一种对称型可控移相器的参数设计方法
【专利摘要】本发明涉及电力电子以及电力设备设计领域，具体涉及一种对称型可控移相器的参数设计方法。所述方法是确定串联变压器和励磁变压器的额定参数，包括下述步骤：（1）选定晶闸管并确定晶闸管通态方均根电流；（2）分别确定串联变压器和励磁变压器变比；（3）分别确定串联变压器和励磁变压器额定电压；（4）分别确定串联变压器和励磁变压器容量；（5）分别确定串联变压器和励磁变压器额定电流；（6）验证串联变压器和励磁变压器参数。本发明针对一种对称型可控移相器提供了详细的参数设计方法，可快速准确的设计出一套主设备参数，所提出的主设备参数能够满足预设指标的要求，对于所述的对称型可控移相器的产生制造具有实际的指导作用。
【专利说明】一种对称型可控移相器的参数设计方法【技术领域】
[0001]本发明涉及电力电子以及电力设备设计领域，具体涉及一种对称型可控移相器的参数设计方法。
【背景技术】
[0002]移相器属于电力系统范畴，是控制线路潮流的电力装置，在北美、欧洲等地已应用多年，并发挥着重要作用，但在我国目前尚未得到应用。移相器主要由励磁部分、有载调压部分和串联部分组成，励磁部分负责从系统中抽取能量，串联部分负责将抽取的能力回馈给系统，而有载调压部分可调节回馈能力的大小。具体工作原理是通过向线路中注入一个电压，改变装置接入点之后电压的相位，从而改变整条线路首末两端的相角差，达到控制线路潮流的目的。
[0003]实际运行过程中，为适应变化的功率潮流，移相器中有载调压部分需经常动作，磨损问题严重，且响应时间较长，无法应对系统暂态问题。因此晶闸管控制移相器(ThyristorControl Phase Shift Transformer, TCPST)应运而生。所述晶闸管控制移相器采用晶闸管调压电路代替传统移相器有载调压部分，通过改变晶闸管触发脉冲，完成对注入电压大小的调节。所述晶闸管控制移相器除能够发挥传统移相器合理分配线路输送功率、提高输电通道效率、降低电磁环网输电成本等优点外，还可用来处理系统暂态和动态方面的问题，如提高暂态稳定性、减轻导致联络线失步的穿越潮流、抑制故障后线路功率突增所造成的开关过负荷、阻尼振荡等。目前我国尚无晶闸管可控移相器的工程应用，相关理论研究也主要是针对潮流优化等方面内容，对装置级参数配合方面的研究很少，本发明以满足潮流优化能力为目标，提出了一套对称型可控移相器的参数设计方法，填补了可控移相器相关【技术领域】的空缺。
[0004]我国受端中心电网负荷不断增加，线路走廊资源日益匮乏，然而现有输电线路部分重载而部分利用效率不足，亟需有效的潮流优化手段，因此可控移相器具有良好的发展前景。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种对称型可控移相器的参数设计方法，能够很好的解决一种对称型可控移相器的参数设计，根据本方法提出的参数满足预设指标的要求。
[0006]本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
[0007]—种对称型可控移相器的参数设计方法，所述可控移相器包括串联变压器、励磁变压器和晶闸管调压电路，所述串联变压器原边绕组中点抽头与励磁变压器原边绕组相连，励磁变压器副边绕组分为至少一个子绕组，所述至少一个子绕组分别与晶闸管调压电路相连，所述晶闸管调压电路的输出端与串联变压器副边绕组相连；
[0008]其改进之处在于，所述方法是确定串联变压器和励磁变压器的额定参数，包括下述步骤:
[0009]( I)选定晶闸管并确定晶闸管通态方均根电流；
[0010](2)分别确定串联变压器和励磁变压器变比；
[0011](3)分别确定串联变压器和励磁变压器额定电压；
[0012](4)分别确定串联变压器和励磁变压器容量；
[0013](5)分别确定串联变压器和励磁变压器额定电流；
[0014](6)验证串联变压器和励磁变压器参数。
[0015]其中，所述步骤(I)中，根据电力系统安装点额定电压、额定电流、最大允许电流选择晶闸管并确定晶闸管通态方均根电流It (ElB)。
[0016]其中，所述步骤(2 )中，串联变压器变比kse满足流经晶闸管的电流为晶闸管通态方均根电流的一半，即可确定串联变压器变比kse ；
[0017]结合串联变压器和励磁变压器漏抗Xse%和Xsh%，串联变压器变比kse及可控移相器额定移相角度0的指标要求,在最大移相范围对应的电气量三角关系式中,确定励磁变压器变比ksh ;所述串联变压器和励磁变压器漏抗范围在8%_14%之间。
[0018]其中，所述步骤(3)中，励磁变压器原边额定电压等于接入电力系统的额定电压，即:
[0019]Uei = Un ①；
[0020]励磁变压器副边额定电压由励磁变压器原边额定电压以及励磁变压器变比ksh确定，为各个子绕组电压之和，用下述表达式表示:
[0021]
【权利要求】
1.一种对称型可控移相器的参数设计方法，所述可控移相器包括串联变压器、励磁变压器和晶闸管调压电路，所述串联变压器原边绕组中点抽头与励磁变压器原边绕组相连，励磁变压器副边绕组分为至少一个子绕组，所述至少一个子绕组分别与晶闸管调压电路相连，所述晶闸管调压电路的输出端与串联变压器副边绕组相连； 其特征在于，所述方法是确定串联变压器和励磁变压器的额定参数，包括下述步骤: (1)选定晶闸管并确定晶闸管通态方均根电流； (2)分别确定串联变压器和励磁变压器变比； (3)分别确定串联变压器和励磁变压器额定电压； (4)分别确定串联变压器和励磁变压器容量； (5)分别确定串联变压器和励磁变压器额定电流； (6)验证串联变压器和励磁变压器参数。
2.如权利要求1所述的对称型可控移相器的参数设计方法，其特征在于，所述步骤(I)中，根据电力系统安装点额定电压、额定电流、最大允许电流选择晶闸管并确定晶闸管通态方均根电流 It(ems) °
3.如权利要求1所述的对称型可控移相器的参数设计方法，其特征在于，所述步骤(2)中，串联变压器变比kse满足流经晶闸管的电流为晶闸管通态方均根电流的一半，即可确定串联变压器变比kse ； 结合串联变压器和励磁变压器漏抗Xse%和Xsh%，串联变压器变比kse及可控移相器额定移相角度σ的指标要求，在最大移相范围对应的电气量三角关系式中，确定励磁变压器变比ksh ;所述串联变压器和励磁变压器漏抗范围在8%-14%之间。
4.如权利要求1所述的对称型可控移相器的参数设计方法，其特征在于，所述步骤(3)中，励磁变压器原边额定电压等于接入电力系统的额定电压，即: UEi = Un ①； 励磁变压器副边额定电压由励磁变压器原边额定电压以及励磁变压器变比ksh确定，为各个子绕组电压之和，用下述表达式表示:
UE2 +UE3 + UE4 =-^-(2)；
Κι, 串联变压器副边额定电压用下述表达式表示: Ub =S{UE2 +UE3 +UeJ=^l ③； 串联变压器原边额定电压由串联变压器副边用下述表达式表示:
Um = Um - —^J ； Bi ④； 其中:UE1为励磁变压器原边额定电压；UN为电力系统的额定电压；UE2、UE3和Ue4分别为励磁变压器副边第一子绕组、第二子绕组和第三子绕组的电压；UB3为串联变压器副边额定电压；UB1和Ub2分别为串联变压器原边第一绕组和第二绕组的电压。
5.如权利要求1所述的对称型可控移相器的参数设计方法，其特征在于，所述步骤(4)中，串联变压器容量和励磁变压器容量相等，用下述表达式表示:Sb=Se=3x In X (Um +UB2)/$ ⑤' 其中:SB和Se分别为串联变压器和励磁变压器容量。
6.如权利要求1所述的对称型可控移相器的参数设计方法，其特征在于，所述步骤(5)中，串联变压器原边额定电流等于接入电力系统的额定电流，即: Ibi = Ib2 = In ⑥； 串联变压器副边额定电流由串联变压器原边额定电流以及串联变压器变比确定，用下述表达式表示:1B3 = kseIN ⑦； 励磁变压器原边额定电流由励磁变压器原边额定电压以及额定容量确定，用下述表达式表不: r _ I Se
⑧； 励磁变压器副边额定电流由励磁变压器原边额定电流以及励磁变压器变比确定，为各个子绕组电流之和，用下述表达式表示:
Ie2+Ie3+Ie4 — kshIE1 ⑨； 其中=Ibi和Ib2分别为串联变压器原边第一绕组、第二绕组额定电流；IN为电力系统的额定电流；Ib3为串联变压器副边额定电流；IE1为励磁变压器原边额定电流；^2、、3和Ie4分别为励磁变压器副边第一子绕组、第二子绕组和第三子绕组的电流。
7.如权利要求1所述的对称型可控移相器的参数设计方法，其特征在于，所述步骤(6)中，检验所得参数是否合理，即制造水平是否能够达到，不满足则返回步骤(I)重新选择晶闸管，直到满足要求。
8.如权利要求1所述的对称型可控移相器的参数设计方法，其特征在于，所得参数使可控移相器在额定工况下最大移相角度满足预设指标要求，并且在各档位运行工况下，可控移相器均不会过载。
【文档编号】H02J3/00GK103427414SQ201310232848
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年6月13日 优先权日:2013年6月13日
【发明者】周飞, 于弘洋, 荆平, 杨增辉, 胡娟, 苏雪源, 詹建荣, 陈颖 申请人:国家电网公司, 国网智能电网研究院, 华东电力试验研究院有限公司, 中国电力科学研究院, 福建省电力有限公司, 福建省电力有限公司厦门电业局