一种换流器的接线结构及其控制方法
【专利摘要】本发明公开一种换流器的接线结构，包括第一换流器、双母线、3/2断路器接线支路、多断路器接线支路、1个串联变压器和1条输电线路，其中，3/2断路器接线支路和多断路器接线支路分别连接双母线，串联变压器的换流器侧绕组采用星型或角型接法与第一换流器相连，串联变压器的线路侧绕组分别连接3/2断路器接线支路和多断路器接线支路中的任意节点，输电线路连接3/2断路器接线支路中不同于线路侧绕组的另一个节点。此种结构可靠性高，实现方式简单灵活。本发明还公开一种针对前述换流器的接线结构的控制方法。
【专利说明】
一种换流器的接线结构及其控制方法
技术领域
[0001]本发明属于柔性交流输电领域，特别涉及一种换流器的接线结构及其控制方法。
【背景技术】
[0002]柔性交流输电系统(FACTS)的设备可分为串联补偿装置、并联补偿装置和综合控制装置，其中，并联补偿装置可以直接接入各种等级的电网中，而串联补偿装置及综合控制装置由于一端需串联接入电网，需综合可靠性、灵活性及安全性，研究其接入方式。
[0003]串联补偿装置和综合控制装置中，静止同步串联补偿器(SSSC)、统一潮流控制器(UPFC)、线间潮流控制器(IPFC)和可转换静止补偿器(CSC)都是可以提高系统输电能力和调控能力的柔性输电设备;还有一种统一电能质量调节器(UPQC)，可以改善线路的电能质量。除静止同步串联补偿器外，其他设备都有两个换流器，且有相应的变压器完成隔离和变压等功能。因为静止同步串联补偿器一般作为其他装置的一种附加运行方式，所以也可列入同类。
[0004]目前对这些串联补偿装置或者综合控制装置的串联补偿端，均是直接接入电网运行。当需要退出时，通过串联侧的旁路开关将装置旁路，并不能做到与电网完全隔离;甚至若旁路开关或串联侧出现问题，只能将输电线路陪停，导致事故扩大。为了解决当前直接串联接线结构的不足，提高FACTS接入电网的可靠性及安全性，需要一种简单灵活的、更适合工程应用的换流器的接线结构，本案由此产生。
【发明内容】
[0005]本发明的目的，在于提供一种换流器的接线结构及其控制方法，其可靠性高，实现方式简单灵活。
[0006]为了达成上述目的，本发明的解决方案是:
[0007]—种换流器的接线结构，包括第一换流器、双母线、3/2断路器接线支路、多断路器接线支路、I个串联变压器和I条输电线路，其中，3/2断路器接线支路和多断路器接线支路分别连接双母线，串联变压器的换流器侧绕组采用星型或角型接法与第一换流器相连，串联变压器的线路侧绕组分别连接3/2断路器接线支路和多断路器接线支路中的任意节点，输电线路连接3/2断路器接线支路中不同于线路侧绕组的另一个节点。
[0008]上述串联变压器采用双绕组或多绕组结构。
[0009]上述接线结构还连接有第二换流器，第二换流器与第一换流器背靠背连接，且第二换流器通过并联变压器连接至多断路器接线支路的任意节点。
[0010]上述接线结构还连接第二输电线路，第二输电线路连接3/2断路器接线支路中与串联变压器的线路侧绕组相同的节点。
[0011]上述串联变压器的线路侧绕组还并联有旁路装置。
[0012]—种基于如前所述换流器的接线结构的控制方法，包括如下内容:一个换流器串联接入线路运行时，3/2断路器接线支路的控制方法是:将其中与双母线相邻的断路器断开，中间的断路器合上；多断路器接线支路的控制方法是:双母线均正常时，多断路器接线支路中所有断路器均合上；当其中一条母线故障时，与其相邻的断路器断开，其余断路器均合上。
[0013]—个换流器退出运行时，多断路器接线支路的控制方法是:将其中与串联变压器相邻的两个断路器均断开;3/2断路器接线支路的控制方法是:双母线均正常时，各输电线路与其最近母线之间的断路器合上，其余断路器均断开;当其中一条母线故障时，与其相邻的断路器断开，各输电线路与另一条母线之间的所有断路器均合上，其余断路器均断开。
[0014]采用上述方案后，本发明充分考虑到统一潮流控制器，可转换静止补偿器、静止同步串联补偿器和统一电能质量调节器等串联接入输电系统的要求，提出紧凑、可靠接入输电线路的方式，可以通过对3/2断路器接线支路和多断路器接线支路的开关组合操作，实现换流器接入线路时的带电可靠投入和退出，提高了FACTS接入电网的可靠性及安全性，且实现方式简单灵活。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的整体架构图；
[0016]图2是本发明中串联变压器的换流器侧及线路侧绕组接法示意图；
[0017]图3是本发明中换流器同时接入两条输电线路的接线方式示意图；
[0018]图4是本发明扩展到双回线路且共用并联换流器的接线方式示意图；
[0019]图5是本发明无串联变压器的接线结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
[0021]如图1所示，本发明提供一种换流器的接线结构，适用于统一潮流控制器、可转换静止补偿器、静止同步串联补偿器和统一电能质量调节器等，最基本的接线结构包括I个换流器、双母线(頂，1頂)、3/2断路器接线支路、多断路器接线支路(至少包含2个断路器)、1个串联变压器和I条输电线路，其中，3/2断路器接线支路包含顺序连接的3个断路器S1、S2、S3，3/2断路器接线支路的两端分别连接双母线頂，ΠΜ;多断路器接线支路包含顺序连接的断路器S4，…，SN，多断路器接线支路的两端分别连接双母线頂，ΠΜ;定义3/2断路器接线支路与多断路器接线支路中，相邻两个断路器之间的连接点为节点；串联变压器T2可以使用双绕组，也可以使用多绕组，但至少要包含一组换流器侧绕组和一组线路侧绕组，串联变压器的换流器侧绕组采用星型或角型接法与换流器2相连，串联变压器的线路侧绕组采用分组串联方式接入3/2断路器接线支路和多断路器接线支路，连接3/2断路器接线支路和多断路器接线支路中的任意节点，图2是换流器侧绕组采用星型接法的电路图；输电线路连接3/2断路器接线支路中不同于线路侧绕组的另一个节点，如在图1中，串联变压器T2的线路侧绕组连接S2、S3之间的节点，输电线路连接S1、S2之间的节点。
[0022]当需接入的换流器有2个时，例如将本发明应用于统一潮流控制器中，可结合图1所示，在增加换流器I后，将换流器I与换流器2背靠背连接，且换流器2通过并联变压器Tl连接至多断路器接线支路的任意节点，该节点与串联变压器接入多断路器接线支路的节点可以相同，也可以不同，图1所示连接的是不同节点。
[0023]如图3所示，当需要接入两条输电线路时，LI仍旧连接3/2断路器接线支路中不同于线路侧绕组的节点，而L2只能连接3/2断路器接线支路中与线路侧绕组相同的节点，此时串联变压器T2的线路侧绕组可以并联旁路装置，从而使换流器2与LI完全电气隔离，与L2以旁路隔离方式隔离。
[0024]本发明提供的结构还可以通过组合扩展至多条/多回线路应用，配合图4所示，是双回线路的一种接线结构，由基本结构以及图1实施例的电路组合而成。并联变压器Tl、换流器1、串联变压器T2、换流器2以及所连接的多断路器接线支路、3/2断路器接线支路和双母线为图1实施例;换流器3、串联变压器T3以及所连接的多断路器接线支路、3/2断路器接线支路和双母线为本发明的基本结构;通过共用双母线以及三个换流器的直流侧连接，实现了双回线路的一种潮流控制器结构。
[0025]如图5所示，当应用于统一潮流控制器及类似结构时，在无串联变压器的场合，将换流器I通过并联变压器Tl接入多断路器接线支路，换流器2直接接入3/2断路器接线支路和多断路器接线支路的相应节点。
[0026]需要说明的是，当换流器通过串联变压器接入3/2断路器接线支路和多断路器接线支路时，串联变压器的线路侧绕组可并联旁路装置，用于换流器接入线路运行时的旁路隔离。
[0027]基于前述接线结构，本发明还提供一种换流器的接线结构的控制方法，其内容是:
[0028]针对本发明涉及的所有接线结构，一个换流器串联接入线路运行时，3/2断路器接线支路的控制方法是:将其中与双母线相邻的断路器S1、S3断开，中间的断路器S2合上；多断路器接线支路的控制方法是:双母线均正常时，多断路器接线支路中所有断路器均合上；当其中一条母线故障时，与其相邻的断路器断开，其余断路器均合上，比如当IM故障时，S4断开，若IIM故障时，SN断开。
[0029]当一个换流器退出运行时，多断路器接线支路的控制方法是:将其中与串联变压器相邻的两个断路器均断开;3/2断路器接线支路的控制方法是:针对输电线路不与串联变压器的线路侧绕组共用3/2断路器接线支路节点的结构(由于图3所示结构L2无法隔离，因此并不适用此种情况)，在双母线均正常时，将输电线路LI与距其最近母线頂之间的断路器SI合上，其余断路器S2、S3均断开;在頂母线故障时，将与頂母线相邻的断路器SI断开，输电线路LI与ΠΜ母线之间的所有断路器S2、S3均合上，其余断路器均断开;在ΠΜ母线故障时，将与IIM母线相邻的断路器S3断开，输电线路LI与IM母线之间的所有断路器SI均合上，其余断路器S2均断开;针对有两条输电线路，且其中一条输电线路L2与串联变压器的线路侧绕组共用3/2断路器接线支路节点的结构(如图3所示结构)，在双母线均正常时，两条输电线路之间的断路器S2断开，其余断路器S1、S3合上;在頂母线故障时，将与頂母线相邻的断路器SI断开，其余断路器S2、S3合上;在ΠΜ母线故障时，将与ΠΜ母线相邻的断路器S3断开，其余断路器S1、S2合上。
[0030]采用上述方案后，本发明可以实现换流器接入线路时的带电可靠投退:对3/2断路器接线支路的SI合操作和S2分操作、多断路器接线支路的SN分操作，实现换流器与线路和母线的完全隔离，换流器带电退出；对3/2断路器接线支路的S2合操作和SI分操作、多断路器接线支路的SN合操作，实现换流器与线路和母线的连接，换流器带电投入。采用上述方案后，可以提高FACTS接入电网的可靠性及安全性，且实现方式简单灵活。
[0031]以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
【主权项】
1.一种换流器的接线结构，其特征在于:包括第一换流器、双母线、3/2断路器接线支路、多断路器接线支路、I个串联变压器和I条输电线路，其中，3/2断路器接线支路和多断路器接线支路分别连接双母线，串联变压器的换流器侧绕组采用星型或角型接法与第一换流器相连，串联变压器的线路侧绕组分别连接3/2断路器接线支路和多断路器接线支路中的任意节点，输电线路连接3/2断路器接线支路中不同于线路侧绕组的另一个节点。2.如权利要求1所述的一种换流器的接线结构，其特征在于:所述串联变压器采用双绕组或多绕组结构。3.如权利要求1所述的一种换流器的接线结构，其特征在于:所述接线结构还连接有第二换流器，第二换流器与第一换流器背靠背连接，且第二换流器通过并联变压器连接至多断路器接线支路的任意节点。4.如权利要求1所述的一种换流器的接线结构，其特征在于:所述接线结构还连接第二输电线路，第二输电线路连接3/2断路器接线支路中与串联变压器的线路侧绕组相同的节点。5.如权利要求1所述的一种换流器的接线结构，其特征在于:所述串联变压器的线路侧绕组还并联有旁路装置。6.—种基于如权利要求1所述换流器的接线结构的控制方法，其特征在于包括如下内容:一个换流器串联接入线路运行时，3/2断路器接线支路的控制方法是:将其中与双母线相邻的断路器断开，中间的断路器合上；多断路器接线支路的控制方法是:双母线均正常时，多断路器接线支路中所有断路器均合上；当其中一条母线故障时，与其相邻的断路器断开，其余断路器均合上。7.如权利要求6所述的一种换流器的接线结构的控制方法，其特征在于:一个换流器退出运行时，多断路器接线支路的控制方法是:将其中与串联变压器相邻的两个断路器均断开;3/2断路器接线支路的控制方法是:双母线均正常时，各输电线路与其最近母线之间的断路器合上，其余断路器均断开；当其中一条母线故障时，与其相邻的断路器断开，各输电线路与另一条母线之间的所有断路器均合上，其余断路器均断开。
【文档编号】H02J3/18GK106026127SQ201610533098
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月7日
【发明人】黄如海, 卢宇, 董云龙, 潘磊, 邱德峰, 姜崇学, 鲁江, 汪楠楠, 李钢, 丁久东, 王柯, 胡兆庆, 王辉, 胡仙来, 随顺科
【申请人】南京南瑞继保电气有限公司, 南京南瑞继保工程技术有限公司