tctgcsr功率調(diào)節(jié)對(duì)控制繞組零序過(guò)流保護(hù)的影響

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1、第４０卷第１５期２０１６年８月１０日Vol．４０No．１５A(chǔ)ug．１０,２０１６DOI:１０．７５００/AEPS２０１５１１０９００１TCTＧCSR功率調(diào)節(jié)對(duì)控制繞組零序過(guò)流保護(hù)的影響張芬芬,鄭濤,劉連光(新能源電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,華北電力大學(xué),北京市１０２２０６)摘要:晶閘管控制變壓器式可控并聯(lián)電抗器(TCTＧCSR)具有功率大范圍平滑可調(diào)、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢(shì),在超/特高壓電網(wǎng)中具有良好的應(yīng)用前景.以TCTＧCSR低壓物理模型為研究對(duì)象,針對(duì)TCTＧCSR功率快速大幅度調(diào)節(jié)對(duì)本體保護(hù)的影響開(kāi)展研究.根據(jù)TCTＧCSR結(jié)構(gòu)及原理建立了其

2、穩(wěn)態(tài)運(yùn)行及功率調(diào)節(jié)過(guò)程的簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型,研究了TCTＧCSR功率調(diào)節(jié)的暫態(tài)特性及其對(duì)TCTＧCSR控制繞組零序過(guò)流保護(hù)的影響,仿真計(jì)算確定了與TCTＧCSR功率調(diào)節(jié)范圍對(duì)應(yīng)的控制繞組基波零序電流峰值和暫態(tài)持續(xù)時(shí)間兩項(xiàng)指標(biāo).在此基礎(chǔ)上,提出通過(guò)適當(dāng)增大控制繞組電阻的方法防止本體保護(hù)誤動(dòng),經(jīng)過(guò)大量仿真試驗(yàn)的對(duì)比分析,研究確定了電阻阻值的取值范圍及其防誤動(dòng)的效果,為TCTＧCSR本體參數(shù)的設(shè)計(jì)改進(jìn)提供了重要參考.關(guān)鍵詞:可控并聯(lián)電抗器(CSR);功率調(diào)節(jié);暫態(tài)特性;零序過(guò)流保護(hù);抑制措施０引言TCTＧCSR配置的保護(hù)須考慮功率調(diào)節(jié)暫態(tài)過(guò)程的影響.

3、采用電抗器補(bǔ)償輸配電系統(tǒng)長(zhǎng)線路的容性無(wú)功[１２]TCTＧCSR本體采用高漏抗變壓器,其控制是常用方法.超/特高壓輸電線路的容性充電功率繞組匝間故障率較高且檢測(cè)難度大.目前的研究表大、無(wú)功潮流變化幅度大,以及有限的絕緣裕度給電明,采用控制繞組零序過(guò)流保護(hù)和縱聯(lián)電流差動(dòng)保抗器的無(wú)功調(diào)節(jié)、過(guò)電壓抑制提出了較高的要求,固護(hù)(有的文獻(xiàn)也稱為大差動(dòng)保護(hù))構(gòu)成“或門”邏輯的[１]定電抗器已難以滿足大電網(wǎng)容性無(wú)功的需要.此主保護(hù)方案可靈敏應(yīng)對(duì)TCTＧCSR控制繞組匝間故外,交流電網(wǎng)對(duì)新能源的大規(guī)模吸納、全球能源互聯(lián)[１３]障.由于超/特高壓電網(wǎng)三相潮流變

4、化范圍大,戰(zhàn)略的提出,以及電力電子技術(shù)的發(fā)展對(duì)可控并聯(lián)TCTＧCSR在生產(chǎn)、制造上的參數(shù)差異難以避免,電抗器這類電網(wǎng)大容量無(wú)功自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備的開(kāi)發(fā)和[２Ｇ４]TCTＧCSR大范圍功率調(diào)控是否會(huì)導(dǎo)致零序過(guò)流保應(yīng)用提供了廣闊的空間.其中,晶閘管控制變壓護(hù)誤動(dòng)是亟須研究的問(wèn)題.傳統(tǒng)的通過(guò)提高保護(hù)定器式可控并聯(lián)電抗器(TCTＧCSR)兼具磁控式可控[５]值或增大動(dòng)作延時(shí)的方法雖然可躲過(guò)功率大范圍調(diào)電抗器輸出功率平滑可調(diào)和分級(jí)式可控電抗器響[６]控暫態(tài)過(guò)程的影響,但可能會(huì)造成控制繞組匝間短應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn),是未來(lái)超/特高壓電網(wǎng)并聯(lián)電抗[７]路時(shí)零序過(guò)流

5、保護(hù)靈敏度降低甚至拒動(dòng),危及設(shè)備器技術(shù)可能的發(fā)展方向.安全.因此,本文以TCTＧCSR低壓物理模型為研采用可控并聯(lián)電抗器補(bǔ)償長(zhǎng)線路容性無(wú)功的目究對(duì)象,重點(diǎn)研究TCTＧCSR功率調(diào)節(jié)暫態(tài)特性,以的是為有效限制系統(tǒng)可能出現(xiàn)的工頻過(guò)電壓、操作[８Ｇ１０]及暫態(tài)過(guò)程對(duì)零序過(guò)流保護(hù)的影響,并提出相應(yīng)的過(guò)電壓以及故障后的潛供電流,要求在系統(tǒng)過(guò)解決方案.電壓或線路故障發(fā)生后電抗器能實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的快[１１]TCTＧCSR是一種新型可控并聯(lián)電抗器,目前速調(diào)節(jié)控制.TCTＧCSR吸收感性無(wú)功功率的調(diào)尚未在超/特高壓工程應(yīng)用,本文作為前瞻性研究,節(jié)控制是通過(guò)改

6、變控制繞組晶閘管的觸發(fā)角來(lái)實(shí)現(xiàn)以３５kV的TCTＧCSR低壓物理模型為研究對(duì)象,的,考慮到三相控制系統(tǒng)的誤差,以及功率調(diào)控暫態(tài)對(duì)后續(xù)TCTＧCSR在超/特高壓交流輸電示范工程過(guò)程中控制繞組運(yùn)行狀態(tài)可能出現(xiàn)的三相不對(duì)稱,中的應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值.收稿日期:２０１５Ｇ１１Ｇ０９;修回日期:２０１６Ｇ０４Ｇ２６.１TCTＧCSR簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型上網(wǎng)日期:２０１６Ｇ０６Ｇ２０.國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(９７３計(jì)劃)資助項(xiàng)目１．１本體結(jié)構(gòu)(２０１２CB２０１５２００).三相TCTＧCSR本體結(jié)構(gòu)如圖１所示,在結(jié)構(gòu)１２６張芬芬,等TCTＧCSR功率調(diào)節(jié)

7、對(duì)控制繞組零序過(guò)流保護(hù)的影響上與三繞組變壓器有類似之處,本體繞組包括網(wǎng)側(cè)us為系統(tǒng)電壓;uc為電容電壓,R為系統(tǒng)電阻;L１繞組、控制繞組和補(bǔ)償繞組.其網(wǎng)側(cè)繞組連接高壓為系統(tǒng)電感Ls與TCTＧCSR網(wǎng)側(cè)繞組漏感L１′之輸電線路,三相星形連接,末端經(jīng)中性點(diǎn)小電抗接和;L２為控制繞組漏感;C為補(bǔ)償繞組濾波支路等地.控制繞組通過(guò)反并聯(lián)的晶閘管閥組構(gòu)成相控式效電容.交流調(diào)壓電路[１４]以實(shí)現(xiàn)其吸收無(wú)功功率的調(diào)節(jié)控RLA1LA2A制,具體是通過(guò)調(diào)節(jié)晶閘管觸發(fā)角α,改變一個(gè)周期UARBLB1LB2內(nèi)控制繞組電流的平均值,從而平滑地調(diào)節(jié)電抗器UBLRCL

8、C1C2所補(bǔ)償無(wú)功的大小.UCCACBCC544(a)1/>44RL1L2+44i1uci2Cus$"CO(b),1+C圖２TCTＧCSR簡(jiǎn)化電路模型及其單相等值電路圖１三