一种换流站无功控制用交流电压测点优化配置结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种换流站无功控制用交流电压测点优化配置结构。适用于换流站无功控制。属于高压直流输电系统工程技术领域。
【背景技术】
[0002]在“西电东送，南北互供，全国联网”能源发展战略实施过程中，高压直流输电技术体现了其优越性并被广泛采用。在高压直流输电系统中，直流换流器要消耗大量的无功电力，使得所连接的交流系统无法靠自身来供给无功电力并将电压维持在正常范围。大多数直流换流器都是通过装设无功补偿设备来满足无功需求，与此同时，无功补偿设备还必须消耗多余无功以防止持续的高电压损坏换流站设备。因此，精确的无功控制对于整个直流输电系统的稳定运行来说至关重要。
[0003]换流站控制保护系统中，无功控制系统功能是直流输电系统中保证功率正常输送、电压稳定的重要手段，控制输入是无功功率和交流母线电压，控制目的是纠正实际电压和设定值的暂时偏差。而无功控制作为直流系统和交流系统连接处的交流电压的控制手段，其控制判据也是交直流系统连接处的交流电压值，其稳定程度也直接衡量无功控制对整个直流输电系统的影响效果。
[0004]现有技术中，现阶段直流输电工程通常采用交直合建方案，且交直流系统连接处交流母线配置单相电压互感器(例如:A相)，而无功控制系统用电压为交直流系统连接处单相交流母线电压值，存在如下问题:(I)在单相电压波动或系统受到轻微扰动的暂态过程中可能导致无功控制系统误动或拒动，进而造成交流过压、换相失败以及破坏整个直流输电系统的稳定运行。(2)单相电压越限报警，无功控制禁止投入滤波器/电容器，无法实现无功控制功能，进而影响整个直流输电系统的稳定运行。(2)对三相交流母线，需要配置三个单相电压互感器，电压测点配置结构复杂、成本高、可靠性及安全性差。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是，为了解决现有单相电压波动或系统受到轻微扰动的暂态过程中可能导致无功控制系统误动或拒动，进而造成交流过压、换相失败以及破坏整个直流输电系统的稳定运行及无功控制电压测点配置结构复杂、成本高、可靠性及安全性差的问题，提供一种换流站无功控制用交流电压测点优化配置结构。
[0006]本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现:
[0007]—种换流站无功控制用交流电压测点优化配置结构，包括换流站的交流母线和直流控制保护系统的无功控制单元，其结构特点在于:在换流站的交、直流连接处交流母线处设置三相电压互感器，所述的三相电压互感器的电压输入端与交流母线连接、电压输出端连接控制电缆的输入端，控制电缆的输出端连接直流控制保护系统的无功控制单元的电压采样输入端，形成无功控制单元的三相交流电压采样回路;三相电压互感器的三相输出电压作为无功控制系统交流电压判据，形成三相交流母线电压采样的电路结构。
[0008]本实用新型的目的还可以通过以下技术方案实现:
[0009]进一步地，三相电压互感器在换流站的交、直流连接处的连接方式为抗谐振式三相线路连接。
[00?0]进一步地，三相电压互感器在换流站的交、直流连接处交流母线的连接方式为并联连接。
[0011 ] 进一步地，无功控制单元的采样电压线路通过PT接口屏连接于PT端子箱接入端，再由PT端子箱接出端连接于PT接线盒，在PT接线盒的二次绕组线路接出至交流母线。
[0012]本实用新型具有如下突出的有益效果:
[0013]1、本实用新型在换流站的交、直流连接处的交流母线上配置三相电压互感器，把所述三相电压互感器的三相输出电压作为无功控制系统交流电压判据的采样电压，通过控制电缆将所述采样电压引接至直流控制保护系统的无功控制单元，然后由无功控制单元将所采集的三相交流电压采样信号做逻辑运算，形成无功控制逻辑，再由无功控制单元输出并执行无功控制逻辑以控制无功设备的投切，形成单一电压互感器采样三相交流母线电压的交流判据采样电路结构，实现无功控制系统依据三相电压进行控制补偿直流输电系统的无功电力，确保整个直流输电系统的稳定运行；因此，能够解决现有换流站工程中无功控制电压测点配置繁杂、成本高、可靠性及安全性差的问题，具有减少投资成本，优化二次回路接线、提高直流输电系统运行的稳定性，保证送电质量的效果，以及可减少换流站控制保护系统中电压回路及相应软硬件配置数量，简化了控制保护系统的软硬件配置，方便运行维护，并可提高了电压无功控制系统计算精度，简化了电压判据的计算逻辑。
[0014]2、本实用新型通过与利用换流站交流交流母线上设置单相电压互感器，无功控制单元通过采集单相母线电压作为电压无功控制系统功能的电压判据相比，交流母线上设有三相电压互感器，电压无功控制系统通过控制电缆与三相电压互感器二次侧绕组相接，电压无功控制系统通过采集交流母线的三相电压作为无功控制判据。可提高无功控制功能响应的准确性和可靠性。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的三相电压互感器在交流母线上的连接原理图。
[0016]图2为三相电压互感器的连接示意图。
[0017]图3为三相电压互感器在交流母线上的连接结构示意图。
[0018]图4为三相电压互感器连接在交流母线上的电气原理图。
[0019]图5为三相电压互感器在交流母线上的连接处结构示意图。
[0020]图6为无功控制电气原理图。
【具体实施方式】
[0021 ]以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
[0022]具体实施例1:
[0023]参照图1至图6，本实施例涉及的换流站无功控制用交流电压测点优化配置结构，包括换流站的交流母线I和直流控制保护系统的无功控制单元2，在换流站的交、直流连接处设置三相电压互感器3，所述的三相电压互感器3的电压输入端与交流母线I连接、电压输出端连接控制电缆4的输入端，控制电缆4的输出端连接直流控制保护系统的无功控制单元的电压采样输入端，形成无功控制单元的三相交流电压采样信号回路;三相电压互感器的三相输出电压作为无功控制系统交流电压判据的采样电压，形成三相交流母线电压采样电路结构。具体是形成单一电压互感器采样三相交流母线电压的交流判据采样电路结构。
[0024]本实施例中:
[0025]三相电压互感器3在换流站的交、直流连接处的连接方式为抗谐振式三相线路连接。
[0026]三相电压互感器3在换流站的交、直流连接处交流母线上的连接方式为并联连接，无功控制单元2的采样电压线路通过PT接口屏5连接于PT端子箱6接入端，再由PT端子箱6接出端连接于PT接线盒7，在PT接线盒7的二次绕组线路接出至交流母线I。
[0027]本实施例可以在换流站的交、直流连接处的交流母线上配置三相电压互感器，把所述三相电压互感器的三相输出电压作为无功控制系统交流电压判据的采样电压，通过控制电缆将所述采样电压引接至直流控制保护系统的无功控制单元、形成无功控制单元的三相交流电压采样信号，然后由无功控制单元将所采集的三相交流电压采样信号做逻辑运算，形成无功控制逻辑，再由无功控制单元输出并执行无功控制逻辑以控制无功设备的投切，形成三相交流母线电压的交流判据采样电路结构，实现无功控制系统依据三相电压进行控制补偿无功电力，确保整个直流输电系统的稳定运行。
[0028]进一步地，所述控制无功设备的投切，是指:当电压超过最大限幅的设定时间时，无功控制按次序切除滤波器组以防止电压的继续升高；当电压低于最低限幅的设定时间，无功控制将按顺序投入滤波器组防止电压的继续降低；当有一组滤波器的投入将引起电压超过最高允许值，最高电压Umax限制功能禁止投入滤波器组的操作；当有一组滤波器的切除将引起电压超过最低允许值，最低电压Umin功能禁止切除滤波器组的操作。
[0029]进一步地，所述最高电压Umax限制功能，是通过切除滤波器组，最高电压Umax功能维持稳态交流电压在过压保护动作的水平以下，避免保护的频繁动作;最低电压Umin限制功能，是在交流母线稳态电压过低时，最低电压Umin功能将命令投入滤波器组，以支持交流电压的恢复。
[0030]所述换流站与交流系统的交换无功计算表达式如下:
[0031]Qexp = Qconv — Qf iIter
[0032]表达式中:Qexp为换流站与交流系统交换无功；
[0033]Qconv为换流阀消耗无功；
[0034]Qfi Ite