专利名称：一种用于超/特高压线路的可控移相器及其操作方法
技术领域：
本发明属于电力系统领域，具体涉及一种用于超/特高压线路的可控移相器及其操作方法。
背景技术：
近些年来，现代工业对电能的要求以及电力的市场化要求对电力系统中一些线路的运行情况进行灵活的调控；同时飞速发展的FACTS (柔性交流输电系统)也使之成为可能。对于输电系统而言，线路输送功率可由下式表示:
权利要求
1.一种用于超/特高压线路的可控移相器，三相超/特高压线路连接于电网受端侧和送端侧之间，每相超/特高压线路上包括两组开关，分别设置于电网受端侧和电网送端侧；每组开关包括串联的隔离开关1、断路器I和隔离开关II;其特征在于，在每相的两组开关之间设置可控移相器； 所述可控移相器包括串联变压器、励磁变压器、晶闸管阀组和旁路开关；所述串联变压器串联在每相超/特高压线路上，并与所述励磁变压器连接；所述晶闸管阀组与所述励磁变压器并联。
所述旁路开关与所述串联变压器并联。
2.如权利要求1所述的可控移相器，其特征在于，所述串联变压器的一次侧绕组分为两段，串联在超/特高压线路上，且中间抽头与同相超/特高压线路上的所述励磁变压器的一次侧绕组连接；所述串联变压器的二次侧绕组与其余两项超/特高压线路上的串联变压器的二次侧绕组呈三角形连接。
3.如权利要求1所述的可控移相器，其特征在于，所述励磁变压器的一次侧绕组与其余两相超/特高压线路上的励磁变压器的一次侧绕组呈星形连接；所述励磁变压器的二次侧绕组通过晶闸管阀组与其余两相超 /特高压线路上的励磁变压器的二次侧绕组呈星形连接。
4.如权利要求3所述的可控移相器，其特征在于，所述励磁变压器二次侧采用匝数比为Kn绕组串联方式，或采用等差/等比数列匝数绕组串联。
5.如权利要求4所述的可控移相器，其特征在于，所述励磁变压器二次侧的每级绕组两端均并联设置晶闸管阀组。
6.如权利要求3或5所述的可控移相器，其特征在于，所述每组晶闸管阀包括H桥结构的四组晶闸管模块； 每组晶闸管模块包括反并联的晶闸管； 各级绕组并联的晶闸管模块中晶闸管的个数比为Kn，或成等差/等比关系。
7.如权利要求1所述的可控移相器，其特征在于，所述可控移相器包括一台断路器II隔离开关III和隔离开关IV，用于移相器的送电与退出； 断路器II及隔离开关III串联在可控移相器串联变压器的线路侧，隔离开关IV串联在串联变压器的母线侧； 可控移相器正常退出或因故障退出时，均断开断路器I1、隔离开关III和隔离开关IV。
8.如权利要求1所述的可控移相器，其特征在于，所述可控移相器包括旁路开关，用于可控移相器区外、区内故障后退出或检修时的隔离； 正常运行时旁路开关在分位，需要隔离可控移相器时，旁路开关闭合。
9.如权利要求1所述的可控移相器，其特征在于，所述可控移相器包括避雷器，用于限制过线路电压。
10.如权利要求8所述的可控移相器，其特征在于，所述避雷器分别设置在励磁变压器一次侧高压端、二次侧高压端和断路器II两侧。
11.如权利要求1所述的可控移相器，其特征在于，所述串联变压器的一次侧和二次侧的中性点均接地； 所述励磁变压器的一次侧和二次侧的中性点均接地。
12.一种用于超/特高压线路的可控移相器的操作方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: (1)合闸可控移相器母线侧断路器，对空载移相器充电； (2)合闸可控移相器所在线路的另一侧断路器，对空载线路充电； (3)合闸可控移相器的断路器II，进行同期合环，可控移相器所在线路带移相器合环运行。
(4)控制保护系统实时监测可控移相器，当出现故障时，进行检测并消除故障步骤； (5)用户设定退出可控移相器时，断开可控移相器断路器II，线路带移相器解环； (6)断开可控移相器所在线路另一侧断路器，切除空载线路； (7)断开可控移相器母线侧断路器，切除空载移相器。
13.如权利要求12所述的操作方法，其特征在于，步骤(4)所述检测并消除故障步骤包括: 1)所述控制保护系统判断故障区域和故障类型； 2)根据故障区域和故障类型进行相应动作。
14.如权利要求13所述 的操作方法，其特征在于，步骤I)所述故障区域包括区内故障和区外故障； 所述区内故障是指包括可控移相器本体、以及可控移相器母线侧断路器线路侧至断路器II范围发生的故障； 所述区外故障是指可控移相器母线侧断路器及断路器II之外的区域发生的故障，包括线路、两侧母线、邻近线路发生故障的情况。
15.如权利要求14所述的操作方法，其特征在于，对于区外故障，包括: a)可控移相器所在线路或邻近线路发生区外故障时，可控移相器断路器II不动作，由移相器所在线路两侧的线路断路器动作切除故障； b)可控移相器所在线路发生区外单瞬故障时，合上可控移相器的旁路开关，并跳开线路故障相两侧断路器；或/和 c)可控移相器所在线路发生区外单永故障或多相故障时，合上可控移相器的旁路开关，并跳开线路两侧三相断路器。
15、如权利要求14所述的操作方法，其特征在于，步骤b)发生单相故障时，合上可控移相器的旁路开关，并跳开线路故障相两侧断路器，然后可控移相器进行线路两侧断路器的单相重合闸操作，两侧断路器的操作方法与线路未装设可控移相器时的动作逻辑一致。
16.如权利要求13所述的操作方法，其特征在于，对于区内故障，包括: 可控移相器所在线路发生区内故障时，合上可控移相器的旁路开关，且可控移相器母线侧断路器和断路器II均三相跳闸，将故障切除。
全文摘要
本发明为一种用于超/特高压线路的可控移相器及其操作方法，每相超/特高压线路上包括两组开关，分别设置于电网受端侧和电网送端侧；每组开关包括串联的隔离开关I、断路器I和隔离开关II；本发明在每相的两组开关之间设置可控移相器；可控移相器包括串联变压器、励磁变压器、晶闸管阀组和旁路开关；串联变压器串联在每相超/特高压线路上，并与励磁变压器连接；旁路开关与串联变压器并联；晶闸管阀组与励磁变压器并联。本发明通过控制可控移相器实现利用移相器对输电线路潮流进行灵活可控调节且不改变线路电压幅值，并且满足线路装设可控移相器后的正常带电、停电及故障等不同工况下的操作方式、系统及移相器自身过电压保护要求，为工程实际应用提供了解决方案。
文档编号H02H7/26GK103187727SQ20131005805
公开日2013年7月3日 申请日期2013年2月25日 优先权日2013年2月25日
发明者郑彬, 班连庚, 项祖涛, 宋瑞华, 周飞, 于弘洋, 杨增辉, 崔勇, 许颖辉 申请人:中国电力科学研究院, 国网智能电网研究院, 华东电力试验研究院有限公司, 国家电网公司