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摘 要：分析了500kV固定串联补偿装置的技术特点。就串联电容器的结构、MOV能量吸收能力的确定和放电间隙的配置提出了改进意见。
关键词：500kV；串联补偿；补偿；技术特点
0 引言
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，提高输电能力和系统运行的稳定性，降低输电系统工程造价。 500千伏冯屯可控串补站在500千伏伊冯甲线、伊冯乙线冯屯侧线路出口，每回线各装设一套串联补偿装置，串补装置总容量2*870Mvar，每套装置的容量为870Mvar，其中固定串补（FSC）容量为544Mvar，补偿度为30%，可控串补（TCSC）容量326Mvar，补偿度为15%，每回线路总补偿度为45%。串补装置的额定电流2.33kA。可控串补装置技术比较复杂、造价高，固定串补技术现已比较成熟，本文只对500千伏固定串补装置技术特点进行简要分析。
1 串补装置技术特点分析
冯屯站500kV伊冯甲、乙线固定串补装置主要由串联电容器组、非线性电阻（MOV）、放电间隙、阻尼装置、旁路断路器、继电保护装置六大部分组成，装置采用分相布置，除旁路断路器和隔离开关设备以外，其它设备均分别安装在六个绝缘平台上。现分别分析各组成部分的技术特点。
1.1 串联电容器组：
串联电容器采用芬兰诺基亚公司产品，每相串联电容器组由308台单元串联电容器（22并14串）组成，这308台单元串联电容器又分成4个接线臂，电气上接成H型接线方式。每个接线臂上有77台单元串联电容器，接线为11并7串，先并后串。串联电容器的熔丝配置方式有内熔丝和外熔丝两种。外熔丝方式的优点是不存在保护死区，熔丝熔断后运行人员能方便的发现故障电容器：缺点是单元串联电容器内部元件损坏会造成整台单元串联电容器退出运行，安装尺寸较大。内熔丝方式的优点是结构紧凑，安装尺寸较小，少量内部元件损坏由内熔丝动作切除，不会造成整台单元串联电容器退出运行；缺点是存在保护死区，当出线套管闪络或内部引出线对壳击穿时会造成串联电容器短路故障，此时内熔丝又无法动作。此外，不平衡保护动作后查寻故障电容器的工作量很大，需要对308台单元串联电容器逐台进行检查，对于对称性单元电容器故障，不平衡保护无法正确动作，只有通过每年测试每台单元串联电容器的电容量才能发现问题以消除隐患。本次串补招标技术要求中明确提出单元串联电容器最好采用双套管结构，认为单套管加内熔丝结构的单元串联电容器存在的最大问题是：一旦发生内部引出线对壳击穿就会造成串联电容器极间短路。一台单元串联电容器极间短路后，在串补装置满负荷运行（2330A）情况下，通过故障单元串联电容器的负荷电流达到1349A，加上其它健康单元串联电容器的高频放电电流，要求单元串联电容器的外壳耐爆容量至
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作者简介：张永庆（1980-），男，毕业于沈阳电力高等专科学校发电厂及电力系统专业，助理工程师。现从事变电站运行。
少应大于18kJ。如外壳耐爆容量不能满足要求，则串联电容器极间短路后极易造成故障单元串联电容器外壳爆裂起火，烧毁临近的设备。冯屯串补采用双套管加内熔丝结构的单元串联电容器，减小内部引出线对壳击穿造成串联电容器极间短路故障几率。当个别电容器故障时，单元电容器内熔丝熔断，串联电容器组认可继续运行。
1.2 金属氧化物限压气（MOV）：
MOV是为保护串联电容器组而设置的，其技术要求是将串联电容器组的过电压水平限制在额定电压以下。外部故障情况下串联电容器组不退出运行；内部故障情况下串联电容器组退出运行，故障切除后串联电容器组快速投入运行以提高系统稳定性。设计要求MOV瓷套的总能量吸收能力为41MJ，计及MOV电流分配的不平衡性以后，MOV的总能量吸收能力仍有一定的裕度。由于MOV的總能量吸收能力很大，因此其投资在串补装置总造价中占较大的比例。造成MOV的总能量吸收能力很大的原因是当保护设定定值是450ms，故障持续时间过长。考虑了两套线路主保护全部拒动和断路器拒动等多种因素。实际上500kV线路从保护到电源均采取双重化配置，断路器的分闸线圈也采取双重化配置，各种拒动因素同时出现的概率非常之小，如果只考虑断路器拒动的因素则保护定值故障持续时间可缩短为350ms，MOV的总能量吸收能力可以显著降低从而降低设备造价。北京伏安公司在投标文件中建议将故障持续时间确定为250ms（考虑两套主保护拒动），则MOV的总能量吸收能力可以降低到30MJ，节省投资325万元。安全固然重要，但必须与投资进行综合考虑。
1.3 阻尼装置：
旁路间隙或旁路断路器动作后，串联电容器组将对其放电。放电电流为高频高幅值振荡电流，对旁路间隙或旁路断路器的安全运行威胁很大，必须配置阻尼装置抑制放电电流，使放电电流的第二个幅值降低到第一个幅值的50%以下。阻尼装置由阻尼电抗器、阻尼电阻和可变电阻组成.正常运行时可变电阻阻值为无穷大，工作特性类似MOV。阻尼电抗器采用干式空芯电抗器，电感值为0.4mH。为降低阻尼电阻的热容量，采用可变电阻与阻尼电阻串联连接。串联电容器组放电时可变电阻击穿将阻尼电阻投入运行；放电结束后，可变电阻将阻尼电阻退出运行，线路故障电流只通过阻尼电抗器。阻尼电阻由5个并联连接的电阻元件组成，采用非磁性不锈钢带制做，电阻值为4.45Ω，最大热容量为7.25MJ，最大放电电流57kA。
1.4 旁路断路器：
旁路断路器用于投切串联电容器组和保护MOV及旁路间隙。由于它不开断故障电流而且安装在对地绝缘的支柱上，因此技术要求不高。采用LTB1/170/550E2型产品，额定电压为170/550Kv。
2 串补装置存在的问题
冯屯500kV串补装置，其一次设备质量较好，现场安装发现问题很少。主要问题有：火花间隙的1台均压电容器的硅橡胶裙由于运输原因存在小的破损。但其保护与控制装置存在问题较多，主要有：间隙触发装置的触发盒监视不正常，调试试验时造成一次误合串补装置旁路开关，现已调试较好。串补电容器电流显示零飘较大，电容器未运行而显示器上已经有近5A的电容电流。
3 结束语
500kV固定串联补偿装置采用了内熔丝加双套管结构的串联电容器、大容量MOV、快速触发的放电间隙、光电信号传输系统等设备，设备及技术上均有一定的先进之处。从整套串联补偿装置总体上考虑，有如下几点值得进一步研究。
1）系统故障持续时间的确定，考虑因素过多，造成MOV能量吸收能力过大，考虑此类情况发生的概率和后果（只是提前旁路串补装置）可以适当缩短故障持续时间，降低对MOV能量吸收能力的要求以节省投资。
2）配置放电间隙是由于其动作速度远快于旁路断路器的合闸速度，如果选用快速合闸的旁路断路器，加以适当选择MOV的能量吸收能力，应该可以取消放电间隙，这样可以降低投资850万元，国内已有串补站不设放电间隙的先例。
参考文献：
〔1〕 李长益.500kV三堡站的串联补偿装置[A].串联补偿装置研讨会[C]
〔2〕 马乃兵.串联补偿技术在我国的应用[J].电力电容器，1998，（4）：15.
关键词：500kV；串联补偿；补偿；技术特点
0 引言
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，提高输电能力和系统运行的稳定性，降低输电系统工程造价。 500千伏冯屯可控串补站在500千伏伊冯甲线、伊冯乙线冯屯侧线路出口，每回线各装设一套串联补偿装置，串补装置总容量2*870Mvar，每套装置的容量为870Mvar，其中固定串补（FSC）容量为544Mvar，补偿度为30%，可控串补（TCSC）容量326Mvar，补偿度为15%，每回线路总补偿度为45%。串补装置的额定电流2.33kA。可控串补装置技术比较复杂、造价高，固定串补技术现已比较成熟，本文只对500千伏固定串补装置技术特点进行简要分析。
1 串补装置技术特点分析
冯屯站500kV伊冯甲、乙线固定串补装置主要由串联电容器组、非线性电阻（MOV）、放电间隙、阻尼装置、旁路断路器、继电保护装置六大部分组成，装置采用分相布置，除旁路断路器和隔离开关设备以外，其它设备均分别安装在六个绝缘平台上。现分别分析各组成部分的技术特点。
1.1 串联电容器组：
串联电容器采用芬兰诺基亚公司产品，每相串联电容器组由308台单元串联电容器（22并14串）组成，这308台单元串联电容器又分成4个接线臂，电气上接成H型接线方式。每个接线臂上有77台单元串联电容器，接线为11并7串，先并后串。串联电容器的熔丝配置方式有内熔丝和外熔丝两种。外熔丝方式的优点是不存在保护死区，熔丝熔断后运行人员能方便的发现故障电容器：缺点是单元串联电容器内部元件损坏会造成整台单元串联电容器退出运行，安装尺寸较大。内熔丝方式的优点是结构紧凑，安装尺寸较小，少量内部元件损坏由内熔丝动作切除，不会造成整台单元串联电容器退出运行；缺点是存在保护死区，当出线套管闪络或内部引出线对壳击穿时会造成串联电容器短路故障，此时内熔丝又无法动作。此外，不平衡保护动作后查寻故障电容器的工作量很大，需要对308台单元串联电容器逐台进行检查，对于对称性单元电容器故障，不平衡保护无法正确动作，只有通过每年测试每台单元串联电容器的电容量才能发现问题以消除隐患。本次串补招标技术要求中明确提出单元串联电容器最好采用双套管结构，认为单套管加内熔丝结构的单元串联电容器存在的最大问题是：一旦发生内部引出线对壳击穿就会造成串联电容器极间短路。一台单元串联电容器极间短路后，在串补装置满负荷运行（2330A）情况下，通过故障单元串联电容器的负荷电流达到1349A，加上其它健康单元串联电容器的高频放电电流，要求单元串联电容器的外壳耐爆容量至
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作者简介：张永庆（1980-），男，毕业于沈阳电力高等专科学校发电厂及电力系统专业，助理工程师。现从事变电站运行。
少应大于18kJ。如外壳耐爆容量不能满足要求，则串联电容器极间短路后极易造成故障单元串联电容器外壳爆裂起火，烧毁临近的设备。冯屯串补采用双套管加内熔丝结构的单元串联电容器，减小内部引出线对壳击穿造成串联电容器极间短路故障几率。当个别电容器故障时，单元电容器内熔丝熔断，串联电容器组认可继续运行。
1.2 金属氧化物限压气（MOV）：
MOV是为保护串联电容器组而设置的，其技术要求是将串联电容器组的过电压水平限制在额定电压以下。外部故障情况下串联电容器组不退出运行；内部故障情况下串联电容器组退出运行，故障切除后串联电容器组快速投入运行以提高系统稳定性。设计要求MOV瓷套的总能量吸收能力为41MJ，计及MOV电流分配的不平衡性以后，MOV的总能量吸收能力仍有一定的裕度。由于MOV的總能量吸收能力很大，因此其投资在串补装置总造价中占较大的比例。造成MOV的总能量吸收能力很大的原因是当保护设定定值是450ms，故障持续时间过长。考虑了两套线路主保护全部拒动和断路器拒动等多种因素。实际上500kV线路从保护到电源均采取双重化配置，断路器的分闸线圈也采取双重化配置，各种拒动因素同时出现的概率非常之小，如果只考虑断路器拒动的因素则保护定值故障持续时间可缩短为350ms，MOV的总能量吸收能力可以显著降低从而降低设备造价。北京伏安公司在投标文件中建议将故障持续时间确定为250ms（考虑两套主保护拒动），则MOV的总能量吸收能力可以降低到30MJ，节省投资325万元。安全固然重要，但必须与投资进行综合考虑。
1.3 阻尼装置：
旁路间隙或旁路断路器动作后，串联电容器组将对其放电。放电电流为高频高幅值振荡电流，对旁路间隙或旁路断路器的安全运行威胁很大，必须配置阻尼装置抑制放电电流，使放电电流的第二个幅值降低到第一个幅值的50%以下。阻尼装置由阻尼电抗器、阻尼电阻和可变电阻组成.正常运行时可变电阻阻值为无穷大，工作特性类似MOV。阻尼电抗器采用干式空芯电抗器，电感值为0.4mH。为降低阻尼电阻的热容量，采用可变电阻与阻尼电阻串联连接。串联电容器组放电时可变电阻击穿将阻尼电阻投入运行；放电结束后，可变电阻将阻尼电阻退出运行，线路故障电流只通过阻尼电抗器。阻尼电阻由5个并联连接的电阻元件组成，采用非磁性不锈钢带制做，电阻值为4.45Ω，最大热容量为7.25MJ，最大放电电流57kA。
1.4 旁路断路器：
旁路断路器用于投切串联电容器组和保护MOV及旁路间隙。由于它不开断故障电流而且安装在对地绝缘的支柱上，因此技术要求不高。采用LTB1/170/550E2型产品，额定电压为170/550Kv。
2 串补装置存在的问题
冯屯500kV串补装置，其一次设备质量较好，现场安装发现问题很少。主要问题有：火花间隙的1台均压电容器的硅橡胶裙由于运输原因存在小的破损。但其保护与控制装置存在问题较多，主要有：间隙触发装置的触发盒监视不正常，调试试验时造成一次误合串补装置旁路开关，现已调试较好。串补电容器电流显示零飘较大，电容器未运行而显示器上已经有近5A的电容电流。
3 结束语
500kV固定串联补偿装置采用了内熔丝加双套管结构的串联电容器、大容量MOV、快速触发的放电间隙、光电信号传输系统等设备，设备及技术上均有一定的先进之处。从整套串联补偿装置总体上考虑，有如下几点值得进一步研究。
1）系统故障持续时间的确定，考虑因素过多，造成MOV能量吸收能力过大，考虑此类情况发生的概率和后果（只是提前旁路串补装置）可以适当缩短故障持续时间，降低对MOV能量吸收能力的要求以节省投资。
2）配置放电间隙是由于其动作速度远快于旁路断路器的合闸速度，如果选用快速合闸的旁路断路器，加以适当选择MOV的能量吸收能力，应该可以取消放电间隙，这样可以降低投资850万元，国内已有串补站不设放电间隙的先例。
参考文献：
〔1〕 李长益.500kV三堡站的串联补偿装置[A].串联补偿装置研讨会[C]
〔2〕 马乃兵.串联补偿技术在我国的应用[J].电力电容器，1998，（4）：15.