串联补偿线路SSR分析研究

合集下载

串联电容补偿线路保护算法的可解性分析

ＬＩＹｉｅｇ．ＹＡＮＧｉ－ａ。ｎｆＪｎｂｉ
（．ＩｆｒｔｎＣ１，Ｇｕｎｄｎｃａｉ．ｈｎｉｇｕｎｄｎ２０８ｈｎ；２ｈｎｏｔｅｎＰｗｅｉ１ｎｏｍａｉｏ．ｏａｇｏｇＯｅｎＵｎｖ，Ｚａｊｎ，Ｏａｇｏｇ５４８，Ｃｉａ．ＣｉａＳｕｈｒｏｒＧｒａｄ
Ｃｏ，Ｌｄ．．ｔ，Ｇｕｎｚｏ１６３，Ｃｈｎ）ａｇｈｕ５０２ｉａ
Ａｂｔａｔｎｖｅｏｈｒｂｅｒｓｎｒｍｈｅｉｓｃｍｐｎａｉｇｃｐｃｔｎｅｉｔｏｕｅｎｏｔａｓｓｉｎｌｅｎｈｓｒｃ：Ｉｉｗｆｔｅｐｏｌｍｓａｉｇｆｏｔｅｓｒｅｏｅｓｔｎａａｉｃｎｒｄｃｄｉｔｒｎｍｉｏｉｓａｄｔｅｉａｓｎｉｆｕｎｅｏｉｅｐｏｅｔｎ，ｔｉｐｐｒａａｙｅｈｏｖｂｌｔｆｔｅｍｏｅｔｏ，ａｐｏｅｔｎａｇｒｔｍｏｅｉｓｎｌｅｃｎｌｒｔｃｉｎｏｈｓａｅｎｌｚｓｔｅｓｌａｉｙｏｈｄｌｍｅｈｉｄｒｔｃｉｌｏｉｈｆｒｓｒｅ－ｏｃｍｐｎａｅｒｎｍｉｓｏｉｅ．ＩＳｉｄｃｔｄｔａｉｌｎｉａｓｔｅｍｅｈＳｔｎｃｓｉａｅｈｏｖｎｆｔｉ．ｏｅｓｔｄｔａｓｓｉｎｌｓｔｉｎｉａｅｈｔｓｍｐｅａｄｖｓｌａｈｔｏｉ，ｉｅｅｓｔｔｓｔｅｓｌｉｇｏｈｒｎｕｄｄｏｄｒｌｅｒｅｕｔｎｇｏｐ，ａｄｔｅｒｓｌｓｏｉｌｔｎｔｓｎａｃｌｔｎｃｎｉｅａｌｅｉｔｒｍｈｃｕｌｖｌｅ．ｒｅｉａｑａｉｒｕｓｎｈｅｕｔｆｓｍｕａｉｅｔａｄｃｌｕａｉｏｓｒｂｙｄｖａｅｆｏｔｅａｔａａｕｓｎｏｏｏｄ

【双回线】500kV上承双回线路保护与串补保护相互影响分析[1]

影响，阐述了串补保护与线路保护的配合情况。研究结果表明，纵联电流差动保护受串补影响最小，优于
其他原理的保护。
关键词：串联电容补偿；距离保护；纵联距离保护；保护超越
中图分类号： TM773
文献标志码： A
文章编号： 1004-9649（2010）08-0087-04
0 引言
串补技术是在高压长线上加装串联电容以补偿线路感抗，缩短交流传输的电气距离，提高线路输送容量，降低线路输送损耗，同时可以限制短路容量，更加合理地分配输送功率，从而提高电力系统的稳定运行水平和经济性、可靠性。［1-2］本文根据上（内蒙古上都电厂）承（承德 500 kV 变电站）双回线路加装串补工程的实际情况，分析串补系统与线路保护的相互影响。
图 5 距离保护测量阻抗轨迹 Fig.5 Measuring impedance locus diagram of
distance protection
距离 II 段和 III 段的整定要保护整条线路，考虑其与串补本体保护的配合，距离 II 段的阻抗定值按本线路无串补时对末端短路有灵敏度整定，以保证串补退出运行时对末端短路有灵敏度。距离 III 段的阻抗定值按常规整定，由于时间整定较长，不考虑串补的影响，其特性与常规相同，不做改变。
2.6 串补本体保护与线路保护配合
对于承德站上承线路断路器，串补保护采用直跳回路至断路器操作箱；对于上都侧，通过差动保护及纵联保护通道发远跳命令。串补本体故障及其保护的动作行为，主要影响输电线路电流，电压几乎没有变化，故零序方向与工频变化量距离，几乎不受影响［6］。线路发生故障时，线路保护给串补保护开入信号，具体逻辑如图 7 所示。

TCSC与SVC在SSR中应用及经济性比较

TCSC与SVC在电力系统SSR中应用及经济性比较XXX（XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX）摘要：针对电力系统远距离、大容量输电中的串联补偿技术容易引起系统次同步谐振(SSR)问题；基于IEEE 次同步谐振第一标准测试系统，在PSCAD/EMTDC中搭建晶闸管控制串联电容器(TCSC)和静止无功补偿器(SVC)模型，利用测试信号法从电气阻尼和经济性两方面讨论TCSC与SVC抑制SSR效果。

研究发现：在实测容量下，SVC较TCSC投资偏多，但在整个次频段内(尤其是在主导模式下)SVC提升电气阻尼较TCSC更多；时域仿真表明加入SVC较TCSC而言，扭矩收敛速度更快，抑制效果更好。

关键词：次同步谐振；可控串补；静止无功补偿器；测试信号法；经济性中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：The application in SSR and economic comparison between TCSC and SVCWU Xiao-gang，YUAN Yi-tao，KANG Ji-tao(School of Electrical Engineering，Southwest Jiaotong University，Chengdu 610031，China) Abstract: Aim at the problem of sub-synchronous resonance(SSR) caused by the series compensation technology used in the long-range and high-capacity transmission power system, the models of thyristor controlled series capacitor(TCSC) and static var compensator(SVC) are built in PSCAD/EMTDC based on the first standard IEEE sub-synchronous resonance test system. The suppression effect is discussed from the two aspects of electrical damping and economic with the test signal method. The study shows: the investment of SVC is much bigger than TCSC at the measured capacity; However, the electrical damping enhanced by the SVC is more than TCSC in the all sub-frequency; time domain simulation show that comparied with TCSC, the torque converges is faster and suppression effect is better when adding SVC.Keywords:sub-synchronous resonance; TCSC;SVC; test signal method; economy0引言我国能源分布不均以及随着用电负荷的日益增大，电力系统大容量、远距离输电势在必行；采用串联电容补偿是提高交流输电线路输送能力、控制并行线路之间的功率分配和增强电力系统暂态稳定性的一种十分经济有效的方法[1]。

【精品】高压输电线串联电容补偿问题探讨

高压输电线串联电容补偿问题探讨1引言对于远距离输电线，其输电能力主要取决于线路的稳定极限［1］，功角稳定性使输送功率、输电距离受到限制，必须采取补偿措施。

串联电容器补偿可使系统稳定极限大幅度提高，从而提高线路的输电能力。

但是，普通串补可能引起次同步谐振问题，在工程实际中，一般将普通串补与可控串补结合安装以消除次同步谐振［4］。

而且，串联补偿对短路电流产生严重影响，从而干扰继电保护的正常运行。

实质上，串补电容器的安装位置、补偿容量的确定是一个系统工程,涉及系统稳定性、次同步谐振、继电保护、弗兰蒂效应［2］(即轻载过电压）、成本等等方面，本文主要论述前三个方面. 2分布参数模型对于典型的长距离高压架空输电线路,由沿绝缘子串的漏电流以及电晕而产生的并联电导实际上为零，而且,其单位长度电阻远小于单位长度电抗，因此，长距离高压架空输电线路可以视为无损耗传输线，其正弦稳态传输方程［2]为：式中：θ—-电气长度; Z——特征阻抗；VS——线路送端电压相量; IS——线路送端电流相量；Vr——线路受端电压相量；Ir——线路受端电流相量. 电气长度θ＝βD，代表线路全长，D为相位常数。

电磁波沿架空输电线路的传播速度接近光速,在50Hz交流系统中，相位常数β≈1.06×10－3rad／km。

经分析，图1所示的π型电路,其二端口网络传输方程与方程(1)完全一致。

而且，实质上，无损耗传输线的分布参数等效电路原理图［3］就是图1.3功角稳定性3．1 无补偿线路的稳定极限根据图1，可以求得无补偿输电线路的功角方程为:式中：Rr—-线路受端输送的有功功率; RS——线路送端输送的有功功率; Qr——线路受端输送的无功功率；QS——线路送端输送的无功功率；δ——线路送端电压与线路受端电压的相角差。

取线路额定电压为U，定义根据公式（2)、（3)、（4)，如果VS＝Vr＝U，则当Pr＝P0时,有QS＝Qr＝0，线路与两端系统之间没有无功功率的交换，对于线路每个单位长度,电容产生的无功功率等于电感吸收的无功功率，而且,沿线电压都为额定电压，这就是电压和无功控制的最佳状态.P0叫作自然负荷。

电气工程论文-次同步谐振对SSR的有效抑制

第1章绪论1.1 课题的背景和意义随着串补技术的广泛应用，电厂大机组台数和类型的增多以及电网互联情况的日趋复杂，SSR的影响因素也急剧增加，潜在的风险也逐步增大[1-6]。

采用传统的抑制方案需要增加机组切机台数才能有效的抑制SSR，已不能完全满足工程要求，因此需要寻求新的解决办法来减少切机台数来抑制SSR发散。

基于此，本文以上都电厂出现的次同步谐振问题为研究对象进行抑制方案的研究[7-15]：目前课题组已对上都电厂串补输电系统一二期工程研究中所采用SEDC+TSR的方式来抑制SSR进行了深入研究，现场试验验证了该方案的有效性。

而对上都电厂远期工程的SSR风险评估发现，采用SEDC+TSR的方式进行SSR抑制，在一些SSR风险比较严重的工况和扰动情况下，由于SEDC受到容量限制等问题，需要TSR进行多台机组的切除才能实现SSR的有效抑制。

之前的抑制措施无法满足上都电厂串补输电系统三期工程的SSR抑制切机需求，经过研究决定采用SEDC+GTSDC+TSR三者协调作用的方案来抑制SSR减少机组的切机台数，然后通过特征值分析和大量的时域仿真证明了方法的有效性，但是只要当SEDC和GTSDC参数恰当的时候才能有效的抑制SSR；相反，若参数不合适还会起到帮助发散的作用，所以如何协调二者的参数是能否起到有效抑制作用的关键问题。

本文也是基于这一点提出了SEDC和GTSDC参数优化设计的方法，可以减少切机台数抑制SSR问题。

对同类次同步谐振的研究也有很强的指导和借鉴意义。

1.2 次同步谐振问题研究现状由串补而引起的次同步谐振问题，国内外学者进行了大量的研究和工程实践，国际电气电子工程师协会专门成立了次同步谐振问题研究小组，对SSR的研究起到了关键的推动作用[16-25]。

国内的专家也进行了大量SSR问题的研究，总结和归纳出了很多研究成果。

- 1 -1.2.1 SSR产生机理与分析方法次同步谐振的产生机理可从以下三个方面加以解释[22-27]：（1）感应发电机效应（2）机电扭振互作用（3）暂态力矩放大作用感应发电机效应和机电扭振互作用属于小扰动稳定，常用线性化模型和小扰动分析方法（如特征分析法、复数力矩系数法）加以研究；而暂态力矩放大作用常出现在大扰动的情况下，会造成发电机轴系较大的扭振，属于大扰动下的强非线性，通常采用电磁暂态程序仿真分析。

输电线路串联电容器补偿研究

输电线路串联电容器补偿研究摘要：串联电容补偿技术是一种提高交流输电线路稳定极限的经济而有效的手段。

然而，串联补偿装置的存在破坏了传输线路的均匀性，容性阻抗的存在使电压和电流的相位发生变化，进而影响保护的动作特性。

文章首先介绍了串联电容器补偿的作用和应用特点，然后分析了串联电容器补偿对线路保护的影响，最后结合福建省电力有限公司电业局实践简要介绍了国内外主流厂家针对串联补偿对线路保护的影响提出的解决办法。

关键词：串联电容器；补偿；线路保护；影响串联电容补偿技术是一种提高交流输电线路稳定极限的经济而有效的手段。

在线路上加装串联补偿能大幅度提高线路的输送能力和输电系统的稳定性，从而确保电网安全、稳定、经济运行，因而在电网建设及改造中日益得到重视，串联补偿技术已经成为建设“智能电网”的有效途径。

目前我国已经在南方电网500 kV天广双回线路、华北电网大房500 kV双回线路、阳城电厂500 kV送出线路等工程中装设了串联电容补偿装置并投入运行。

随着电网规模的不断发展，为提高输送容量，提高稳定极限，对串补技术的应用也将逐渐增加，还有大量输电线路计划加装串联电容补偿装置。

特别是在远距离、大容量坑口电厂的送出线路中，串补及可控串补技术将得到更大范围的应用。

然而，线路上装上串联电容器补偿后会破坏线路阻抗随短路故障点距离增长而增加的简单关系，可能引起线路保护超越动作或失去方向性。

分析研究串联补偿对继电保护的影响，有利于保障工作实践中串联补偿线路工程的实施，文中，笔者将对串联电容器补偿对线路保护的影响重点展开分析。

1 串联电容器补偿的作用串联电容补偿装置是串联在输电线路中以补偿线路感抗，由电容器及保护设备、控制设备等组成的装置。

在输电线路上加入串联电容器对电力系统稳定有较大作用，具体表现如下几个方面：①能够减小线路感抗，缩小两端电势间的相角差，从而获得较大稳定裕度和较高传输容量。

提高电力系统的稳定性，增加系统输送能力。

串联无功补偿技术在配电网中的应用分析

赵文忠（1966—），男，副教授，从事电机与电力系统的教学和科研。

串联无功补偿技术在配电网中的应用分析赵文忠1，王东平2（1.河西学院，甘肃张掖734000；2.江苏斯菲尔电气股份有限公司，江苏江阴214429）摘要：通过理论分析和软件仿真，研究了在配电网中采用串联补偿技术的可能性及效果。

研究表明，在配电网中采用串联补偿技术有助于配电网电压稳定，可实现配电网潮流控制和电能质量改善。

其补偿效果优于传统的并联补偿，有一定的工程应用前景。

关键词：配电网；串联补偿；原理；补偿效果中图分类号：TM 714.3文献标识码：A文章编号：1001-5531（2010）05-0037-03Application Analysis of Series Reactive Power Compensation in Distribution NetworkZHAO Wenzhong 1，WANG Dongping 2（1.Hexi University ，Zhangye 734000，China ；2.Jiangsu Sfere Electric Co.，Ltd.，Jiangyin 214429，China ）Abstract ：On the basis of the theoretical analysis and software simulation ，focused on the possibility and effect of the application of series compensation technology in the power distribution network.It was indicated in the re-search that the application of series compensation technology could help improve the voltage stability in the power istribution network and also made it possible to control the power flow and improve the electrical energy effect of se-ries reactive power compensation surpassed the traditional parallel connection compensation ，there were some pros-pects in applying this technology in engineering.Key words ：distribution network ；series compensation ；principle ；compensation effect王东平（1959—），女，工程师，从事电气智能化仪表研究与开发工作。

10kV配网串联补偿方式研究及运行效果

10kV配网串联补偿方式研究及运行效果作者：马利来源：《科学与财富》2019年第04期摘要：串联电容器补偿技术在低电压治理领域主要起到改善配网线路全线电压分布、提升线路中特别是末端低电压的作用。

适用于需要改善电压质量、功率因数、电能输送能力的10kV配电网长线路，特别是跨越山区、负荷重或存在大型工业负荷的农村配网线路。

本文基于串补装置在平阳海滨855线的典型应用，结合理论和工程两个方面，论证了串联补偿手段对低电压治理的效果。

关键词：串联电容器补偿;线路;电压1. 引言线路导线与线缆呈感性，线路长度与感性阻抗呈正比，因此越长的线路其末端电压降相对越严重，电能输送能力也越低。

特别是末端负荷分布较多的情况，低电压的现象也更为明显。

在该类线路中采用串联电容器的方式，减小线路等效电抗，提高线路的供电能力，可有效降低线损，提高功率因数，提升线路电压水平，具有良好的经济和社会效益。

概述串补的特点和功能主要有1：1）串补可有效改善全线电压分布，解决低电压问题;2）串联电容器下游线路的负荷发生了大幅度变化时（如大容量电动机启停），电容器补偿的电压能随之实时变化;3）具有“自适应”电压调节和实时响应的特点，电压与无功补偿量随线路电流的变化而实时调节;4）降低了有功损耗，获得不可忽视的经济效益。

（因线路电压水平与功率因数的提高而降低了电流值，从而降低线损）2. 串补应用工程介绍2016年1月22日于国网浙江平阳海滨855线成功投运。

装置通过了轻载期（春节期间）和重载期等不同工况的实际考验，连续稳定运行至今，并取得了显著的节能降耗效果。

国网浙江平阳海滨855线全长31.1公里，供电半径为17.1公里，配变总容量为17.785MVA，主干线为JKLYJ10KV-240导线，同时沿线有多处距离不等的电缆联接。

根据历史数据统计，在最大负荷总量为5.56MW时，全线负荷率接近35%，线路末端电压低于8kV，线路用户的用电受到严重影响。

串联电容补偿对线路继电保护的影响研究的开题报告

串联电容补偿对线路继电保护的影响研究的开题报告一、课题背景电力系统是现代社会中最重要的能源供给之一，对于保障系统的运行和稳定具有重要的意义。

其中，电力线路是电能传输的重要通道，保护线路的安全和稳定运行对于电力系统的稳定性起到至关重要的作用。

然而，由于电力系统的复杂性和多变性，线路故障是不可避免的，如何及时准确地识别和隔离线路故障至关重要。

电力系统中的继电保护起着检测故障和隔离故障的作用，可使电力系统在故障发生时及时地保护系统，并提高系统的可靠性。

继电保护与电力线路之间的联系非常紧密，受到线路参数变化的影响，继电保护的工作也必须随之调整，以保证系统的可靠性。

其中，串联电容补偿装置是电力系统中常用的线路储能式补偿方式，可有效地提高系统的电能传输能力和稳定性，但对继电保护的影响较大，需要进行深入的研究和分析。

二、研究内容本研究旨在深入探究串联电容补偿对线路继电保护的影响，具体研究内容包括以下方面：1. 串联电容补偿对线路电压的影响。

通过分析串联电容补偿对线路电压的影响，探讨串联电容补偿对继电保护的影响。

2. 串联电容补偿对线路电流的影响。

通过分析串联电容补偿对线路电流的影响，探讨串联电容补偿对继电保护的影响。

3. 串联电容补偿对线路空间电荷的影响。

通过分析串联电容补偿对线路空间电荷的影响，探讨串联电容补偿对继电保护的影响。

4. 继电保护对串联电容补偿的影响。

通过分析继电保护对串联电容补偿的影响，探讨串联电容补偿对继电保护的影响。

三、研究方法本研究采用理论分析、仿真模拟和实验研究相结合的方法：1. 理论分析：对串联电容补偿与继电保护之间的关系进行分析，推导出串联电容补偿对继电保护的影响。

2. 仿真模拟：利用PSCAD/EMTDC软件对线路进行仿真模拟，分析串联电容补偿对线路电压、电流和空间电荷的影响，并研究继电保护对串联电容补偿的响应。

3. 实验研究：在实验室中搭建电力系统模型，通过实验研究得出串联电容补偿对线路继电保护的影响，验证理论和仿真模拟的结论。

浅谈串联补偿装置500kV线路的应用与分析

应用技术
ｌ ■
ＣａｉｅｄｃｌｉｈｅｈｏＲｅｉｓｎａＴｎｇｅｗｎｃｃｎｅｏｙｖ
浅谈串联补偿装置５０Ｖ线路的应用与分析０ｋ
王宝琳
（华北电网大同超高压供电公司变电处山西大同０７０）３０６（摘要】目前我国电网已进入大电网、大机组、高压交直流输电的新阶段，应用远距离大容量的高压输电技术已成为我国电力工业发展的迫切需要。远距离、大容量的电能传输使系统稳定性问题在我国变得日益突出，如何在保持系统稳定的前提下，高输电线路的输送功率，少线路回数，提减是我国电力系统
着电力电子技术的发展，固定串补技术的基础上，在又发展了可控串补技术。目前世界上运行的串联补偿装置分为固定串补（Ｓ）ＦＣ和可控串补（Ｃｃｓ）Ｔｓ或ｃｃ两种，中可控串补真正投入运行的只有两家（国的２０ＶＫｙｎａ电站其美３ｋａｅｔ变和５０Ｖｌｔ变电站）其技术复杂性和投资均较高，固定串补投资较低且０ｋＳａｔ，而有丰富的运行经验。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，高输电能力和系统运行的稳定性，提降低输电系统工程造价。１串补装置结构及其原理串联补偿技术是将电容器ｃ串接于输电线路中，来补偿输电线路自身的线路电抗ｘ，＝，Ｘ过阻抗补偿减少功率输送引起的电压降和功角差，，ＸＸ－通从而提高电力系统稳定性，扩大线路输送容量。串联补偿装置主要由串联电容器组、非线性电阻（ｖ）、放电问隙、阻尼装置、旁路断路器、继电保护Ｍ０装置等六部分组成，按其过电压保护方式可分为单间隙保护、双间隙保护、金属氧化物（Ｎ）ｚＯ限压器（ｏ）护和带并联间隙的ＭＶＭｖ保Ｏ保护四种。带并联间隙的ＭＶ保护方式的串补装置具有串补再次接入时间快、减少ＭＶ量及提ＯＯ容供后备保护等优势，有利于提高系统暂态稳定水平，因此目前在电力系统的串补工程中得到了比较广泛的应用。串联电容补偿技术是在输电线路中串人电容器组，利用电容器容抗抵消部分输电线路感抗，从而减小线路的等值电抗，在高压远距离输电线路上，相当其于缩短线路的电气距离，从而提高了线路的稳定极限和输送能力。长距离超高压线路的功率传输能力，常由发电机或电源并列运行的稳定性决定。对通简单的两机系统，假设电源内阻抗为零，路输送功率Ｐ可由下式表示：线

基于串联电容器装置的无功补偿技术研究

基于串联电容器装置的无功补偿技术研究无功补偿技术是电力系统中重要的调度手段之一，它对提高电力系统的稳定性、调整电压质量、降低线路损耗等方面具有重要的意义。

而基于串联电容器装置的无功补偿技术作为一种常用的无功补偿手段，已经在实际运行中得到广泛应用。

基于串联电容器装置的无功补偿技术的核心思想是通过串联接入电容器来补偿电力系统中的无功功率，从而提高功率因数和电压质量。

在正常运行状态下，电力系统中由于电感元件的存在，产生了一定的无功功率。

这些无功功率不仅会导致电力资源的浪费，还会影响电力系统的稳定性。

而串联电容器装置的引入可以部分或者完全地抵消这些无功功率，从而起到无功补偿的作用。

基于串联电容器装置的无功补偿技术主要依靠串联电容器对无功功率进行补偿。

在电力系统中，电容器的串联接入可以有效地减小电压与电流之间的相位差，降低电流的无功功率成分，提高功率因数。

通过根据电力系统特点合理选择串联电容器的容量、电压等参数，可以实现对功率因数的准确补偿。

在实际应用中，基于串联电容器装置的无功补偿技术存在许多需要考虑的因素。

首先，合理选择电容器的容量和数量对于无功补偿效果具有重要的影响。

如果电容器容量过小，可能无法完全补偿无功功率；而容量过大，则可能导致过补偿的情况发生，甚至引发电力系统的谐振问题。

其次，由于电容器工作电压的限制，需要对电力系统进行电压等级划分，以确保电容器装置的安全运行。

此外，考虑到电容器自身的损耗、寿命等因素，需要定期对电容器进行维护和检测，确保其正常运行。

基于串联电容器装置的无功补偿技术具有广泛的应用场景。

特别是在电力系统电流负荷较大、无功功率较高的情况下，通过引入串联电容器装置进行无功补偿可以显著提高系统的功率因数和电压质量。

此外，在高压输电线路中，串联电容器装置可以用于控制电压的稳态和瞬态，提高电网的稳定性和可靠性。

然而，基于串联电容器装置的无功补偿技术也存在一些局限性和挑战。

首先，在电力系统中，无功功率的变化是动态的，如何根据电力系统的运行情况及时调整电容器的功率以实现补偿是一个难题。

串联补偿电路与并联补偿电路的问题

串联补偿电路与并联补偿电路的问题研究引言：无功补偿的两大类型手段，串联补偿与并联补偿，基于对以上两种无功补偿电路的理解，我们来研究一下串联补偿电路中补偿电路的继电保护问题，并提出保护电路的方案，同时来讨论一下并联补偿与串联补偿的兼容性问题。

1串补电容对线路保护的影响1.1补偿原理串联补偿：通过在线路这种串联电容器（一般长距离输电线路呈感性），改变线路的阻抗特性，从而达到传输的目标。

串联补偿电容器对输电线路的控制是直接的，提供了很强的纵向潮流控制能力。

同时提供了无功补偿。

并联补偿：通过在线路这种并联电容器（或电抗器），通过电容器（或电抗器）向系统产生（或吸收无功功率）。

从而改善潮流分布的目标。

并联电容器向连接的节点提供无功功率，与补偿点相连的所有都将受到不可控的影响，尽管并联补偿是一种很好的电压控制方式，但对系统的纵向潮流控制能力较弱。

1.2串联补偿电路对继电保护向量的影响 1.2.1电压反相通常在非串补线路上，电源流出的短路电流落后于电源电势，母线电压与电源电势基本同相。

但在串补系统中，如从电源到保护安装处的感抗大于容抗，当靠近串补处发生故障时（如图1-1中F1点故障），将导致加在继电器上的电压相位和电源电势相差180°，即保护丈量的电压将发生反向。

在故障序网图中，也会发生电压反向。

图1-1 简易的串联补偿电路系统间隔保护或方向保护的电流方向不会因串补而改变。

这种电压方向的变化将对保护动作的正确性产生影响，但对不以丈量故障电压为参考量的保护（如电流差动保护），则不会造成影响。

1.2.2电流反向在串补线路上，以线路始端母线电压为基准，线路短路电流可能超前于电势，相位变化约180°，即发生电流反向。

当电源负序阻抗小于电容容抗时，保护测得的负序电流也将反方向。

以电流为参考量的保护，如间隔保护、方向保护、电流差动保护，在电流发生反向时，正常的选择性将受到影响。

1.3串联补偿电容对典型继电保护的影响 1.3.1串联补偿电容对间隔保护的影响当串补电容器的保护MOV将串补电容旁路时，间隔保护自然适应，故以下主要讨论串补电容不被旁路的情况。

串联补偿分析

封万顺双回500kv线路串补工程实例长距离交流输电线路的传输容量受稳定极限的限制，其中感抗对传输能力起决定性作用，公式P=EU/X sinδ.在输电线路中加入串联补偿电容，利用串联补偿电容的容抗补偿部分感抗，减小线路两端的相角差，达到提高系统稳定极限和输电能力的目的。

下面先介绍一下工程中串联补偿的主要作用及主要的接线形式，然后以封万顺（丰镇-万全-顺义）双回500kv为例进行分析。

串联电容补偿的主要作用：（1）提高电力系统稳定性，增加系统传输能力利用串联补偿电容的容抗补偿部分感抗，减小线路两端的相角差，达到提高系统稳定极限和输电能力的目的（2）改善系统的运行电压和无功平衡条件，在配电网中用于补偿线路感性压降，改善电压质量串联电容器产生的无功与通过电容器的电流平方成正比，也就是说串联电容器对于改善系统的运行电压和无功平衡条件具有自适应性。

与并联补偿相比，若提高线路末端电压，采取串联补偿比较经济。

(3)合理分配并联线路或者环网中的功率潮流串补电容相当于缩短了线路的电气距离，可是潮流分布更合理，同时减小了线路的损耗总之，串补技术性能优越，投资省，见效快，所以，串补在电力系统，特别是远距离大容量输电系统中得到了广泛的应用。

关于串联电容补偿的接线形式，根据设备的不同主要有固定式常规补偿和动态式可控补偿。

对于固定式常规补偿，接线形式如下：1.电容器组C2.氧化锌避雷器MOV3.火花间隙J4.阻尼装置D 5。

旁路断路器DL 6.旁路隔离开关7.串联隔离开关G2 G3 8.绝缘平台9.控制保护系统对于动态式可控补偿，接线如下：1.电容器组C2.氧化锌避雷器MOV3.旁路电感LB4.晶闸管SCR下面再来以封万顺（丰镇-万全-顺义）双回500kv串补工程实例为例进行分析：这是实际的串补站图片：封万顺（丰镇-万全-顺义）双回500kv线路是蒙西电网送点京津唐的通道，也是华北电网西电东送线路之一，承担着将蒙西电网剩余电力安全送出的任务。

影响500KV输电线路串联电容补偿因素分析

影响500KV输电线路串联电容补偿因素分析摘要通过对500kv输电线路主流串联补偿装置TCSC的运行、操作、控制分析研究，在全面阐述电容器、串联补偿装置原理的基础上，分析了串联电容补偿对高压输电线路的若干影响；分析了MOV、触发间隙、旁路断路器的作用，提出了限制出现在电容器组上的过电压，保护电容器组措施，进一步确定对串联补偿装置正确的操作与控制方法。

关键词：500KV 串补影响因数分析Affects the 500KV transmission line series capacitors compensation factor analysisABSTRACTThrough installs TCSC to the 500kv transmission line mainstream series compensation the movement, the operation, the control analysis research, in elaborated comprehensively the capacitor, in the series compensation installment principle foundation, has analyzed the series capacitors compensation to high pressure transmission line certain influences; Has analyzed MOV, the triggering gap, the bypass circuit breaker function, proposed the limit appears on the condenser bank the overvoltage, protects the condenser bank measure, further determines to the series compensation equipment correct operation and the control method.Keywords: 500KV The string makes up Influence Factor Analysis目录第1章绪论1.1 什么是串联电容补偿 (1)1.2 串联电容补偿于电力系统中的作用 (2)1.3 TCSC在高压交流输电系统中的应用 (4)第2章与串补装置相关的若干问题2.1 串补装置引起的过电压问题 (5)2.1.1引言 (5)2.1.2电力系统过电压的数字仿真方法 (6)2.2 串补装置对潜供电流的影响 (7)2.3 串补装置引起的次同步谐振问题 (8)2.4 串补装置对断路器暂态恢复电压的影响 (9)2.5 电磁干扰源对串补的影响 (10)第3章线路保护对串补的影响分析3.1 对距离保护的影响 (11)3.2 对方向元件的影响 (12)3.3 减少串补影响所采取的措施 (13)结论 (13)参考文献 (14)第1章绪论串联电容补偿是提高输电系统稳定极限以及经济性的有效手段之一。

串联型电能质量复合调节装置的补偿策略研究的开题报告

串联型电能质量复合调节装置的补偿策略研究的开题报告一、选题背景随着电力系统规模的不断扩大和电子设备的普及，电能质量问题越来越受到人们关注。

电能质量问题主要包括电压波动、闪变、谐波污染等，影响着电力系统的安全稳定运行和电子设备的正常使用。

为了改善电能质量，提高电力系统的供电质量，需要采用电力电子技术来进行补偿控制。

串联型电能质量复合调节装置是一种有效的电能质量补偿控制装置，它可以对电压波动、闪变、谐波污染等多种电能质量问题进行同时补偿，并能够具有快速响应和高效节能的特点。

因此，研究串联型电能质量复合调节装置的补偿策略具有重要的理论意义和实际应用价值。

二、研究目的本研究的主要目的是针对串联型电能质量复合调节装置的补偿策略问题进行系统性的研究，找出合适的控制算法和策略，使得电能质量补偿效果更加显著；同时，结合实际应用场景，探索有利于提高装置性能的新型调节方法和策略。

三、研究内容1. 分析串联型电能质量复合调节装置的工作原理和补偿机制，深入了解各种电能质量问题对装置性能的影响；2. 综述目前常用的串联型电能质量复合调节装置补偿算法和策略，并提出研究思路和方向；3. 设计和优化串联型电能质量复合调节装置的补偿控制模型，研究其控制算法和策略，结合实际应用场景对算法进行实验验证和分析；4. 探索新型的串联型电能质量复合调节装置控制算法和策略，针对特定的电能质量问题进行优化和改进，提高装置性能和补偿效果；5. 对串联型电能质量复合调节装置的补偿效果进行仿真和实验分析，评价各种算法和策略的优劣，并提出进一步研究方向和建议。

四、研究意义1. 提高电力系统供电质量，改善电能质量问题，保障电力系统的安全稳定运行和电子设备的正常使用；2. 探索串联型电能质量复合调节装置控制算法和策略的新思路和新方法，推动电力电子技术的发展和应用；3. 为电力系统的智能化、高效节能、可持续发展等方向提供技术支持和保障。

五、研究方法本研究采用理论分析、数学建模、仿真计算、实验研究等方法，结合实际应用场景，进行系统性的研究和分析，寻求最优的补偿算法和策略。

超高压串联补偿控保系统工程应用研究

超高压串联补偿控保系统工程应用研究摘要：串联补偿技术是在高电压以及长距离输电技术的基础上发展起来的一项新技术，在现代电力技术的高电压、大功率中的应用广泛。

该技术能够补偿线路的分布电感，进而提升系统的静态与动态稳定，优化输电线路的电压质量，增加送电距离与输送能力。

本文针对500kV输电线路中串联补偿装置的作用以及工作原理出发，探讨超高压串联补偿控保系统的优化。

关键词: 超高压；串联补偿；控保系统；1 串联补偿串联补偿是一项将无功补偿装置经过串联的途径接入线路展开无功补偿的技术。

串联补偿包括固定式补偿与可控式补偿。

串联补偿的基本原理是依靠串联电容器的容性阻抗补偿掉输电线的某些感性阻抗，进而减少发电机组之间的距离，使同步的力矩加大，完善系统的可靠性，提升输电系统输送水平。

2 串联补偿装置的主要作用（1）降低输电线路的电压损耗当线路负载增加时，线路上的电压损失使负载端电压水平不能满足负载的正常工作要求。

串联电容器用于补偿部分线路电抗，从而降低线路电压损耗，确保负载端电压满足要求。

（2）优化电压质量当线路上存在大的冲击负荷时（例如电弧炉、轧制设备等），电压波动非常剧烈。

串联电容器作为无延迟的电压调节器，可以有效地用于平滑这种波动。

（3）减少线路电气长度高压电网线路的电抗约占传输设备总电抗的20-70％。

随着高压输电线路的不断发展，线路的稳定极限和输电能力将受到限制。

串联电容器的功能是减少线路的电气距离，实现增强线路的可靠性目的。

（4）提高线路输送容量线路传输容量通常受线路电压损耗的限制。

当电容器串联连接时，由于电压损失的减少，可以增加同一线路的传输容量。

理论上补偿程度越大，线路的传输功率越高。

（5）增大线路送端功率因素通过电容器的功率产生的容性无功功率补偿了线路电抗中消耗的感应无功功率。

始端和末端之间电压的角度减小，在终端负载的功率因数保持不变的情况下，传输线的功率因数增加。

3 控制保护系统的优化图1：电气主接线图3.1电容器及电容器保护独个串联电容器组包括众多的系列电容器，分为4个连接臂，每个臂先并联连接后串联连接，电连接一次为H形。

基于R-L模型的串补线路距离保护方案

基于R-L模型的串补线路距离保护方案郑涛;高超;杨松伟【摘要】针对串补线路故障特性更为复杂,造成距离保护难以正确动作的问题,提出了一种利用单端信息的串补线路故障测距方案.以R-L模型为基础,根据串补前及串补后故障线路参数的不同,给出了2个测距计算模型.利用该模型计算出的电阻值与实际电阻值的对比,可准确判断故障点相对串补装置的位置.若故障发生在串补装置前,则直接驱动断路器跳闸;若故障发生在串补装置后,则利用串补后的故障计算模型,判断出故障位置.该方法可以较好地解决传统距离保护在串补线路中的暂态超越问题,同时,利用MOV导通前的暂态信息,避开了MOV导通初期串补电容电压难以获取的问题,极大地提高了距离保护的可靠性.利用PSCAD仿真验证了该方案的可靠性和有效性.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2014(047)005【总页数】7页(P53-58,63)【关键词】串联补偿线路;距离保护;故障定位;R-L模型;单端量【作者】郑涛;高超;杨松伟【作者单位】华北电力大学电气与电子工程学院,北京 102206;中国科学院电工研究所,北京 100190;浙江省电力公司检修分公司,浙江杭州 310007【正文语种】中文【中图分类】TM7730 引言串联补偿装置（简称串补）不仅可以提高系统运行的经济性和可靠性，而且因其改善电力系统稳定性、提高电能质量及线路传输功率、减少线路损耗等优势，应用前景广阔[1-6]。

然而，串补电容破坏了输电线路参数的均匀性，造成电压反向、电流反向等问题[7]。

同时，在故障信息中引入大量低频分量及衰减的非周期分量，给传统继电保护尤其是距离保护带来不利影响。

而且，串补设备中MOV （mental oxide varistors）在导通初期的非线性加大了传统距离保护可靠动作的难度[8-17]。

为解决串补给距离保护带来的影响，当前主要有2 种方案：一是利用线路阻抗和串补容抗之和进行整定，这种方案随补偿度的提高，保护灵敏度将会下降，甚至降为零；二是利用电平检测方案，假设串补电容上的电压一直保持在其过电压保护水平上，并由此构建保护判据，但若出现发生串补前故障或者是串补后故障但串补电容被旁路的情况，则会出现保护据动的问题。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

发电机的转子对低于系统同步频率的次同步频率
电流表现为视在负电阻特性, 从而向电网提供维
持 er分量的能量, 即感应发电机效应。当发电机定子流过次同步频率 er的电流, 该电流与转子励磁电流产生的逆时针方向以 0旋转的磁场作用产生一个以 0 - er为周期的交变电磁力矩。当这个交变力矩与轴系的某个自然扭振频率 n接近时, 就有可能引起轴系扭振, 这时系统的动态特
第 28卷第 3期 2009年 9月
青海电力 Q INGHA I ELECTR IC POWER
Vo .l 28 No. 3 Sep. , 2009
串联补偿线路 SSR分析研究
张志强, 肖湘宁
(华北电力大学电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室, 北京 102206)
摘要: 随着我国电力系统的发展, 串联电容补偿在输电系统的应用越来越广泛, 但其引起的次同步谐振
( SSR ) 问题也随之而来。针对输电网中串联电容补偿引发的次同步谐振, 文章采用基于时域仿真实现的复转
矩系数法分析了不同发电机出力以及不同串补度对系统次同步谐振的影响。仿真验证了故障情况下, 较小串
补度系统对次同步谐振的稳定性。
关键词: 串联补偿; 次同步谐振; 复转矩系数法; 时域仿真
D ej
+
D
( j
m)
<
0
( 7)
则在此频率下系统会发生不稳定的次同步振
荡或轴系扭振。式中 D ej是第 j个模态频率的电
气阻尼复转矩系数, 单位为
p
u;
D( m) j
是第
j个
图 2 IEEE 第一标准模型发电机轴系部分采用六质量块模型, 按 IEEE 标准模型所给参数得到系统状态方程形式如下:
X = [A ]X + [B ]U
数, 和分别是相对于同步旋转坐标系的功
率角增量和角速度增量。上式中各个量分别取标
幺值, 并且和之间有如下关系:
=1d
( 2)
0 dt
其中, 0 为同步角频率, 时间的单位为秒。
当使发电机转子做频率为 0 的稳态小值振荡
时 ( < 1) , 将各个量用相量表示, 根据式 ( 2) 有:
图 3 不同出力时的 De- 频率响应曲线 2 3 2 不同串补度的电气阻尼特性
为分析不同串补度对系统 SSR 的影响, 当取输电线路串补度依次为 77% 、70% 、60% 、50% 、 30% (以输电线路电抗为基准 ) 。在计算电气阻尼特性时, 将发电机看做是单刚体模型, 发电机输出功率 PG = 0 9 p u , 功率因数 0 9( 滞后 )。计算所得的系统电气复转矩阻尼系数 - 频率曲线如图 4所示。
应 ( IGE) 、机电扭振互作用 ( T I) 和暂态力矩放大作用 ( TA ) 2- 3 。次同步谐振产生的扭转应力会引起的发电机组轴系永久损坏, 严重威胁着电力系统安全稳定运行 4 。
本文以国内外学者在 SSR 问题上取得的研究成果为基础, 采用基于时域仿真实现的复转矩系数法 5- 6 和时域仿真分析方法, 对 IEEE 次同步谐振 SSR 第一标准模型系统 7 计算了不同发电机出力、串补度情况以及安装 SVC 装置前后的系统电气阻尼 - 频率响应曲线, 分析了不同出力和串补度对系统电气阻尼的影响, 最后仿真分析了有扰动时小串补度系统的稳定性。
3 仿真验证
由上小节可知, 对于单机系统当线路的串补度 < 30% 时, 则可以认为系统的次同步谐振是较稳定的。以下对此进行仿真验证。以图 2所示的 IEEE 次同步谐振 SSR 第一标准模型为例, 采用电磁暂态程序 PSCAD /EMTDC, 取系统的电容串
为研究对象, 系统模型如图 2所示。
图 1 分段集中质量块轴系模型在小扰动的前提下对轴系模型、发电机模型
以及网络模型进行线性化处理, 消去除 Te, , 以外的变量得到小扰动下发电机电磁转矩增
量的表达式为:
Te= Ke + De
( 1)
式中, Ke 为同步转矩, D e 为阻尼转矩,
Ke 和 De 分别称作同步转矩系数和阻尼转矩系
A, B、发电机、励磁机, 如图 1所示。发电机部分常采用计及定子暂态的 Park方程描述, 输电网络部分要采用电磁暂态模型。
模态对应的机械阻尼复转矩系数, 单位 p u, 且
D( m) j
恒大于零。以上就是基于时域仿真实现的
复转矩系数法的基本原理。
2 串联补偿线路的次同步谐振分析
2 1 系统模型及轴系自然扭振频率本文选用 IEEE 推荐的 SSR第一标准模型作
中图分类号: TM 71
文献标识码: A
文章编号: 1006- 8198( 2009) 03- 0011- 04
Analysis of SSR in Series Compensated System
ZHANG Zh i- qiang, XIAO X iang- ning
Abstrac t: W ith the pow er system deve lopm ent in Ch ina, ser ies capacity com pensation has been genera lly used in pow er transm ission system, but it according ly induced subsynch ronous resonance ( SSR ) prob lem. A im ing a t th is prob lem, the paper analyzes the influence o f SSR under d iffe rent generator output and d iffe rent degree of series compensa tion through adopting com plex torque coe fficien t approach based on tim e dom a in s imu la tion. T he simu lation prov es the stab ility of low er degree ser ies capac ity com pensation on SSR. K eywords: se ries com pensa tion; SSR; com plex to rque coeffic ient appro ach; tim e dom a in sim ulation
早在 20世纪 70年代, 人们对 M ohave电厂发生的机组转子大轴严重损坏事故研究后发现当交流输电系统采用串联电容补偿, 其电气系统谐振频率可能会与汽轮发电机轴系的自然扭振频率形成互补关系, 此时如系统受到扰动, 电气系统与汽轮发电机轴系之间可能会产生次同步频率的功率交换, 形成次同步谐振 SSR 1 。 SSR 对发电机组所造成的影响可归纳为以下 3种: 异步发电机效
( 8)
其中 XБайду номын сангаас是状态变量, U 是输入变量, A是系数
矩阵, B 是关联矩阵。矩阵 A 的特征值以复数形
式成对出现, 实部即衰减系数, 虚部则对应轴系的
自然扭振频率。计算得到系统的自然扭振频率分
别依次为: 15 71 H z, 20 21 H z, 25 55 H z, 32 28
H z和 47 46 H z( 以上各值均已经折算到转子
性将主要表现为机电扭振互作用。如果此时系统
的机械阻尼小于电气负阻尼, 系统就会发生次同
第 3期
张志强等: 串联补偿线路 SSR 分析研究
13
步谐振。 2 3 串补线路电气阻尼特性分析 2 3 1 不同发电机出力下的电气阻尼分析
对于图 2所示的 IEEE次同步谐振 SSR 第一标准模型系统, 当线路电容串联补偿度为 50% ( 以输电线路电抗为基准 ), 采用电磁暂态程序 PSCAD /EMTDC利用基于时域仿真实现的复转矩系数法, 由式 ( 6) 计算得到不同发电机出力时的电气复转矩阻尼系数 - 频率响应曲线, 如图 3所示。由图 3系统的电气谐振频率约为 28 H z( 折算到转子侧 ) , 当发电机的出力分别取 P = 0 9 p u , P= 0 5 p u , P= 0 2 p u 时, 对应的最大电气负阻尼分别为 - 40 56 p u , - 34 24 p u , - 30 29 p u 。可见串联补偿引起的电气负阻尼与发电机的稳态运行状态有关, 输送功率越大, 产生的电气负阻尼也越大。随着发电机出力逐渐变小, 系统的电气负阻尼也逐渐减小, 对应的电气谐振频率不变。
随着我国电网输送容量的不断增大, 输电距离的不断增长, 为了减少损耗增加远距离高压输电系统的传输容量、改善输电系统运行的稳定性, 在输电线路中采用串联电容补偿是一项既经济又有效的措施。当线路中加入串联补偿之后, 在线路等效电抗减小, 电气距离缩短的同时, 也给电力系统安全稳定运行带来了新的问题。
另外, 当线路串补度取值为 30% 时, 由图 4 中可见, 扫频分析中的系统电气负阻尼最大值约为 - 2 9 p u , 并且在每一个轴系自然扭振频率附近电气阻尼复转矩系数值都较小。由于发电机组轴系存在一定的机械阻尼, 则有 D e + Dm > 0, 说明系统总的阻尼为正, 系统的次同步振荡是较稳定的。
1 基于时域仿真实现的复转矩系数法
研究次同步谐振问题时由于发电机轴段之间
作者简介: 张志强 ( 1985- ) , 男, 陕西岐山县人, 硕士研究生, 从事电力系统运行、分析与控制研究。收稿日期: 2009- 05- 13