串联补偿装置在超高压交流输电线路中的研究

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1、第３７卷增刊重庆大学学报Ｖｏｌ．３７Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔhttp://qks.cqu.edu.cn２０１４年１２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＤｅｃ．２０１４串联补偿装置在超高压交流输电线路中的研究洪志鹏（四川电力设计咨询有限责任公司，成都６１００１６）摘要：主要研究在超高压远距离交流输电线路中，串联补偿装置的应用及其在系统中的作用，并且详细解析串联补偿装置的原理及结构；重点引入了串联补偿装置的新技术，论述新技术的可靠性及优势。新技术应用涉及如下，串联补偿装置中电容器推荐采用无熔丝电容器，其接线宜采用双桥差

2、接线；低海拔地区推荐采用复合外套ＭＯＶ，其技术经济优势明显，高海拔及工业高污染地区由于紫外线辐射、酸雨等因素会导致复合外套出现老化现象，推荐采用瓷外套ＭＯＶ；电抗＋ＭＯＶ串电阻型虽然结构和设计复杂，但其不受当地环境影响，为密闭结构，可靠性高，推荐采用电抗＋ＭＯＶ串电阻型阻尼回路；通过对固定串补（ＦＳＣ）与可控串补（ＴＣＳＣ）的分析比较，可控串补它既保持了固定串补的所有优点又弥补了固定串补的不足，具有潮流控制、阻尼线路功率振荡、提高系统暂态稳定和抑制次同步振荡等多种功能，是目前柔性交流输电系统技术中实用性强的一项技术，随着今后设备制造成

3、本的进一步降低，本文推荐采用可控串补（ＴＣＳＣ）替代固定串补（ＦＳＣ）。本文还论述了放电间隙（ＧＡＰ）、旁路断路器（ＢＰＳ）、保护及控制系统的基本原理和应用。关键词：固定串补（ＦＳＣ）；可控串补（ＴＣＳＣ）；复合外套ＭＯＶ；电抗＋ＭＯＶ串电阻型阻尼回路；放电间隙（ＧＡＰ）；旁路断路器（ＢＰＳ）中图分类号：ＴＭ７１１文献标志码：Ａ文章编号：１０００５８２Ｘ（２０１４）Ｓ２０２８０７对于超高压远距离交流输电线路，其输电能力电抗为犡Ｌ，串补度犓＝犡Ｃ／犡Ｌ。主要取决于线路的稳定极限，功角稳定性使输送功率、输电距离受到限制，必须采取补偿

4、措施；在输电线路中加入串联补偿电容器（简称串补），能有效减小线路电抗，缩小线路两端的相角差，从而有效地提图１串联补偿线路等效图高输电线路的输电能力和系统稳定性。随着国内超其线路的传输功率可由下面公式（１）表示高压线路输送容量及长度不断提高，５００ｋＶ及上超犝犃犝犅高压交流输电线路已经广泛引入串联补偿电容器，犘＝（１－Ｋ）犡ｓｉｎδ（１）Ｌ着重研究固定串补（ＦＳＣ）和可控串补（ＴＣＳＣ）的基式中，δ为两端线路电压之间的相角差，线路传输有本原理及在系统中的作用，串补内电容器、金属氧化功功率犘随着补偿度犓的增加，线路的传输能力增物限压器（Ｍ

5、ＯＶ）、放电间隙（ＧＡＰ）、阻尼装置和旁加，串联补偿提供的无功功率也迅速增加。路断路器（ＢＰＳ）等最新技术的应用。１．２固定串补典型接线固定串补设备组成部分，概括来讲固定串补装１固定串补（犉犛犆）置由电容器组Ｃ、金属氧化物限压器ＭＯＶ、放电间１．１固定串补在系统中等效分析隙ＧＡＰ、阻尼装置Ｄ、旁路断路器ＢＰＳ、绝缘平台、［１］固定串补其补偿度为原始设计值，此值为固保护和控制系统组成，接线如图２所示。定不可以调节。固定串补串入输电线路中，其等效根据固定串补接线（图２），下节将分开论述固电路可由图１表示，串联电容器容抗犡，线路等效Ｃ定串补

6、各主要设备特性及作用，并且对新技术的应收稿日期：２０１４１０１０作者简介：洪志鹏（１９７９），男，主要从事电力变电电气设计工作。增http://qks.cqu.edu.cn刊洪志鹏：串联补偿装置在超高压交流输电线路中的研究２９图４无熔丝的双桥差接线元中，不装外、内熔丝，每个电容器单元内部由多个电容元件串并联组合，电容器内部元件故障时，绝缘介质击穿将故障元件短路。绝缘介质采用全膜介质，全膜介质击穿会使两极板形成牢固的熔接，ＡＢＢ图２固定串补典型接线公司曾经对全膜介质的故障电容器单元进行相关验用做出分析比较。证试验，证明介质击穿后极

7、板能可靠连接。１．３串补中电容器组无熔丝电容器内部接线型式分为先串后并（图１）电容器的结构型式５）和先并后串（图６）两种，从电容器安全要求考虑，电容器组是固定串补的核心设备，电容器单元对于无熔丝电容器要求流过击穿元件的故障电流尽主要是以串联或并联的连接结构，串补中电容器主可能小，远离１０％外壳爆裂曲线，为达到此要求，特要分内熔丝和无熔丝２种型式。内熔丝型式电容器别对于大容量电容器宜采用了先串后并接线。其实广泛用于各级电网，产品成熟，国内绝大部分串补工际工作原理为当某一个电容器元件故障时，该元件程中均采用内熔丝型式电容器。但随着无熔丝电

8、容被短路，相应该串的阻抗减少，导致流过该电容器单器制造工艺水平的提高，并且无熔丝电容器结构简元和对应串的电流增加，该串上其他正常电容器单单、体积小巧等优点，使得在欧美发达国家，无熔丝元的电压则会相应增加。如果在同一串内多