串联补偿分析
固定串联补偿装置结构和主设备的分析
．
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上 海 电器 技术 （ｏｏ ． ） ２ ｌ￣ ２
固定 串联补 偿装 置结 构和 主设备 的分析 ・ 技麻毫 鏖
固 定 串联 补 偿 装 置 结 构 和 主 设 备 的 分 析
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摘
振 上 海 电 气集 团输 配 电分 公 司技 术 中心
要 ： 介绍了固定串联补偿装 置的结构 ， 并对 主要设备 （ 串联 电容 器组 ， Ｖ， 花 间隙 ， 路断 路器 ， ＭＯ 火 旁 阻尼 回
．
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Ｓ ａ ｇ ａ ｅ ｔ ｃ Ｐ ｗｅ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ＆ Ｄｉｔｉ ｕ ｉｎ Ｇｒ ｕ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｅ ｈ ｎ ｈ ｉＥｌ ｃｒ ｏ ｒＴ ａ ｓ ｓ ｉ ｎ ｉ ｓｒｂ ｔｏ ｏ ｐ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｃｅ ｔｒ
Ａｂ ｔ ｃ ：Ｔ ｅ ｓ ｕ ｔ ｒ ｆＦ Ｃ ｉ ｎｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｉ ｐ ｐ ｒ ｈ ｅ ａ ａｙ ｉ ｏ ｅｍ ｉ ｑ ｉ ｎｓｏ Ｓ （ｅ ａ ｃｐｃ ｏ ｓ ｒ ｔ ｈ ｔ ｃｕ ｅ ｏ Ｓ ｓｉ ｔ ｕ ｅ ｔ ｓ ａ ｅ ．Ｔ ｎ ｌｓｓ ｆｈ ａ ｅｕｐ ａ ｒ ｏ ｎ ｈ ｔ ｎ ｍｅｔ ｆ Ｃ ｓｒ ｌ ａａｉ ｒ Ｆ ｉ ｔ
串联补偿对电力系统稳定性的影响
案例分析
案例背景：介绍 案例的背景信息， 包括电力系统稳 定性问题、串联 补偿技术的应用
等。
案例分析：对案 例进行详细的分 析，包括串联补 偿装置的配置、 运行方式、控制
策略等。
案例效果：介绍串 联补偿装置投入运 行后对电力系统稳 定性的影响，包括 改善电压质量、提 高功率因数、减小
短路电流等。
案例总结：总结 案例的成功经验， 提出串联补偿技 术在提高电力系 统稳定性方面的
优势和不足。Байду номын сангаас
案例背景：某地区电力系统因串联补偿装置使用不当导致稳定性问题 问题描述：串联补偿装置参数设置不合理，导致系统振荡和电压波动 影响范围：对周边地区电力供应和工业生产造成一定影响 解决方案：调整串联补偿装置参数，加强设备维护和运行管理
配电系统补偿：改善电压质 量，提高供电可靠性
输电线路补偿：提高线路的 传输容量和稳定性
电机启动补偿：降低启动电 流，减少对电网的冲击
新能源接入补偿：平滑新能源 输出波动，提高电网接纳能力
串联补偿对电力系 统稳定性的影响
串联补偿装置可以快速响应系统电压变化，提高电压稳定性 串联补偿装置可以减小系统阻抗，增强系统传输能力 串联补偿装置可以改善电力系统的暂态稳定性，减少系统振荡 串联补偿装置可以提高电力系统的稳定裕度，防止系统崩溃
● (1) 缺乏对串联补偿对电力系统稳定性影响机理的深入研究； ● (2) 对不同类型串联补偿装置对电力系统稳定性的影响研究不够全面； ● (3) 缺乏对串联补偿与电力系统稳定性相互作用的长期演化过程的研究。
● 未来研究方向： (1) 深入研究串联补偿对电力系统稳定性影响机理，建立更为精确的理论模型； (2) 对不同 类型串联补偿装置进行全面系统的研究，探索其对电力系统稳定性的影响规律； (3) 研究串联补偿与电力系 统稳定性相互作用的长期演化过程，提出相应的应对策略和控制方法。
【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。
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。
串联补偿原理
串联补偿原理引言：一、串联补偿原理的概念与作用串联补偿原理是指在一系列相互连接的元件或系统中，通过在某些元件上引入补偿措施，以抵消其他元件所引起的误差或不良影响。
其作用是使整个系统达到更高的精度、更好的稳定性和更高的可靠性。
二、串联补偿原理的实现方式串联补偿原理的实现方式多种多样，下面将介绍几种常见的实现方式。
1. 比例补偿：比例补偿是指通过调整系统中某个元件的比例关系，来达到补偿的效果。
比例补偿可以通过改变元件的大小、形状、材料等来实现。
例如，在电子电路中，我们可以通过改变电阻的大小来实现比例补偿。
2. 反馈补偿：反馈补偿是指通过引入反馈信号来实现补偿。
在系统中，我们可以通过传感器来获取实际输出值，并与期望输出值进行比较，然后利用反馈回路来调整系统的输入，使系统输出更接近期望值。
反馈补偿广泛应用于控制系统中。
3. 预测补偿：预测补偿是指通过预测系统的变化趋势来实现补偿。
在一些需要动态调整的系统中，我们可以通过分析系统的历史数据和趋势来预测系统的变化，并提前进行补偿措施，以减小误差或不良影响。
预测补偿常用于气象、金融等领域。
三、串联补偿原理的应用领域串联补偿原理在各个领域都有广泛的应用，下面将介绍几个典型的应用领域。
1. 电子电路设计：在电子电路设计中，串联补偿原理被广泛应用于提高电路的稳定性和精度。
例如，在放大器电路中，可以通过串联电容来补偿放大器的频率响应，使其在整个频率范围内都能保持较好的放大性能。
2. 机械工程：在机械工程领域，串联补偿原理可以用于提高机械系统的精度和可靠性。
例如，在机床加工中，可以通过串联补偿来消除机械系统的传动误差，使加工结果更加准确。
3. 控制系统：在控制系统中，串联补偿原理可以用于提高控制系统的性能和稳定性。
例如，在飞行控制系统中，可以通过串联补偿来消除飞机姿态控制中的误差，使飞机保持稳定的飞行状态。
四、串联补偿原理的优缺点串联补偿原理作为一种常用的补偿方法，具有以下优点和缺点。
串联补偿原理
串联补偿原理
串联补偿原理是指在电路中通过串联电容或串联电感来实现对电路性能的补偿调节，以达到改善电路性能的目的。
串联补偿原理在电子电路设计中起着非常重要的作用，下面将详细介绍串联补偿原理的相关知识。
首先，串联补偿原理的基本概念是通过串联电容或串联电感来调节电路的频率特性。
在电子电路中，由于元件的内部电容、电感等因素，会导致电路的频率响应出现不理想的情况。
为了解决这一问题，可以通过串联补偿的方式来调节电路的频率特性，使其更加符合设计要求。
其次，串联补偿原理的具体实现方式可以分为串联电容补偿和串联电感补偿两种。
串联电容补偿是在电路中串联一个电容元件，通过改变电容的数值来调节电路的频率特性；而串联电感补偿则是在电路中串联一个电感元件，通过改变电感的数值来实现对电路频率特性的调节。
这两种方式都可以有效地改善电路的频率响应。
另外，串联补偿原理在实际电路设计中有着广泛的应用。
比如在放大器电路中，为了避免频率过高时出现的不稳定情况，可以采
用串联补偿的方式来调节放大器的频率响应，使其更加平稳；在滤波电路中，也可以通过串联补偿来调节滤波器的频率特性，使其更加符合设计要求。
最后，需要注意的是在进行串联补偿设计时，需要充分考虑电路的稳定性和相位裕度等因素。
合理选择串联补偿元件的数值和类型，以及合理设计电路的结构，才能够达到最佳的补偿效果。
总之，串联补偿原理是一种重要的电路调节方法，通过串联电容或串联电感来实现对电路频率特性的调节，能够有效地改善电路的性能。
在实际电子电路设计中，合理应用串联补偿原理，可以使电路的性能更加稳定可靠，是电子工程师必备的重要知识之一。
无功补偿装置的并联与串联应用分析
无功补偿装置的并联与串联应用分析无功补偿是电力系统中至关重要的一项技术。
在电力系统中，无功功率是指电流与电压之间的相位差所产生的功率。
由于电力系统中普遍存在大量的电感负载和电容负载，导致无功功率在电力传输、输配电中的重要性不言而喻。
无功补偿装置是一种用于调整系统无功功率的设备，能够有效地提高电力系统的运行质量和功率因数。
无功补偿装置主要分为并联和串联两种应用方式。
并联无功补偿装置是指将该装置与电力系统并联连接，共同供电给负载。
而串联无功补偿装置是将该装置串联连接于负载之前，通过对负载的电流进行补偿，达到无功功率的控制与调整。
下面将对这两种应用方式进行详细的分析。
1. 并联无功补偿装置的应用分析并联无功补偿装置是将该装置与电力系统的馈线并联连接，通过自动控制电容器的投切，来实现电力系统的无功功率的补偿。
并联无功补偿装置具有以下几个特点：首先，它能够对电力系统的无功功率进行快速响应。
由于采用了电容器进行补偿，电容器具有较高的响应速度，能够快速地吸收或者释放无功功率，提高电力系统的响应速度。
其次，它能够减少电力系统的传输损耗。
在电力系统中，无功功率的存在会导致输电线路上的电压跌落，从而增加了系统的传输损耗。
而并联无功补偿装置的应用可以通过补充无功功率，使电压稳定，减少线路的传输损耗。
再次，它可以提高电力系统的功率因数。
功率因数是评价电力系统运行质量的重要指标。
并联无功补偿装置的应用可以调整电力系统中的无功功率，从而提高功率因数，降低系统的无功损耗。
总之，通过并联无功补偿装置的应用，可以有效地提高电力系统的运行效率和稳定性，降低系统的无功损耗，改善电力质量。
2. 串联无功补偿装置的应用分析串联无功补偿装置是将该装置置于负载之前，通过调整负载的电流波形，达到控制无功功率的目的。
串联无功补偿装置具有以下几个特点：首先，它能够对负载的无功功率进行精确的调整。
通过改变串联无功补偿装置的补偿电流大小和相位，可以精确地调整负载的无功功率，从而使系统的功率因数达到要求。
串联电容补偿的作用
1、高压集中补偿
高压集中补偿是指将电容器装于变电站或用户降压变电站6 kV～10 kV高压母线的补偿方式；电容器也可装设于用户总配电室低压母线,适用于负荷较集中、离配电母线较近、补偿容量较大的场所，用户本身又有一定的高压负荷时，可减少对电力系统无功的消耗并起到一定的补偿作用。
其优点是易于实行自动投切，可合理地提高用户的功率因素，利用率高,投资较少，便于维护，调节方便可避免过补，改善电压质量。
但这种补偿方式的补偿经济效益较差。
2、低压分散补偿
低压分散补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量，将单台或多台低压电容器组，分散地安装在用电设备附近，以补偿安装部位前边的所有高低压线路和变压器的无功功率。
其优点是用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，可减少配电网和变压器中的无功流动，从而减少有功损耗；可减少线路的导线截面及变压器的容量,占位小。
缺点是利用率低、投资大,对变速运行，正反向运行，点动、堵转、反接制动的电机则不适应。
3、低压集中补偿
低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功符合而直接控制电容器的投切。
电容器的投切是整组进行，做不到平滑的调节。
低压补偿的优点：接线简单、运行维护工作量小，使无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低网损，具有较高
的经济性，是目前无功补偿中常用的手段之一。
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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C
2.氧化锌避雷器MOV
3.火花间隙J
4.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C
2.氧化锌避雷器MOV
3.旁路电感LB
4.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。
封万顺双回500kv 线路导线型号为LGJ-440*4，其中封万长度为157km，万顺线路长209km。
今年来，随着国家经济的不断发展，京津唐地区用电需求在不断增加，而蒙西电网由于特殊的地理原因，产生的电能剩余也越来越多，使蒙西外送电力双回线输送潮流接近稳态极限，安全裕度较小，增加了电网运行的不稳定因素。
这是最好的办法就是安装串联补偿装置，提高潮流输送能力，使华北电网能够更加可靠稳定的运行。
封万双回和万顺双回线路的串联补偿装置均安装在万全变电所侧。
如图所示：
该工程的一些电路参数如下：对于丰万串补：电压等级500kv，串补度为35%，额定容抗15欧，额定电流2400安，电容器容量259.2Mvar。
对于万顺串补：电压等级500kv，串补度为45%，额定容抗25。
7欧，额定电流2400安，电
容器容量444.1Mvar。
该串补站设立以后，在运行过程中对电网带来了一系列的好处。
首先，串补装置提高了电网的输电能力。
万全-沙岭子断开运行时，无串联补偿万丰双回线的暂稳极限为1738MW，万顺双回的暂稳极限为1510MW。
当丰万双回加装35%串补，万顺双回加装45%串补后，丰万双回的暂稳极限为2416MW，万顺双回暂稳极限为2226MW，暂稳极限较无串补时增加了678MW，716MW，送电能力提高了39%，47%。
安装串联补偿装置后，可以充分利用现有的输电线路，提高了蒙西电网电力容量的外送能力，提高了华北主电网的安全稳定水平。
其次，节省了输电线路的投资。
下面表格是有串补和无串补时的电力线路输电能力。
无串补时，蒙西西电东送线路稳定能力受制于岱万稳定水平。
加上串补装置后可以节省万顺第四回线路的投资。
再有提高了京津唐地区的供电可靠性。
京津唐地区是华北电网的重要负荷中心，加上串补装置后可以提高线路的输电
能力，提高了供电稳定性。
还有重要的一点就是节约了运行成本。
蒙西地区是我国重要的煤炭基地，发电成本比较低。
加上串补装置后提高了送电能力，可以向京津唐地区输送更多的电能。
降低了电网的运行成本，增加了经济效应。