電力系統(tǒng)新技術(shù)

電網(wǎng)新技術(shù)簡介焦莉2014.11.9

1、緊湊型輸電線路簡介2、直流輸電（HVDC)技術(shù)簡介3、柔性輸電（FACTS）技術(shù)簡介4、諧波問題研究

提高線路走廊單位面積的電力輸送容量，大幅度提高線路本身輸送能力，已成為當前世界上電力發(fā)展的重要方向之一。超高壓緊湊型輸電通過減少相間距離和優(yōu)化子導(dǎo)線布置等手段來降低線路的波阻抗，增大輸電線路的自然功率，同時輸電線路的走廊寬度、占地面積均有所減少。

1、國外緊湊型輸電發(fā)展簡況2、我國緊湊型輸電發(fā)展簡況3、我國緊湊型輸電線路的特點4、結(jié)束語

前蘇聯(lián)從上世紀70年代就開始研究并提出新型緊湊型線路,并提出新的理論根據(jù)。目的是最大限度提高線路的輸送容量，充分發(fā)揮每根導(dǎo)線作用。辦法是增加分裂間距和分裂根數(shù)、壓縮相間距離和優(yōu)化導(dǎo)線布置。

1984年開始興建新型緊湊型線路電壓:330kV；線路長度:145.2km；相導(dǎo)線:4×AC-154/35自然功率：較常規(guī)線路提高67%相導(dǎo)線結(jié)構(gòu)：邊導(dǎo)線為側(cè)梯形，中相導(dǎo)線為長方形。分裂導(dǎo)線間距：靠近桿塔和檔距中央不等。

前蘇聯(lián)設(shè)計的500kV緊湊型線路美國從上個世紀70年代就開始進行緊湊型輸電線路的研究工作，目的主要是為了減小線路走廊路權(quán)征地費用，線路走廊寬度主要取決于走廊邊緣工頻電場限值。

對以下內(nèi)容進行了研究相間無接地構(gòu)架的緊湊型線路

桿塔上部采用絕緣構(gòu)架或支柱的緊湊型線路6相和12相輸電線路研究462kV12相462kV6相317kV12相317kV6相1978年美國邦維爾電力管理局(BPA)建成500kV單回和雙回緊湊型線路。巴西從1980年開始研究緊湊型線路，研究的主要目的是為了大幅度地提高線路輸送能力。

先后研究了4種自立式塔

a常規(guī)自立式,bIVI緊湊自立式,cIII緊湊自立式,dVU緊湊,eVVV緊湊自立式

先后研究了2種拉線式塔

fIII柔索式,gV型柔索式直線和小轉(zhuǎn)角塔采用IVI自立式(b)，主要尺寸如下圖：

1984至1988年，巴西先后建成500kV緊湊型輸電線路1100km。自然功率較常規(guī)線路提高20%；為使無電干擾和常規(guī)線路相同，導(dǎo)線截面增大50%；工頻電場線下最大4.5kV/m;離中心35m為.3kV/m。

到2000年巴西已建成500kV單回緊湊型輸電線路約2000km

。南非至1999年建成投運400kV單回緊湊型輸電線路1250km以上，最長的一條達900km。瑞典在1990年準備用兩條420kV線路代替5條220kV老線路，為此對多種塔型進行研究。主要目的是減小線路走廊、減少線路建設(shè)費用和減小線路工頻磁場。

共研究比較了5種塔型，它們的造價和檔距關(guān)系如下圖。

最后選用T型塔，使工頻磁場減小50%

1、國外緊湊型輸電發(fā)展簡況

2、我國緊湊型輸電發(fā)展簡況3、我國緊湊型輸電線路的特點4、結(jié)束語

500kV緊湊型柔索塔

500kV緊湊型拉V塔

我國緊湊型輸電線路研發(fā)過程1、仿效前蘇聯(lián)模式倒三角排列(自主創(chuàng)新）最終確定方案中國：湖北公安220kV緊湊型輸電線路線段長3.241km90年代初期在湖北公安縣建成；華北220kV緊湊型輸電線長23.6km

其自然功率較常規(guī)線路提高了60%；華北地區(qū)昌平至房山單回500kV緊湊型工業(yè)試驗性線路

最終方案：相導(dǎo)線結(jié)構(gòu)：6分裂，導(dǎo)線為6xLGJ-240/30；分裂間距：37.5cm(外接圓直徑75cm)；相導(dǎo)線布置：等邊倒三角；相間距：6.7m；自然功率：1340MW。500kV緊湊和常規(guī)線路的比較：自然功率：提高34%。線路走廊：減小17.9m。電磁環(huán)境：工頻電場—高于3kV/m場強區(qū)減小33m；

工頻磁場—最大工頻磁場減小一半，大幅度減小高磁場的范圍；無線電干擾和可聽噪聲-和常規(guī)線路相當。

500kV緊湊型塔型和相導(dǎo)線布置500kV昌房緊湊型線路

500kV政平—宜興同塔雙回緊湊型線路

500kV同塔雙回緊湊型線路桿塔

500kV政平—宜興同塔雙回緊湊型線路甘肅省電力公司：成縣-天水330kV緊湊型線路

330kV常規(guī)和緊湊塔型對比a原設(shè)計塔型b緊湊型塔型天成330kV緊湊型輸電線路與常規(guī)線路比較：相導(dǎo)線:倒三角布置，相間距5.2m，相導(dǎo)線4×LGJ-150/25；自然功率：較常規(guī)線路提高43.7%；線路走廊：較常規(guī)線路減小7.8m；電磁環(huán)境：高于3kV/m場強區(qū)減小48%，最大工頻磁場減小一半，大幅度減小高磁場范圍。

330kV天成緊湊型線路

1、國外緊湊型輸電發(fā)展簡況2、我國緊湊型輸電發(fā)展簡況

3、我國緊湊型輸電線路的特點4、結(jié)束語我國緊湊型輸電線路主要特點：1、大幅度地提高了輸出能力2、大幅度地減小了線路走廊寬度3、大幅度地改善線下及附近工頻電磁環(huán)境4、充分利用導(dǎo)線截面

我國緊湊型輸電線路主要特點：

采用的緊湊型線路結(jié)構(gòu)：占地面積小，有利于農(nóng)事活動；導(dǎo)線采用對稱布置，有利于制造、施工和維護；減小相間距，增加了自然功率。

1、國外緊湊型輸電發(fā)展簡況2、我國緊湊型輸電發(fā)展簡況3、我國緊湊型輸電線路的特點

4、結(jié)束語1、緊湊型輸電應(yīng)考慮與可控高壓并聯(lián)電抗器同時采用

2、進一步研究、完善、提高緊湊型輸電技術(shù)3、開展750kV等高一級電壓等級緊湊型輸電技術(shù)的研究工作

1、緊湊型輸電線路簡介

2、直流輸電（HVDC)技術(shù)簡介

3、柔性輸電（FACTS）技術(shù)簡介4、諧波問題研究

1、新型輸電方式簡介

2、直流輸電的類型3、直流輸電的優(yōu)點4、直流輸電系統(tǒng)的構(gòu)成

5、高壓直流輸電的應(yīng)用

各種新型的輸電方式:1、1972年美國學(xué)者提出了多相輸電的概念2、70年代前蘇聯(lián)學(xué)者提出了緊湊型輸電的概念3、1995年西安交通大學(xué)王錫凡教授提出了分頻輸電的概念

各種新型的輸電方式:4、超導(dǎo)輸電是超導(dǎo)技術(shù)在電力工業(yè)中的一種應(yīng)用。5、無線輸電方式包括微波輸電、激光輸電和真空管道輸電高壓直流輸電（HVDC）HighVoltageDirectCurrent柔性輸電(FACTS)FlexibleACTransmissionSystem直流輸電的三個主要優(yōu)點：1、當輸電距離足夠長時，直流輸電的經(jīng)濟性將優(yōu)于交流輸電。2、直流輸電通過對換流器的控制可以快速地（時間為毫秒級）調(diào)整直流線路上的功率，從而提高交流系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3、直流輸電線路可以聯(lián)接兩個不同步或頻率不同的交流系統(tǒng)。

1、新型輸電方式簡介

2、直流輸電的類型

3、直流輸電的優(yōu)點4、直流輸電系統(tǒng)的構(gòu)成

5、高壓直流輸電的應(yīng)用

直流輸電的類型：1、點對點直流輸電系統(tǒng)2、背靠背直流輸電系統(tǒng)3、多端直流輸電系統(tǒng)單極直流輸電系統(tǒng)單極直流輸電系統(tǒng)雙極直流輸電系統(tǒng)背靠背直流系統(tǒng)多端直流系統(tǒng)

1、新型輸電方式簡介

2、直流輸電的類型

3、直流輸電的優(yōu)點

4、直流輸電系統(tǒng)的構(gòu)成

5、高壓直流輸電的應(yīng)用

直流輸電的優(yōu)點：1、對于遠距離、大容量的輸電系統(tǒng)來說，它的投資成本較低。

不同輸電距離時的投資比較輸送3500MW功率時的投資比較輸送10500MW功率時的投資比較直流輸電的優(yōu)點：2、對于跨海的輸電工程也就是海底電纜輸電來說，有很大的優(yōu)越性。

世界上目前最長的直流電纜工程瑞典與德國之間跨越Baltic海電纜長250kM直流輸電的優(yōu)點：3、直流輸電的損耗較低。

輸送1200MW功率時的損耗比較直流輸電的優(yōu)點：4、直流輸電可以進行非同步聯(lián)網(wǎng)；5、直流輸電具有可以快速控制功率的特點；6、可以限制短路電流；7、直流輸電可以節(jié)約輸電線路走廊。

輸送2000MW功率時線路走廊和桿塔結(jié)構(gòu)比較

1、新型輸電方式簡介

2、直流輸電的類型3、直流輸電的優(yōu)點

4、直流輸電系統(tǒng)的構(gòu)成

5、高壓直流輸電的應(yīng)用

直流輸電的構(gòu)成：1、整流換流站2、直流線路3、逆變換流站換流站的主要設(shè)備換流站的布置示意圖組成換流閥的晶閘管換流器換流變壓器無功補償和濾波器平波電抗器直流濾波器冷卻系統(tǒng)

常規(guī)直流工程換流站可控硅的額定電流高達3000安，正常運行時，大電流產(chǎn)生高熱量，導(dǎo)致可控硅溫度會急劇上升，可控硅將被燒壞。閥冷卻系統(tǒng)一般采用水冷方式，由兩個部分組成，一個是內(nèi)冷卻系統(tǒng)，一個是外冷卻系統(tǒng)。內(nèi)系統(tǒng)是一個密閉的循環(huán)系統(tǒng)，它通過冷卻介質(zhì)的流動帶走可控硅閥由于消耗功率所產(chǎn)生的熱量。從散熱效果、防火、防腐蝕等多方面因素考慮，閥冷卻系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)采用去離子水。因此我們通常把閥冷卻系統(tǒng)稱作閥水冷系統(tǒng)。外冷水系統(tǒng)共有四臺噴淋泵，用于向3臺冷卻塔提供噴淋水，其中一臺作為備用，其他任何一臺噴淋泵故障，備用噴淋泵自動投入運行，替代故障噴淋泵。外冷水系統(tǒng)有兩個鹽池，期中一個作為備用。外冷水系統(tǒng)補水回路動力是由高壓泵來提供的，系統(tǒng)有兩臺高壓泵，系統(tǒng)運行時，只需要啟動一臺高壓泵。工業(yè)泵位于綜合水泵房，它是用于向外冷水提供水源的。

1、新型輸電方式簡介

2、直流輸電的類型3、直流輸電的優(yōu)點4、直流輸電系統(tǒng)的構(gòu)成5、高壓直流輸電的應(yīng)用

各電壓等級直流經(jīng)濟輸送距離和輸送容量如下：電壓等級（千伏）額定電流（安培）輸送容量（萬千瓦）經(jīng)濟輸送距離（公里）±10004500900大于2500±80040006001400～2500±66030004001000～1400±5003000300小于1000截至到2000年世界上的直流工程單項架空線路的最高電壓和最大輸送容量為士600kV，3150MW（巴西伊泰普直流工程）。士500kV，輸送容量（3000MW）最大的工程在中國有三個。從1987年到2008年我國己投運直流輸電工程

2009-2011年直流輸電工程

1、緊湊型輸電線路簡介2、直流輸電（HVDC)技術(shù)簡介

3、柔性輸電（FACTS）技術(shù)簡介

4、諧波問題研究

FACTS的定義：柔性輸電技術(shù)是利用大功率電力電子元器件構(gòu)成的裝置來控制或調(diào)節(jié)交流電力系統(tǒng)的運行參數(shù)和／或網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，從而優(yōu)化電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，提高電力系統(tǒng)的輸電能力。

1、產(chǎn)生和應(yīng)用柔性輸電技術(shù)的背景

2、FACTS的分類3、TCSC技術(shù)應(yīng)用情況簡介4、SVC技術(shù)應(yīng)用情況簡介5、可控高壓并聯(lián)電抗器簡介

1、電力負荷不斷增長使現(xiàn)有的輸電系統(tǒng)在現(xiàn)有的運行控制技術(shù)下已不能滿足長距離大容量輸送電能的需要。2、大功率電力電子元器件的制造技術(shù)日益發(fā)展，價格日趨低廉，使得用柔性輸電技術(shù)來改造已有電力系統(tǒng)在經(jīng)濟上成為可能。

3、計算技術(shù)和控制技術(shù)方面的快速發(fā)展和計算機的廣泛應(yīng)用，為柔性輸電技術(shù)發(fā)揮其對電力系統(tǒng)快速、靈活地進行調(diào)整、控制的作用提供了有力的支持；4、電力系統(tǒng)運營機制的市場化使得電力系統(tǒng)的運行方式更加復(fù)雜多變。

電力系統(tǒng)輸送功率的基本方程

FACTS裝置改善電力系統(tǒng)運行行為的作用

1、較大范圍的控制潮流使之按制定的路徑流動；2、保證輸電線的輸送功率可以接近熱穩(wěn)定極限又不過負荷；3、在控制的區(qū)域內(nèi)可以傳輸更多的功率；

FACTS裝置改善電力系統(tǒng)運行行為的作用

4、可以限制短路電流防止線路串級跳閘；5、阻尼會損壞電力設(shè)備或限制輸電容量的各種電力系統(tǒng)振蕩。

1、產(chǎn)生和應(yīng)用柔性輸電技術(shù)的背景2、FACTS的分類3、TCSC技術(shù)應(yīng)用情況簡介4、SVC技術(shù)應(yīng)用情況簡介5、可控高壓并聯(lián)電抗器簡介

FACTS裝置的分類

串聯(lián)型FACTS裝置

并聯(lián)型FACTS裝置

磁閥式可控電抗器

綜合型FACTS裝置：晶閘管控制的移相器TCPST統(tǒng)一潮流控制器UPFC

1、產(chǎn)生和應(yīng)用柔性輸電技術(shù)的背景

2、FACTS的分類

3、TCSC技術(shù)應(yīng)用情況簡介4、SVC技術(shù)應(yīng)用情況簡介5、可控高壓并聯(lián)電抗器簡介

TCSC基本模塊原理圖

C-(1/L)0，可變?nèi)菪噪娍?；C-(1/L)＝0，諧振狀態(tài)，無窮大容抗；C-(1/L)0，感性微調(diào)模式。

電力系統(tǒng)輸送功率的基本方程

天廣可控串補工程

碧成可控串補工程

1、產(chǎn)生和應(yīng)用柔性輸電技術(shù)的背景

2、FACTS的分類3、TCSC技術(shù)應(yīng)用情況簡介

4、SVC技術(shù)應(yīng)用情況簡介5、可控高壓并聯(lián)電抗器簡介

SVC原理示意圖

美國新墨西哥州帕不里克賽維思變電站SVC裝置

美國Mead-Adelanto2套SVC，1995

巴西500kV,+/-250MVAr

南非SVC:3套在納塔爾

鞍山紅一變100MvarSVC示范工程

1、產(chǎn)生和應(yīng)用柔性輸電技術(shù)的背景

2、FACTS的分類3、TCSC技術(shù)應(yīng)用情況簡介4、SVC技術(shù)應(yīng)用情況簡介

5、可控高壓并聯(lián)電抗器簡介

高壓并聯(lián)電抗器特高壓并聯(lián)電抗器中性點接小電抗的原理圖

可控高壓并聯(lián)電抗器1-高壓繞組，2-控制繞組，3-補償繞組

磁閥式可控電抗器接線圖

晶閘管控制變壓器(TCT)的可控電抗器接線圖

合適的控制策略對改善電力系統(tǒng)的動態(tài)特性極為重要！特高壓的高速接地開關(guān)日本的高速接地開關(guān)

1、緊湊型輸電線路簡介2、直流輸電（HVDC)技術(shù)簡介3、柔性輸電（FACTS）技術(shù)簡介

4、諧波問題研究

1、陜西電網(wǎng)電能質(zhì)量實時監(jiān)測系統(tǒng)簡介2、電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用分析

1、陜西省電網(wǎng)電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)規(guī)劃2、電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀3、電能質(zhì)量的SCADA系統(tǒng)4、陜西電網(wǎng)電能質(zhì)量實時監(jiān)測系統(tǒng)的特點

規(guī)劃的原則：1、合理規(guī)劃，節(jié)約投資；2、全面監(jiān)測電網(wǎng)的電能質(zhì)量信息；3、以中樞變電站、重要變電站、大負荷變電站為主進行監(jiān)測，主要是330kV變電站的110kV母線和項大型諧波源供電的110kV變電站。本期系統(tǒng)結(jié)構(gòu)最終的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1、陜西省電網(wǎng)電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)規(guī)劃

2、電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀

3、電能質(zhì)量的SCADA系統(tǒng)4、陜西電網(wǎng)電能質(zhì)量實時監(jiān)測系統(tǒng)的特點80年代初期至今，便攜式電能質(zhì)量測試儀獲得了長足的發(fā)展，傳統(tǒng)的便攜式電能質(zhì)量測試儀的硬件實際上就是一臺工業(yè)控制機，主要面向?qū)﹄娏ο到y(tǒng)諧波的測試。便攜式電能質(zhì)量測試儀是在設(shè)定一段時間內(nèi)，每隔一定時間間隔保存一組數(shù)據(jù)，或者手動一次獲取一組數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)一般以文本方式保存；保存的數(shù)據(jù)或者打印后人工分析，或者通過磁盤拷貝后導(dǎo)入計算機進行人工分析，其工作量及過程比較復(fù)雜繁瑣，且要求分析人員必須相當?shù)膶I(yè)知識。另外，該類設(shè)備由于存在機械轉(zhuǎn)動元件（硬盤及風扇等）而不能長期在線運行，一般只能測試一段時間，這樣很難反映電網(wǎng)各種運行方式、或負荷各種運行工況、或負荷水平大小變化時電網(wǎng)的實際諧波水平，即不能反映諧波水平的時間分布效應(yīng)，更難以發(fā)現(xiàn)諧波影響的累計效應(yīng)。

例如：無功補償電容器裝置有時跳閘、有時運行良好、有時突然損壞（除其他原因外）等等；缺點之三在于該類設(shè)備一般不對閃變進行測試，需要另外的閃變儀進行專門測試。

1、陜西省電網(wǎng)電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)規(guī)劃

2、電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀

3、電能質(zhì)量的SCADA系統(tǒng)

4、陜西電網(wǎng)電能質(zhì)量實時監(jiān)測系統(tǒng)的特點建立電能質(zhì)量SCADA系統(tǒng)的必要性：電力生產(chǎn)過程對電能質(zhì)量不產(chǎn)生影響，電力傳輸供應(yīng)的各個環(huán)節(jié)也基本不使電能質(zhì)量指標的下降，幾乎所有的電能質(zhì)量指標下降均由用戶產(chǎn)生。例如：電網(wǎng)負荷分配的不均勻、非線性負荷、沖擊負荷等。電能質(zhì)量指標下降對電網(wǎng)安全運行構(gòu)成嚴重威脅，例如諧波引起局部電網(wǎng)諧振、負序電流及諧波的負序效應(yīng)引起發(fā)電機負序保護誤動，三相不平衡引起地線容性電流過大等等；同時，電能質(zhì)量指標的下降嚴重影響電器設(shè)備的可靠運行，例如諧波引起電機類設(shè)備發(fā)熱、震動，引起電容器過負荷等等。另外，電能質(zhì)量的下降也嚴重影響一些電力用戶的正常生產(chǎn)及居民的正常生活，例如電壓波動引起照明設(shè)備閃變、上海華虹NEC企業(yè)（生產(chǎn)硅晶片）每遇一次超標的電壓波動其損失在100萬美金等等。

電能質(zhì)量指標的下降嚴重影響電力企業(yè)的經(jīng)濟效益，例如電力事故損失、停產(chǎn)損失、設(shè)備損壞損失、諧波在電網(wǎng)流動產(chǎn)生的網(wǎng)損、諧波源負荷造成電力計量誤差等等。

電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)各主要組成部分的功能要求：1、當?shù)乇O(jiān)測單元當?shù)乇O(jiān)控單元應(yīng)具有以下主要檢測功能：三相各次諧波電壓、電流及其諧波含有率三相電壓、電流總諧波畸變率；三相各次諧波的有功、無功功率及其方向；總的有功、無功功率，功率因數(shù)；電網(wǎng)頻率；電壓偏差、合格率統(tǒng)計；短時閃變Pst、長時間閃變Plt；電壓不平衡度；負序電壓、負序電流；其他電量測試。

2、監(jiān)測中心監(jiān)測中心各主要功能模塊由服務(wù)器層與應(yīng)用層組成。應(yīng)具有收、發(fā)控制功能；數(shù)據(jù)處理功能；圖形輸出功能；報表輸出功能

1、陜西省電網(wǎng)電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)規(guī)劃2、電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀3、電能質(zhì)量的SCADA系統(tǒng)

4、陜西電網(wǎng)電能質(zhì)量實時監(jiān)測系統(tǒng)的特點

1、根據(jù)面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思路，結(jié)合參考變電站綜合自動化保護單元的結(jié)構(gòu)模式，采用面向?qū)ο蟮囊粚σ粏卧Y(jié)構(gòu)進行設(shè)計。

2、對電能質(zhì)量采取全天候?qū)崟r在線監(jiān)測由于實現(xiàn)了峰谷電價，很多非線性電力用戶在夜間工作，生產(chǎn)過程在不同的生產(chǎn)周期對電網(wǎng)的影響也不相同。以往采用的便攜式電能質(zhì)量監(jiān)測儀，僅可做到短時間的對局部電網(wǎng)局部時段的電能質(zhì)量進行監(jiān)測，根本無法獲取整個電網(wǎng)電能質(zhì)量變化的真實水平。

3、采取數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對測試數(shù)據(jù)進行管理，并進一步對變化趨勢、數(shù)量水平、時間分布規(guī)律進行分析，從而使我們更充分、全面地了解整個電網(wǎng)的電能質(zhì)量水平。

4、該系統(tǒng)與電力MIS系統(tǒng)實施無縫連接，所有科室均能在電力MIS網(wǎng)上瀏覽分析數(shù)據(jù)，充分做到數(shù)據(jù)共享。

陜西電能質(zhì)量實時在線監(jiān)測系統(tǒng)套系統(tǒng)的運行，為電力系統(tǒng)的設(shè)計、生產(chǎn)、調(diào)度、運行等工作提供大量的極有價值的參考數(shù)據(jù)。

1、陜西電網(wǎng)電能質(zhì)量實時監(jiān)測系統(tǒng)簡介

2、電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用分析

陜西電網(wǎng)電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)運行至今，情況基本正常，積累了大量電能質(zhì)量的寶貴數(shù)據(jù)。下面就以110KV三橋變?yōu)槔?，介紹陜西電網(wǎng)電能質(zhì)量實時在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用情況：

110KV三橋變電站：主變兩臺，容量分別為：50MVA;

110KVI、II段母線，35KVI、II段母線及10KVI段、II段均并列運行;并聯(lián)補償電容器二組，容量分別為：50MVAR，串聯(lián)電抗均為6%。

三橋變電站兩組并聯(lián)補償電容器2001年1月投入運行，2001年10月因電容器內(nèi)部故障而跳閘停運，返廠進行大修；2002年5月投入運行，兩組電容器分別于2002年9月和2002年11月又因電容器內(nèi)部故障而跳閘停運，返廠進行大修；

兩組電容器分別于2002年10月和2003年1月又投入運行，并于2003年12月和2003年11月再一次因電容器內(nèi)部故障而跳閘停運，該兩組電容器直至2004年4月仍未修好投運。

110kV三橋變并聯(lián)補償電容器組故障原因分析：1、電容器的場強較高2、110kV三橋變電站的諧波含量超標

2001年的測試結(jié)果表明：110KV三橋變在各種運行方式下，各個電壓等級的諧波含量均未超出國家標準的要求。2003年的測試結(jié)果表明：110KV三橋變兩組并聯(lián)補償電容器投入運行，10kV諧波電壓總畸變率嚴重超標，95％概率大值達到9％左右，大大超過4％的國家標準，該站主要是3次諧波電壓畸變水平較高，已達8.5％左右。

2003年11月-12月，110kV三橋變電站的兩組并聯(lián)補償電容器因故障相繼退出運行，諧波實時監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果表明，110kV三橋變的10kV諧波電壓總畸變率仍然嚴重超標，95％概率大值達到8.4％左右，也大大超過4％的國家標準，該站仍然主要是3次諧波電壓畸變水平較高，達到7％左右。

諧波測量結(jié)果還表明：隨著負荷性質(zhì)的變化，電網(wǎng)的諧波含量大大提高。綜上所述，可以判定：110kV三橋變10kV母線的諧波電壓總畸變率嚴重超標，諧波電壓含有率較高的主要表現(xiàn)為3次諧波，諧波電流含量較大的主要表現(xiàn)為5次諧波。

并聯(lián)補償電容器對諧波電流的放大作用：110kV三橋變的兩組并聯(lián)補償電容器的串聯(lián)電抗均按6%進行配置，并聯(lián)補償電容器的這種配置雖然可以有效的限制電容器投入時的合閘涌流，但不能避免由于電容器組的投入引起3次諧波的放大現(xiàn)象。

諧波實時監(jiān)測結(jié)果也說明該變電站無功補償電容設(shè)備參數(shù)配置不合理，存在3次諧波諧振現(xiàn)象，3次諧波嚴重放大。

110kV三橋變并聯(lián)補償電容器組的改造方案方案1：110kV三橋變并聯(lián)補償電容器組的串聯(lián)電抗按4.5%配置方案2：110kV三橋變并聯(lián)補償電容器組的串聯(lián)電抗按12%配置方案3：根據(jù)110kV三橋變諧波含量的實際情況，配置諧波濾波器

綜合技術(shù)經(jīng)濟比較方案1、方案2及方案3，并考慮系統(tǒng)運行2004年“迎峰度夏”的實際需要，推薦目前110kV三橋變并聯(lián)補償電容器組的串聯(lián)電抗采用方案1的配置，即按4.5%進行配置。

串聯(lián)電抗按4.5%配置后的諧波測量結(jié)果2004年6月，110kV三橋變電站的兩組并聯(lián)補償電容器將串聯(lián)電抗按4.5%配置修復(fù)投入運行后，由諧波實時監(jiān)測數(shù)據(jù)知，110kV三橋變的10kV諧波電壓總畸變率雖仍嚴重超標，95％概率大值達為7.6％左右，該站仍然主要是3次諧波電壓畸變水平較高，達到7％左右，但3次諧波放大的現(xiàn)象已消除。

結(jié)論

1、當電網(wǎng)中的3次諧波電壓含有率嚴重超標時，并聯(lián)補償電容器組的串聯(lián)電抗不應(yīng)按6%進行配置。2、并聯(lián)補償電容器組的串聯(lián)電抗按4.5%配置時，可以有效地避免對系統(tǒng)3次諧波的放大作用，因而使三次諧波電壓的含有率大大降低，同時也降低串抗的造價及其損耗。

三橋變的諧波電流主要表現(xiàn)為五次諧波水平較高，約為20A，雖然并聯(lián)無功補償裝置對5次諧波呈現(xiàn)較低阻抗，但此時并聯(lián)無功補償電容器僅需承受9.5A的諧波電流，遠小于電容器約85A的過電流能力。

3、并聯(lián)補償電容器組的串聯(lián)電抗按12%配置時，也可以有效地避免對系統(tǒng)3次諧波的放大作用，但由于串聯(lián)電抗按12%配置，所以增大了并聯(lián)無功補償裝置的運行損耗，同時，也提高了并聯(lián)補償電容器的額定電壓，降低了電容器的有效基波容量，并提高了電抗器的造價。

4、如電網(wǎng)的諧波含量較高，并聯(lián)無功補償裝置的運行條件較差，要徹底解決并聯(lián)補償電容器組長期運行過程中的損壞問題，應(yīng)按電網(wǎng)諧波含量的實際情況，設(shè)計制造諧波濾波器，該裝置在基波狀態(tài)下，提供系統(tǒng)所需的無功功率，起到無功補償?shù)淖饔?；在諧波狀態(tài)下，濾除諧波，起濾波器的作用。

勉縣變諧波治理方案簡介

結(jié)論：220kV勉縣變10kV側(cè)電容器頻繁損害的主要原因是：系統(tǒng)中非線性負荷產(chǎn)生的諧波從110kV側(cè)注入勉縣變，引起10kV側(cè)電容器損壞。

考慮：原220kV勉縣變無功補償；新330kV勉縣變無功補償；系統(tǒng)接線情況；110kV負荷轉(zhuǎn)移后引起的諧波變化情況。

應(yīng)注意的問題是：諧波源是110kV非線性負荷引起；濾波器必須既能抑制變壓器低壓側(cè)的諧波，同時又不會引起相鄰變電站無功補償設(shè)備的諧振。

利用便攜式諧波測試儀測得220kV勉縣變主變各側(cè)的諧波水平陜西電網(wǎng)電能質(zhì)量實時在線監(jiān)測系統(tǒng)測得220kV勉縣變的諧波水平

分析研究結(jié)果表明：220kV勉縣變諧波源主要集中在110kV母線，但是問題卻出現(xiàn)在10kV母線。因此解決問題的目標應(yīng)該為在10kV母線設(shè)置兼有濾波作用的無功裝置，控制目標選擇降低110kV母線諧波電壓總畸變水平。

220kV勉縣變諧波特征分析

220kV勉縣變10kV母線諧振特性220kV勉縣變110kV母線諧振特性

1、諧波諧振特性研究結(jié)果表明：