一种适用于小容量分布式调相机的电气接线结构的制作方法

本发明涉及电力工程分布式调相机领域，尤其是一种适用于小容量分布式调相机的电气接线结构。

背景技术：

1、随着以“高比例可再生能源、高比例电力电子设备”为特征的新型电力系统高速发展，导致系统扰动及故障过程动态特性发生深刻变化，由此引发的电压、频率稳定性等问题成为制约新能源消纳的重要因素。新能源分布式调相机具有系统简单、集成度高、调节性能好等优点，既能发挥系统动态无功储备的作用，又能为新能源电站提供次暂态、暂态、稳态的全过程电压支撑，可解决区域新能源送出能力受暂态电压和多场站短路比偏低制约的问题；同时作为转动机械设备，分布式调相机可提供一定的惯量响应，减小频率跌落速率。凭借上述优势，分布式调相机正逐渐成为新能源集中区域的场站标配。

2、当前分布式调相机应用仍处于起步发展阶段，绝大部分实施工程为在现有新能源场站基础上扩建调相机系统。调相机主接线直接影响到整个系统的安全可靠运行和工程造价，在调相机的系统设计中尤为重要。

3、按常规新能源升压站设计方案，场站内所有新能源集电线路、无功滤波及站用电电源等全部汇总至35kv汇集母线，按此设计思路，调相机系统需在35kv母线设置调相机35kv进线，，如图1所示，sfc启动电源馈线及调相机厂用电馈线三个间隔，励磁系统电源采用自并励型式取自调相机出口。

4、此种接线方式在一定程度上可简化调相机出口结构且无需设置出口断路器节省部分投资，但仍存在以下问题：

5、1.35kv间隔数量较多导致工程造价提高及布置困难

6、如前所属，常规思路方案需配置3个35kv馈线间隔，35kv开关柜价格远高于10kv配电柜，同时sfc隔离变、调相机站用变高压侧及对应配电电缆采用35kv均会提升造价；另外，当前绝大多数分布式调相机工程为在现有新能源场站基础上扩建，可利用35kv备用盘口及配电间尺寸均有限，常规工程均难以满足上述间隔扩建布置要求。

7、2.调相机出口母线布置方案复杂

8、由于调相机系统sfc启动特点及保护配置需求，机端仍需设置sfc隔离开关柜、电压互感器&避雷器柜以及励磁t接分支结构，如未设置机端电压母线，单纯依靠t接方案将使出口导体(特别是随着调相机容量增大机端必须采用硬导体母线方案时)布置方案接口繁多，整体布置杂论无序，降低分布式调相机布置简单、集成度高的优势。因此需要一种新的分布式调相机主接线方案，可以使连接结构更加精简，更加适用与扩建建设条件，同时优化降低工程总造价。

技术实现思路

1、本发明需要解决的技术问题是提供一种适用于小容量分布式调相机的电气接线结构，通过设置调相机出口电压母线，采用10kv配电替代35kv配电装置可简化35kv配电间布置及优化设备总造价。同时利用机端过渡柜实现调相机出口10kv配电装置并柜布置，使调相机出口布置及连接方案简洁清晰。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种适用于小容量分布式调相机的电气接线结构，包括分布式调相机本体，分布式调相机本体与调相机升压变之间设置有调相机出口断路器，调相机升压变通过高压电缆连接至35kv调相机进线间隔，在相机出口断路器的调相机侧设置有调相机出口10kv i段母线，在相机出口断路器的升压变侧连接设置有10kvii段母线；分布式调相机本体至调相机出口10kv i段母线和调相机出口10kvii段母线至调相机升压变均采用共箱封闭母线连接；调相机出口10kv i段母线上包括sfc隔离开关、机端电压互感器&避雷器；调相机出口10kv ii段母线上包括母线电压互感器&避雷器、励磁变馈线、sfc隔离变馈线、调相机低压工作站变馈线间隔。

3、本发明技术方案的进一步改进在于：全部10kv断路器采用普通型真空断路器，避免采用发电机专用出口断路器增加成本。

4、本发明技术方案的进一步改进在于：本电气接线结构与新能源场站35kv汇集母线仅设置唯一接口。使调相机系统具有强单元独立性及扩建条件下的高适用性。

5、本发明技术方案的进一步改进在于：调相机出口10kv ii段母线为励磁系统、sfc系统及调相机低压工作变提供电源。励磁系统电源取自调相机出口10kv ii段母线，励磁系统无须配置起动励磁回路，能够利用调相机惰速并网的特点及励磁模式切换快速的优势实现启动励磁至并网励磁的控制方式顺利转换。

6、本发明技术方案的进一步改进在于：调相机出口10kv i段母线及调相机出口10kvii段母线间设置各级电流互感器和机端过渡柜，以便于调相机出口断路器与电压母线铜排进行连接，最终实现调相机出口10kv i段母线和调相机出口10kv ii段母线两段母线的并柜布置，优化占地空间及提高总体布置灵活性。

7、由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：1.通过设置调相机出口断路器及机端电压母线为调相机辅助系统进行配电，调相机系统与新能源场站35kv汇集母线仅存在唯一接口，可提高分布式调相机系统的单元独立性，同时可简化35kv配电间布置，特别适用于新能源场站扩建分布式调相机工程。

8、2.采用10kv中压配电柜替代传统方案35kv高压配电装置，同时相应降低sfc隔离变、调相机低压厂变及配电电缆高压侧电压，可优化工程设备总造价，经济效益明显。

9、3.励磁变电源点设置于调相机出口断路器的变压器侧10kv ii段母线，可利用调相机惰速并网的特点、及励磁模式切换快速的优势，省略起动励磁系统及供电回路，进一步优化系统结构及造价。

10、4.通过设置机端过渡柜实现调相机出口10kv配电装置并柜布置，使调相机出口布置及连接方案清晰灵活，便于工程应用及推广。

技术特征：

1.一种适用于小容量分布式调相机的电气接线结构，包括分布式调相机本体(1)其特征在于：分布式调相机本体(1)与调相机升压变(5)之间设置有调相机出口断路器(3)，调相机升压变(5)通过高压电缆连接至35kv调相机进线间隔(6)，在调相机出口断路器(3)的调相机侧设置有调相机出口10kv i段母线(2)，在相机出口断路器(3)的升压变侧连接设置有10kvii段母线(4)；分布式调相机本体(1)至调相机出口10kvi段母线(2)和调相机出口10kvii段母线(4)至调相机升压变(5)均采用共箱封闭母线(13)连接；调相机出口10kv i段母线(2)上包括sfc隔离开关、机端电压互感器&避雷器(11)；调相机出口10kv ii段母线(4)上包括母线电压互感器&避雷器(12)、励磁变馈线、sfc隔离变馈线、调相机低压工作站变馈线间隔。

2.根据权利要求1所述的一种适用于小容量分布式调相机的电气接线结构，其特征在于：全部10kv断路器采用普通型真空断路器，避免采用发电机专用出口断路器。

3.根据权利要求1所述的一种适用于小容量分布式调相机的电气接线结构，其特征在于：本电气接线结构与新能源场站35kv汇集母线仅设置唯一接口。

4.根据权利要求1所述的一种适用于小容量分布式调相机的电气接线结构，其特征在于：调相机出口10kv ii段母线(4)为励磁系统(7)、sfc系统(8)及调相机低压工作变(10)提供电源。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的一种适用于小容量分布式调相机的电气接线结构，其特征在于：调相机出口10kv i段母线(2)及出口断路器(3)间设置有机端母排过渡柜(14)，便于调相机出口断路器(3)与电压母线铜排进行连接及配电装置组柜布置。

技术总结
本发明公开了一种适用于小容量分布式调相机的电气接线结构，属于电力工程分布式调相机领域，包括：分布式调相机本体与升压变之间设置有出口断路器，升压变通过高压电缆连接至35kV调相机进线间隔，在调相机出口断路器的调相机侧设置有10kVI段母线，在调相机出口断路器的升压变侧连接设置有10kVII段母线；分布式调相机本体至10kVI段母线和10kVII段母线至调相机升压变均采用共箱封闭母线连接，另针对两段母线配电装置进行合理排序并设置母排过渡柜，实现调相机出口两段10kV母线并柜布置。本发明一方面可减少工程设备投资、简化布置方案，另一方面特别适用于已有新能源场站扩建分布式调相机工程；接线及布置方案便于工程应用及推广。

技术研发人员：张占龙,李杰,李可意,吕海勇,王杰,李毅
受保护的技术使用者：中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4