技，２０１３ ０ 站需充分发挥出数据通信技术、现代计算机技术与自动控制 （１２）：２３４～２３５． ； Ｚ 等技术，把配网运行情况、供电设备与电网结构、用户等信息 ［３】王德真．浅谈配网自动化规划建设存在的问题分析［Ｊ］．规划设计， ０ ∞ 全部集成在一起，进而实现对配电网供电运行情况的信息化 ２０１５（４４）：１１７． 《 Ｕ 与自动化管理．以此来确保配电系统的安全可靠运行。同时， ； ０ 通过科学选择同本地情况相符合的综合自动化系统方案．从 收稿日期：２０１６—３—８ 一 作者简介：苏彪（１９７８一），男，工程师，硕士研究生，主要从事 躲 而在实现动态监控的基础上，实时采集电网的运行状态、负荷 割 等情况。全面实现配电的网络管理，并具体结合情况，制定优 电力可靠性管理工作。 替 鹾 ６５ 低碳技术 ＬＯＷ ＣＡＲＢｏＮＷｏＲＬＤ ２０１６／４ 参数为：固定部分的过电压，每相的额定阻抗为２９．２０，额定 电流为２０００Ａ．额定电压为５８．４ｋＶ．三相额定无功功率为 隔动作２５次无需维修。为了能够达到不同保护整定值以及故 障下的运行要求．需要在每个间隙上安装两套独立的触发回路。 Ａ３５０．４ＭＶＡ。电容器单元容量６６４ｋＶＡ，额定电压７＿３ｋＶ，ＢＩＬ ３．４旁路断路器 值为９５ｋＶ．其质量在８２ｋｇ左右。该变电站采用的双套管结构 旁路断路器需要在电容器组出现短路、过电压保护装置 形式，由４个电容器元件串联。同时由１５个电容器元件并联 动作和电容器组正常运行以及出现故障的重合闸等情况下进 共同组成１个独立的电容器单元 电容器故障不会对电容器 行可靠动作．在熄弧之后不会复燃。断口耐压是串补装置最高 故障造成影响．在其内部采用熔断器保护，电容器单元的电压 的保护水平。 和最大保护动作电压相同时．故障的电容器单元就能够从回 路中切除．但是电容器箱的绝缘不会损坏。使用不平衡电流 ＣＴ对电容器单元的内部进行检查．判断其是否存在电容器故 ３．５隔离开关 隔离开关是双柱水平开启式．其额定电压和额定电流分 别为５５０ｋＶ、３１５０Ａ，动稳定水平为１２５ｋＡ。平台隔离开关动触 障，可控部分电流为１．３５Ａ时报警，１．５０Ａ时保护动作，内部熔 头侧带单接地开关。旁路隔离开关的三相联动也会带动双接 断器熔断。 地开关．带双接地开关的主要功能是检修时接地，不需要挂接 对于串联电容器位置的设定也是串联补偿装置电气设计 地线。为了防止出现操作故障，接地开关关合需要有安全连 中主要考虑的问题之一。从串联容性电抗的最有效的角度可 锁 旁路隔离开关一般可以切断５００Ｖ端电压所产生的转移电 以看到．输电线路的中央是单个电容器组的最佳位置。很早以 流。主、地刀均使用的电动操作机构。线路侧接地开关带自动 前，在开发串联补偿系统的时候．人们就认识到了这一点．而 灭弧设备 且，作为一个实际的例子来证明，瑞典的其中一部分装置便是 利用这一理论来设计的．加拿大也有一个这样的实例，还有一 ３．６电流互感器（ＣＴ） 部分装置，特别是在美国的西部地区。人们更偏向于在线路端 ＣＴ使用的是光输出信号技术，经过多次转化以及光纤传 输联系绝缘平台上的电力设备，同时也和主控制室内的保护 部装设．以利用现有土地和端部的人力资源。另外，在个别情 况下，串联电容器将装设于两个部位，不在顶端，而是在距离 以及控制设备连接在一起。首先，需要对固定、可控部分的线 两端部１／３距离处，另外还有一种方式，就是只使用一组电容 路电流、ＭＯＶ电流、平台上发生的故障进行检测，主要监测参 器，在距离线路顶端的１／３处装设．这种方式也有很大的好 数为故障电流、旁路断路器的电流以及固定部分的火花间隙 处。电容器组位置的原因：①作为一个电容器组在线路位置上 电流。型号ＡＧＮＥ一３．６．其变化为２０００／０．５／０．５Ａ，准确级为 的函数式，它的“有效性”是可变化的：②电容器位置影响电压 ＳＰ４０。测量固定部分的电容器电流．型号ＡＧＮＥ一３．６，变化为 分配；⑧线路保护受电容器位置影响；④位置是用于电容器组 ２０００／０．５／０．５Ａ．准确级为ＳＰ６ 测量固定和可控部位的电容器 维护的重要因素。如果电容器使用金属氧化物限压器保护．那 不平衡电流．型号为ＧＳＷＦ７２．５，变化为３／０．０２５／０．０２５．准确级 么限压器的通流能力就要求随着电容器位置的变化而变化。 为ＳＰ６。 由于电力网络补偿的必要性．无功功率补偿装置的设计 ４结束语 有一定的重要性，因此必须根据对电网的操作性以确定无功 综上所述，为了更好地促进串补技术，需要加强其中国化 功率补偿的能力。最直接的方法是提高功率因数 补偿线路的 特色转变．可以开展对串补技术的研究．即串补站主要电气设 有功功率为Ｐ１，前者的功率因数为ｅｏｓ＋ｌ，后者的功率因数为 备设计、各设备的绝缘配合、串补装置系统性能、线路断路器 ｃｏｓ＋２，补偿容量为线路上的Ｑｃ。经过补偿的功率因数ｃｏｓ＋２ 暂态恢复电压等。在设计时，需要电力系统建设的实际要求进 一般是在０．９～１．０之间的适当值，它不是太高。对于并联电容 行，时各影响因素进行考量，合理设定性能参数么，加强对电 器组补偿，其额定容量与连接方式有关。下面将针对三相电路 力设备的选型研究，保证其性能的稳定发挥 进行说明 三相电路的电容器容量为：Ｏｅ＝３ｘ２７ｒｆＵ２Ｃ￣１０ 参考文献 式中：Ｑｃ表示电容器容量；ｆ为交流电频率；Ｕ为相电压； 『１１袁勇，智慧，陈建君．复线分区所串联电容补偿装置的作用和效果 Ｃ为单相电容器值。对于三相接线系统．线路电压相当于相电 Ｉ Ｊ１．高速铁路技术，２０１４（２）：２４～２７． 压，而三相星形接线系统，线电压为相电压的３倍 并联电容 ［２］陈伟华，李丽，彭继慎，等．基于ＳＶＰＷＭ控制技术的串联补偿装置 器使用三角形连接并联在电网中。在线路中串联一个或两个 设计Ｉ Ｊ１．控制工程，２０１５，２２（２）：４５． 『３１王春成，游复生，邓小玉，等．贺州变电站串联补偿工程电气二次设 串联电容器之后，电容量变得越大时，容抗就会变得越来越 计综述ｆＪ］．陕西电力，２０１０，３８（１２）：５Ｏ～５４． 小，在电容器两边的电压也就随之越来越小，所以导致补偿量 也就越小。在线路中并联一个或者两个并联电容器，电容量变 收稿日期：２０１６—３—２５ 得越大时，容抗就会变得越来越小，电流会随之越变越大，从 作者简介：倪啸云（１９７６一），男，工程师，本科，主要从事电气咨 而致使补偿量变得越来越大 询与设计等工作。 ３．２金属氧化物避雷器（ＭＯＶ） ＭＯＶ主要应用于限制流过电容器的故障以及振荡电流． 需要根据系统的运行情况设置具体的参数。对于固定以及可 控部分。过电压保护水平分别处于２．３和２．４ｐ．１１下．吸收能量 是３７和６ＭＪ／ｆ１．每相都有１４个单元，其中有２个单元是备用 的，每个单元分别是２５５和８５ｋｇ。ＭＯＶ需要具备足够的释放 容量．再能满足压力释放装置的运行要求。 ３．３火花放电间隙 强制触发火花放电间隙距离是可以变化的．其动作持续 时间为０．４ｍｓ，最大的故障电流持续５００ｍｓ动作１次或者是间 ６６