串联补偿电容对继电保护的影响

111第一章串联补偿电容对继电保护的影响第一节概述一、串联补偿电容的作用背景知识高压输电系统使用串联补偿装置能够有效地降低输电系统间的电抗值，提高输电能力和系统运行的稳定性，降低输电系统工程造价。自1950年第一套220KV串联补偿装置在瑞典投入运行以来，高压串联补偿装置在全世界得到了广泛的应用。据不完全统计，目前全世界运行的高压串联补偿装置总容量已达到80GVAR，电压等级从220KV发展到750KV。我国分别在1966年和1972年（西北的刘天关330KV，串补度30和华东的新上杭220KV线路，串补度188）投入使用了第一套220KV和第一套330KV串联补偿装置，其中330KV串联补偿装置的技术水平当时在世界上还有一定的先进之处。后来随着电网网架结构的加强和电网运行方式的改变，这些串联补偿装置相继退出运行，此后在长达20多年的时间里，高压串联补偿装置在我国出现了空白。近几年，电网建设发展迅速，大容量长距离输电增多，“西电东送”给串补技术应用带来了机遇，我国目前已有四个工程投入运行的串联补偿装置，还有一些线路的串补装置工程正在建设和规划中。1徐州三堡串补站（2000年11月投入运行）阳城发电厂坐落在山西阳城境内，一期工程安装6台350MW火力发电机组，总发电装机容量2100MW，由美国AES公司和江苏、山西有关单位共同投资建设。电厂所发电量通过500KV输电线路全部输送至江苏使用。500KV输电系统接线图见图1。由阳城发电厂至淮安上河变电站之间输电距离长达744KM，沿途设置了东明和三堡二座500KV开关站以分割线路（500KV任庄变电站在此之前已经建成投运），整个500KV输电系统采用323接线方式。即阳城电厂至东明开关站之间架设三回500KV线路，其中两回为同塔双回路架设；东明开关站至三堡开关站之间架设两回500KV线路，采用同塔双回路架设。三堡开关站至上河变电站架设三回500KV线路。根据潮流及稳定计算结果得知如果在N1条件下要保证阳城电厂不降低发电出力，就必须全线架设三回500KV线路。为降低工程造价，因此决定在东明开关站至三堡开关站之间的两回500KV线路上三堡开关站侧安装两组500KV串联补偿装置（采用西门子设备）。节省投资34163亿元。系统稳定水平在该区段内还比多建这一条线路提高了10。2大房串补（2001年6月投产）大房（大同二电厂房山）双回500KV线路是华北电网重要的“西电东送”线路之一，也是山西电网与京津唐电网的联络线路。串补装置（采用ABB公司设备）安装在线路中间的蔚县开闭所，离房山500KV变电所161KM。112串补装置安装在线路中间的蔚县开闭所,补偿度35无串补时，大房双回线路的送电暂稳极限为1450MW加装35串补后，暂稳极限为1910MW，极限增加460MW，送电能力提高3173丰万顺双回500KV线路串补（2003年6月建成投产）丰万顺（丰镇万全顺义）双回500KV线路是蒙西电网与京津唐电网的通道，也是华北电网重要的“西电东送”线路之一，担负着将蒙西电网盈余电力安全送出的任务。丰万双回及万顺双回线路的串补装置（采用NOKIA公司设备）均安装在万全变电所侧，丰万侧补偿度35，万顺侧补偿度45无串补时，丰万双回线路的暂稳极限为1738MW，万顺双回暂稳极限为1738MW加装串补后，丰万双回暂稳极限为2416MW，万顺双回暂稳极限为2226MW，极限增加460MW，送电能力分别提高39、47另外，节省输电线路投资，提高北京电网供电的可靠性，节约运行成本，节省整个输电工程投资（38亿元左右）。4平果串补（2003年6月投入运行）我国南方电网是以贵州、云南和天生桥电网为送端、通过天生桥至广东的三回500KV交流输电线路及一回500KV直流输电线路与受端广东电网相联的跨省区电网，2003年6月贵州广东的双回500KV交流输电线路建成投运，南方电网形成了送端“五交一直”、受端“四交一直”的北、中、南三个西电东送大通道。天广双回交流500KV线路，全长937公里，西起天生桥，与云贵电源基地相连，贯穿广西电网，东至广东罗洞变电站。由于输电距离长，中间支撑较弱，目前每回线路至广东的暂态稳定传输极限还不到700MW，是南方互联电网的薄弱环节之一。在平果500KV变电站加装串补装置（采用西门子设备），其中，固定串补35，可控串补5。惠水至河池双回线路河池串补采用西门子公司设备，于2003年11月投运。串联补偿度为50。加装串补后增加输送容量300400MW。1135碧成串补碧口水电厂现有装机容量3100MW，其中1、2机组以220KV电压等级送出，3机组接入110KV电网。通过1回220KV线路接至成县变电所，线路全长140KM。为提高稳定极限，增加输送容量，目前已加装可控串补（由中国电科院集成生产，2004年年底投运），串补度50。加装可控串补后，提高了220KV线路稳定极限，节约投资近半。待建串补无串补时SINRLS1XEP有串补时ICS21提高输电线路的传输功率2提高系统并列运行的稳定性CSERESJCJLJRJX1P1P22在同一角度情况下，增加输送功率倍C输送相同功率的情况下21114二、装设位置一般集中设置在变电所内1装在输电线路一端通常在线路末端2装在线路中间3装在两条母线之间三、串联补偿电容的保护1MOV是串联补偿电容器在系统短路时的过电压保护。串补所在线路上出现较大故障电流时，串联补偿电容器上将出现较高的过电压，MOV可利用其自身电压电流的强非线性特性将电容器电压限制在设计值以下，从而确保电容器的安全运行。2火花间隙（P）是MOV和串联补偿电容器的后备保护，当MOV分担的电流超过其启动电流整定值或MOV吸收的能量超过其启动能耗时，控制系统会触发间隙，旁路掉MOV及串联补偿电容器。3旁路断路器是系统检修和调度的必要装置，串补站控制系统在触发火花间隙的同时命令旁路断路器合闸，为间隙灭弧及去游离提供必要条件。4阻尼装置可限制电容器放电电流，防止串联补偿电容器、间隙、旁路断路器在放电过程中被损坏。阻尼装置火花间隙旁路断路器MOV给维护带来困难，也不易在故障时实行强补串补装置基本元件115四、串补电容的补偿度10LCXK最佳补偿度每增加一千乏电容器，而使得线路允许的输送容量提高最大时的补偿度。SIN1CK补偿度一般在3050范围内。补偿度越大，对保护的影响越大。五、带来的特殊问题1破坏线路阻抗均匀性因为串补电容是一个集中的负电抗。给距离保护的工作带来影响2在C外侧短路时，短路电流增大。由于短路电流增