【摘要】随着电力系统技术的快速发展，高压输电线路电压等级不断提高，有效进行输送电力的同时，提高相应输电线路输送能力。高压输电线路的串补装置可以大大缩短其联结的两电力系统间的电气距离，提高输电线路的输送功率及提高电力系统运行的稳定性，有重大社会经济意义。应用于长距离输电线路能够增加稳定裕度，改善联网负荷分配，提高线路潮流输送能力等。
【关键词】高海拔；串补装置；电力系统
The Basic Principle and Application of 750kV High Altitude
String Compensator
Zhang Long
[Abstract]With the rapid development of power system technology, the voltage level of high-voltage transmission lines is continuously improved, and the transmission capacity of corresponding transmission lines is improved while the transmission power is effectively carried out. It is of great social and economic significance to shorten the electrical distance between the two power systems connected by HV transmission lines, increase the transmission power of transmission lines and improve the stability of power system operation. Application to long-distance transmission lines can increase the stability margin, improve the network load distribution, and improve the line flow transmission capacity.
[Keywords]High altitude;Serial patch device;Power systems
1引言
随着串补设备在高压远距离输电的应用，对输电通道上的潮流分布具有一定的调节作用。串联补偿是通过在交流输电线路上串联补偿电容器从而缩短交流输电的等值电气距离，达到提高线路输送能力和稳定性的目的。串补装置单侧补偿度为20%，两侧总补偿度为40%，采用分相式单平台布置方式，理论输送能力可提升1.66倍。国内首条750kV高海拔串补装置顺利投运，为提高新疆与西北联网通道输电能力具有重要意义。
2串补装置结构原理
串补装置的基本原理是将电容器接于输电线路中，通过阻抗补偿减少功率输送引起的电压降和功角差，从而提高电力系统稳定性，扩大线路输送容量。如图1所示：
750kV串联补偿装置一次设备主要由电容器组、金属氧化物限压器（MOV）、双极火花间隙(GAP)、阻尼电阻器、阻尼电抗器、旁路断路器、串联隔离开关、旁路隔离开关、电子式电流互感器（ECT）及绝缘平台组成。如图2所示为串补装置结构图，其主要设备相关介绍如下：
电容器组由串联电容器单元、支柱绝缘子、支架、管母、金具、连接导线等组成；每相串联电容器组由4个电容器塔构成，每塔5层，每个电容器塔为一个桥臂，4个电容器塔成H型桥接线的4个桥臂，单相电容器组采用双H型桥差保护接线方式。其作用为补偿输电线路的部分感抗，以缩短线路的等值电气距离，相当于缩短了线路长度，减少功率输送引起的电压降和功角差，从而提高线路输送容量，增强系统稳定性。
金属氧化物限压器（MOV）的作用是限制潮流电容器电压的主保护，MOV与电容器并联，防止线路发生故障或不正常运行情况下的过电压直接作用在电容器组上，保护电容器。当电容器两端电压达到MOV保护水平时，通过MOV的电流迅速增加，MOV将限制加在串联电容器上的电压，并在故障电流中止时立即将电容器再投入。
火花间隙系统主要由2台自放电型主间隙、2台密封间隙、2只限流电阻器、4只均压电容器、1台GTE触发箱、1个干式高压穿墙套管组成，两台主间隙M1、M2采用水平串联连接方式。其作用为用于快速旁路电容器，与MOV配合，构成电容器组在故障期间的过电压保护，它是MOV的主保护和电容器组的后备保护。
阻尼装置由阻尼电抗器和阻尼电阻器两部分设备组成，采用并联接线方式。其作用为可以限制电容器组放电电流的幅值和频率，使其很快衰减；减小放电电流对电容器组、旁路开关和保护间隙的损害；迅速泄放电容器组残余电荷，避免电容器组残余电荷对线路断路器恢复电压及线路潜供电弧等产生不利影响。
旁路断路器采用液压碟簧操动机构，双断口配置，利用SF6气体作为灭弧介质，均配有两个合闸线圈和两个分闸线圈。其作用为与隔离开关配合，可以进行串补的投入和退出的操作。旁路开关合闸后，可使火花间隙电弧迅速熄灭，防止火花间隙燃弧时间过长。
电子式电流互感器（ECT）其作用为利用低功率CT（LPCT）传感一次电流、利用基于激光供电技术的远端模块就地LPCT的输出信号（有源式）、利用光纤传送数字信号到合并单元。合并单元一方面为远端模块提供供能激光，另一方面接收并处理互感器远端模块下发的数据，并将测量数据按规定的协议输出供二次设备使用。
串补绝缘平台由金属框架、垂直支撑绝缘子、斜拉绝缘子组成。其作用是为平台上的设备提供基准电位和支撑。
3串补装置相关操作
相关线路带电时，可进行串补状态操作。一般情况下，带串补线路的停运操作顺序是先退串补、后停线路；送电操作顺序是先送线路、后投串补。对线路进行送电操作前，必须确认串补是在退出状态。串补装置的状态有运行、热备用、冷备用及检修四种状态。
进行倒闸操作时，如线路停电，停电前应先将串补装置退出运行，线路再停电。带串补线路的停运操作顺序：（1）将串补装置由运行转为冷备用，（2）将线路转检修，（3）合入串补装置的串补接地刀闸。带串补线路的送电操作顺序：（1）拉开串补装置的串补接地刀闸，（2）将线路转运行，（3）将串补装置由冷备用转运行。
串补装置相关操作及事故情况下的注意事项：禁止用串补装置的线路刀闸解合环线路或对串补装置充电。事故情况下试送线路时，应先确认串补旁路开关在合入状态。线路故障跳闸后，应先合入准备试送线路串补装置的旁路开关，然后再试送，试送成功后线路合环运行，最后拉开串补装置的旁路开关。
4结论
随着电网结构的进一步发展，串补装置将得到进一步应用。高压输电线路串补装置能够提高系统的输送能力，增强电力系统的稳定性，改善电力系统的运行电压及无功平衡条件，灵活调节并联线路或环网中的潮流分布，抑制次同步谐振，抑制阻尼功率摇摆和低频振荡，降低三相不平衡度。国内首条750kV高海拔串补装置的投入运行，必将给今后串补装置在电力系统中的运行提供宝贵经验。
参考文献：
［1］朱云生，史大军，串补电容补偿装置安装地点及其容量、接线方式的选择.500kV串联电容器补偿技术文选，1997（2）
［2］P.M.Anderson，R.G.Farmer.电力系统串联补偿[M].北京：中国电力出版社，2008：276-321
［3］周孝信，郭剑波，林集明，等．电力系统可控串联电容补偿[M]. 北京：科学出版社，2009
论文作者:张龙, 祁兆林
论文发表刊物:《中国电业》2019年第10期
论文发表时间:2019/9/11
标签：电容器论文; 线路论文; 装置论文; 旁路论文; 电力系统论文; 间隙论文; 阻尼论文; 《中国电业》2019年第10期论文;