专利名称：抑制特高压变压器第三绕组侧谐波放大的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及特高压输变电技术领域，特别涉及一种抑制特高压变压器第三绕组侧谐波放大的装置。
背景技术：
我国已经成功建成lOOOkV特高压交流试-睑示范工程。1000kV特高压交流试验示范工程包括晋东南和荆门2个变电站及南阳开关站。变电站的主变压器的三组额定电压分别为1000kV、 500kV和110kV。
目前，在我国330kV、 500kV和750kV的超高压输电系统中，变电站的主变压器的低压侧的额定电压一般不超过66kV,并且均采用不接地方式。为了满足输电系统电压控制和无功功率的要求，需要在主变压器的第三绕组安装并联电容器。但是，并联电容器会引起输电系统谐波放大的问题。因此， 一般在并联电容器上串联一定容量的电抗器，用来抑制并联电容器引起的谐波放大。
目前在我国500kV变电站主变压器的低压侧中，与并联电容器串联的电抗器的容量一般均选为电容器容量的5%。但是，该容量的电抗器与电容器串联后仅对5次及以上的谐波不发生放大的情况有效。根据实际测量结果，输电系统中3次谐波含量仍然较严重。
并且，对于1000kV的特高压输电系统来说，主变压器的第三绕组侧的电容器和电抗器容量如何选取目箭国内外还没有研究。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种抑制特高压变压器第三绕组侧谐波放大的装置，能够很好地抑制特高压变压器第三绕组侧并联电容器引起的谐波放大。
本发明提供一种抑制特高压变压器第三绕组侧谐波放大的装置，所述装置包括四组并联电容器组；
每组并联电容器组包括三个电容器和三个电抗器；每一个电容器与一个电抗器串联;'每组中的三个电容器容量相同，三个电抗器的容量相同；四组并联电容器中的所有电容器的容量均相同；
在所述四组并联电容器组中，其中两组中的每个电抗器均选择第一容量；另外两组中的每个电抗器均选择第二容量。
优选地，所述第一容量具体为每个电抗器的容量占与其串联的电容器容量的百分比范围为11%-13%;所述第二容量具体为每个电抗器的容量占与其串联的电容器容量的百分比范围为4%-6%。
优选地，所述第一容量具体为每个电抗器的容量占与其串联的电容器容量的百分比为12%;所述第二容量具体为每个电抗器的容量占与其串联的电容器容量的百分比为5%。
优选地，每组并联电容器组中三个电容器的总容量为210Mvar。
与现有技术相比，本发明具有以下优点
本发明提供的抑制特高压变压器第三绕组侧谐波;故大的装置，通过在特高压变压器第三绕组侧并联四组电容器组，每个电容器组中包括三个电容器和三个电抗器；每个电容器串联一个电抗器。并且四组电容器组中，共选取两种电抗器容量，其中两组电容器组中的所有电抗器取第一容量；另外两组电容器组中的所有电抗器选取第二容量。即采用两种容量的电抗器混装。与现有^t支术中超高压变压器第三绕组侧只采取一种容量的电抗器相比，本发明可以很好抑制特高压变压器第三绕组侧的谐波放大。
图l是本发明装置第一实施例结构图；图2是本发明实施例一个并联电容器组示意图。
具体实施例方式
为了使本领域技术人员更好地理解和实施本发明，下面首先结合实际工程介绍下本发明的推导过程。
根据特高压电网谐波源的分析，500kV电网为主要谐波源。但1000kV侧
装设的可控并联电抗器由于存在大量电力电子器件，成为潜在的谐波源。因此需要进一步研究可控并联电抗器的谐波特性。发明人对可控并联电抗器的容量从0 ~ 100%变化过程中的谐波发生量进行了仿真计算。为了更真实反映可控并联电抗器本身的谐波状况，仿真中整流变一次侧滤波器全部没有^L入，同时，整流器从可控并联电抗器控制绕组取能。下面具体分步介绍谐波分析过程。
第一步系统等值研究
受仿真规模的限制，在进行谐波分析时，需要对全网的数据进行等值。等
值原则保留1000kV特高压输电系统和晋东南电厂、山西500kV晋城站、湖北500kV斗笠站。并且将华北电网等值机挂在晋城，将华中电网等值机挂在斗笠。第二步特高压500kV、 220kV侧背景谐波测试研究
对特高压变电站荆门和晋东南站500kV侧的背景谐波进^f亍预测，并且考虑才殳运的直流、可控高抗和电气化4失路等谐波源的影响。目前，荆门站为开关站，可以直接进行测量。另外，晋东南站建成后将在榆社开关站与晋城变电站之间4妄入山西东南部电网，应选择特高压4妄入点两侧最近的变电站进4亍电能质量测试分析，但由于目前晋城500kV仍未建成，因此选择临汾变电站和榆社开关站作为测点。
第三步稳态谐波研究
根据背景谐波估计值，考虑特高压变压器在负载率较低时产生的谐波，并联电抗器发生磁饱和时产生的谐波以及并联电抗器运行过程中产生的谐波，研究不同串联电抗器容量时，是否会发生谐波放大问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式
估文详细的说明。
参见图1，该图为本发明装置第一实施例结构图。
本实施例提供抑制特高压变压器第三绕组侧谐波放大的装置包括四组并联电容器组；分别为第一并联电容器组101a、第二并联电容器组101b、第三并联电容器组101c和第四并联电容器组101d。
每组并联电容器组包括三个电容器和三个电抗器；每一个电容器与一个电抗器串联；每组中的三个电容器容量相同，三个电抗器的容量相同。
以第一组并联电容器组101a为例，三个电容器Xcl的容量相同、三个电抗器XL1的容量相同。每一个电容器Xcl和一个电抗器XL1串联，串联以后并联于输电线路的一相输电线上。三相输电线分别并联三个串联后的电容器和电抗器。
在所述四组并联电容器组中，其中两组中的每个电抗器容量相同，记为第
一容量；另外两组中的每个电抗器容量相同，记为第二容量。
第一并联电容器组101a、第二并联电容器组101b、第三并联电容器组101c和第四并联电容器组101d中，其中第一并联电容器组101a中的电抗器XL1和第二并联电容器组101b中的电抗器XL2采用相同的容量，记为第一容量。第三并联电容器组101c中的电抗器XL3和第四并联电容器组101d中的电抗器XL4采用相同的容量，记为第二容量。
四组并联电容器中的所有电容器的容量均相同；即第一并联电容器组101a中的电容器Xcl、第二并联电容器组101b中的电抗器Xc2、第三并联电容器组101c中的电抗器Xc2和第四并联电容器组101d中的电抗器Xc3采用相同的容量。
本发明对晋东南和荆门站的特高压变压器的第三绕组侧(即UOkV侧)串联不同容量的电抗器的并联电容器组进行了谐波分析。具体研究了电抗率分别为1.5%、 5%、 12%及各种电抗率混装的情况。
第一种串联电抗率为1.5%时系统各级母线谐波电压研究证明采用1.5%电抗率时存在明显的谐波放大。
由于110kV侧出现了接近5次工频频率的并联谐振，因此5次谐波电压的畸变率高达16.8%。使谐波电压总畸变率也达到17.0%。才更入两组并联电容器组时系统谐波变化不大，但110kV侧母线谐波电压将升高，将影响电容器的正常运行。
第二种串联电抗率为5%时系统各级母线谐波电压研究证明采用5%电抗率时存在明显的谐波放大。
投入一组并联电容器组时系统谐波变化不大，但110kV侧母线谐波电压将略升高。但投入2组并联电容器组时，由于110kV系统的并联谐振频率在3次工频和4次工频之间，而在500kV侧背景谐波中，3次谐波分量较大，因此在110kV母线电压中3次谐波的畸变率比较高。
第三种串联电抗率为12%时系统各级母线谐波电压
投入一组或两组并联电容器组时对系统谐波影响很小，电容器也能正常运行。由于串12%电抗率将降低电容器利用率，造成电容器容量的浪费。
第四种串联12%和5%电抗率混装时系统各级母线谐波电压
对系统谐波抑制效果较两组12%电抗率时更好，而且可以提高电容器利用率。
因此，本发明实施例优选采用两种电抗率混装，即12%和5%,第一容量为12%，第二容量为5。/。。此处的百分比是与其串联的电容量为基准。例如，XL1的容量是Xcl容量的12°/。， XL3的容量是Xc3的容量的5%。
需要说明的是，第一容量和第二容量不是一个固定不变的值，可以根据实际需要来选择，本发明实施例优选第一容量和第二容量的取值范围分别是11%-13%和4%-6%。
本发明实施例中特高压变压器第三绕组侧的每组并联电容器组中三个电容器的总容量为210Mvar。其中一个电容器的容量就为70Mvar。即图1中的12个电容器的容量均为70Mvar。
参见图2，该图为本发明实施例一个并联电容器组示意图。
一个并联电容器组包括三个电容器和三个电抗器，每一个电容器与一个电抗器串联。整个并联电容器组并联在输电线路的三相母线上。
如图2所示，电容器Xcl与电抗器XL1串联以后并联在输电线路的三相母线A、 B和C上。
在输电线路上并联电容器可以用来平衡系统的无功功率，但是同时电容器会带来谐波增大的问题，因此需要在并联电容器上串联电抗器，来抑制谐波的增大。但是串联电抗器的容量选取很关键。如果串联电抗器的容量选大了，会降低电容器的无功出力，抵消电容器的容量，造成电容器容量的浪费，进而加大系统成本。如果串联电抗器的容量选取的小了，又会对低次谐波起不到抑制作用。因此，本发明经过实际研究分析证明，在特高压变压器的第三绕组侧，
7即llOkV侧安装四组并联电容器组，其中两组选取串联电抗器的容量为电容
器容量的5%;另外两组选取串联电抗器的容量为电容器容量的12%。这样对系统谐波抑制效果4艮好，同时又能使电容器的容量充分发挥作用，不造成浪费。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
权利要求
1、一种抑制特高压变压器第三绕组侧谐波放大的装置，其特征在于，所述装置包括四组并联电容器组；每组并联电容器组包括三个电容器和三个电抗器；每一个电容器与一个电抗器串联；每组中的三个电容器容量相同，三个电抗器的容量相同；四组并联电容器中的所有电容器的容量均相同；在所述四组并联电容器组中，其中两组中的每个电抗器均选择第一容量；另外两组中的每个电抗器均选择第二容量。
2、 根据权利要求1所述的抑制特高压变压器第三绕组侧谐波放大的装置， 其特征在于，所述第一容量具体为每个电抗器的容量占与其串联的电容器容 量的百分比范围为11%-13%;所述第二容量具体为每个电抗器的容量占与 其串联的电容器容量的百分比范围为4%-6%。
3、 根据权利要求2所述的抑制特高压变压器第三绕组侧谐波放大的装置， 其特征在于，所述第一容量具体为每个电抗器的容量占与其串联的电容器容 量的百分比为12%;所述第二容量具体为每个电抗器的容量占与其串联的电 容器容量的百分比为5%。
4、 根据权利要求1-3任一项所述的抑制特高压变压器第三绕组侧谐波放 大的装置，其特征在于，每组并联电容器组中三个电容器的总容量为210Mvar。
全文摘要
本发明提供的抑制特高压变压器第三绕组侧谐波放大的装置包括四组并联电容器组；每组并联电容器组包括三个电容器和三个电抗器；每一个电容器与一个电抗器串联；每组中的三个电容器容量相同，三个电抗器的容量相同；四组并联电容器中的所有电容器的容量均相同；在所述四组并联电容器组中，其中两组中的每个电抗器均选择第一容量；另外两组中的每个电抗器均选择第二容量。即采用两种容量的电抗器混装。与现有技术中超高压变压器第三绕组侧只采取一种容量的电抗器相比，本发明可以很好抑制特高压变压器第三绕组侧的谐波放大。
文档编号H01F27/34GK101656144SQ20091016825
公开日2010年2月24日 申请日期2009年8月20日 优先权日2009年8月20日
发明者岗 孙, 张志强, 林集明, 王晓刚, 王晓彤, 班连庚, 宁 邱, 项祖涛 申请人:中国电力科学研究院;国家电网公司