李 鵬 ，王玉婷 ，高 磊 ，孔祥平

（1.國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院，江蘇 南京 211103；2.國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司，江蘇 南京 210032）

0 引言

統(tǒng)一潮流控制器UPFC（Unified Power Flow Controller）由并聯(lián)側(cè)換流器及串聯(lián)側(cè)換流器組成，并聯(lián)側(cè)能夠控制接入點(diǎn)的電壓或注入的無功功率，同時(shí)控制直流電壓恒定；串聯(lián)側(cè)通過控制其串聯(lián)注入線路的電壓矢量來調(diào)節(jié)線路潮流［1-4］。

UPFC工程的系統(tǒng)啟動(dòng)調(diào)試是工程建設(shè)的最后一道工序，其目的是全面考核UPFC工程的系統(tǒng)性能、設(shè)備性能以及二次控制保護(hù)功能，驗(yàn)證UPFC系統(tǒng)各項(xiàng)性能指標(biāo)是否達(dá)到技術(shù)要求，確保工程投入運(yùn)行后系統(tǒng)和設(shè)備安全可靠運(yùn)行［5-6］。在UPFC工程系統(tǒng)調(diào)試階段，需要完成UPFC相關(guān)主設(shè)備充電及控制保護(hù)系統(tǒng)功能的帶電檢驗(yàn)，其中作為UPFC系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備之一的串聯(lián)變壓器及其相關(guān)設(shè)備的啟動(dòng)試驗(yàn)是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是后續(xù)UPFC系統(tǒng)調(diào)試的基礎(chǔ)［7-10］。串聯(lián)變壓器啟動(dòng)試驗(yàn)主要包括串聯(lián)變壓器及相關(guān)設(shè)備（如晶閘管旁路開關(guān)（TBS））充電、串聯(lián)變壓器核相及保護(hù)校驗(yàn)等，主要完成對(duì)設(shè)備絕緣的考核，檢查變壓器空載投切的電磁暫態(tài)過程，完成變壓器一、二次回路及相序檢查，通過電流互感器（TA）回路帶負(fù)荷完成變壓器保護(hù)校驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束且結(jié)果合格后，串聯(lián)變壓器具備運(yùn)行條件［11］。

考慮到UPFC串聯(lián)變壓器接線形式及接入系統(tǒng)方式的特殊性，傳統(tǒng)的變壓器（并聯(lián)接入電網(wǎng)）充電啟動(dòng)調(diào)試方法不再適用。本文針對(duì)UPFC系統(tǒng)串聯(lián)變壓器的特殊性，提出了一種工程現(xiàn)場(chǎng)可行的串聯(lián)變壓器充電啟動(dòng)試驗(yàn)方法和步驟。分別從UPFC并聯(lián)變壓器低壓側(cè)和UPFC串聯(lián)接入的線路側(cè)對(duì)串聯(lián)變壓器進(jìn)行充電，并完成串聯(lián)變壓器相序檢查和保護(hù)校驗(yàn)。該方法已應(yīng)用于國(guó)內(nèi)首套UPFC工程的系統(tǒng)調(diào)試，對(duì)于保證系統(tǒng)調(diào)試順利、有效開展及工程順利投運(yùn)有重要的意義。

1 UPFC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

UPFC系統(tǒng)主要設(shè)備包括換流器、直流連接線以及串聯(lián)變壓器和并聯(lián)變壓器，并聯(lián)換流器通過并聯(lián)變壓器接入電網(wǎng)，串聯(lián)換流器通過串聯(lián)變壓器接入輸電線路。并聯(lián)變壓器接入系統(tǒng)及運(yùn)行特性與常規(guī)變壓器相同。串聯(lián)變壓器與常規(guī)變壓器相比有很大不同，其高壓側(cè)繞組采用Ⅲ型接線方式，繞組首末端串接入線路中，低壓側(cè)一般采用星形接法，與換流閥相連接。其系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及主要設(shè)備如圖1所示。

由于UPFC系統(tǒng)串聯(lián)變壓器接線方式的特殊性，使傳統(tǒng)的變壓器（并聯(lián)接入電網(wǎng)）充電啟動(dòng)調(diào)試方法不再適用［12］，主要體現(xiàn)在：

a.串聯(lián)變壓器低壓側(cè)聯(lián)接換流閥，無法從低壓側(cè)直接對(duì)串聯(lián)變壓器進(jìn)行充電投切；

b.串聯(lián)變壓器高壓側(cè)繞組直接串接入線路中，且在高壓側(cè)和低壓側(cè)配置旁路開關(guān)，根據(jù)其接入方式和運(yùn)行要求，低壓側(cè)空載時(shí)串聯(lián)變壓器不能在高、低壓側(cè)均開路的情況下串接入系統(tǒng)，這可能產(chǎn)生過電壓和過激磁而危及主設(shè)備，故無法從高壓側(cè)對(duì)串聯(lián)變壓器進(jìn)行充電投切。

總之，由于UPFC系統(tǒng)串聯(lián)變壓器特殊的接入系統(tǒng)方式，無法直接對(duì)其開展充電投切試驗(yàn)。

為了有效開展UPFC串聯(lián)變壓器啟動(dòng)調(diào)試試驗(yàn)，全面驗(yàn)證設(shè)備性能，結(jié)合UPFC系統(tǒng)實(shí)際情況，本文從工程實(shí)用的角度出發(fā)，分別設(shè)計(jì)串聯(lián)變壓器低壓側(cè)和高壓側(cè)充電投切的試驗(yàn)方法和步驟，并對(duì)串聯(lián)變壓器啟動(dòng)過程中的保護(hù)配置提出建議。

2 串聯(lián)變壓器低壓側(cè)充電

對(duì)于實(shí)際的UPFC工程而言，為了充分發(fā)揮換流器的調(diào)節(jié)性能，一般在交流開關(guān)場(chǎng)配置相應(yīng)的轉(zhuǎn)換刀閘和接線以實(shí)現(xiàn)不同接線形式轉(zhuǎn)換，使換流器具有靈活的運(yùn)行方式。通常情況下，UPFC系統(tǒng)換流器同時(shí)具備作為靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器（SSSC）運(yùn)行的功能，當(dāng)一個(gè)換流器故障退出時(shí)，其余正常的換流器可以串接入線路中以SSSC方式來運(yùn)行，并對(duì)線路有功功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。換流器作為SSSC運(yùn)行時(shí)，需要先對(duì)換流器進(jìn)行充電，常用的方式是自勵(lì)充電方式，通過開關(guān)場(chǎng)刀閘，使換流器連接至并聯(lián)變壓器進(jìn)行充電，充電完成后再通過刀閘切換連接至串聯(lián)變壓器，并按SSSC方式解鎖運(yùn)行。為了具備以上功能，要求換流器配置轉(zhuǎn)換刀閘，可分別連接至并聯(lián)變壓器和串聯(lián)變壓器，典型的接線及主要設(shè)備如圖2所示。

圖1 UPFC系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)Fig.1 Overall structure of UPFC system

圖2 UPFC系統(tǒng)典型接線Fig.2 Typical wiring scheme of UPFC system

對(duì)于圖2中典型的UPFC接線方式，利用開關(guān)場(chǎng)轉(zhuǎn)換刀閘可將串聯(lián)變壓器低壓側(cè)連接至并聯(lián)變壓器閥側(cè)，并由并聯(lián)變壓器閥側(cè)開關(guān)QF3從低壓側(cè)對(duì)串聯(lián)變壓器進(jìn)行充電投切。其中，必須注意如下問題：

a.由于開關(guān)場(chǎng)刀閘之間一般具有聯(lián)鎖條件，不能直接通過刀閘操作將串聯(lián)變壓器低壓側(cè)連接至并聯(lián)變壓器閥側(cè)，必須解除刀閘聯(lián)鎖條件，故試驗(yàn)過程中，刀閘操作需要認(rèn)真核實(shí)，以防止操作不當(dāng)而損害設(shè)備；

b.對(duì)于UPFC系統(tǒng)，一般并聯(lián)變壓器閥側(cè)額定電壓與串聯(lián)變壓器低壓側(cè)額定電壓相等，若并聯(lián)變壓器有分接頭，則試驗(yàn)前應(yīng)將分接頭置于0檔位；

c.如果開關(guān)場(chǎng)未配置上述轉(zhuǎn)換刀閘和接線，可通過增加臨時(shí)接線使串聯(lián)變壓器低壓側(cè)連接至并聯(lián)變壓器閥側(cè)；

d.為了防止試驗(yàn)對(duì)換流閥造成沖擊，通過并聯(lián)變壓器閥側(cè)開關(guān)進(jìn)行串聯(lián)變壓器充電時(shí)應(yīng)將其與換流閥的連接回路斷開。

試驗(yàn)前，通過開關(guān)場(chǎng)刀閘將串聯(lián)變壓器低壓側(cè)連接至并聯(lián)變壓器閥側(cè)，如圖2所示系統(tǒng)接線中合上DS11和DS22，充電時(shí)換流閥充電電阻旁路（DS4合位），拆除換流閥1與開關(guān)場(chǎng)的連接引線。根據(jù)圖2所示UFPC系統(tǒng)，對(duì)串聯(lián)變壓器低壓側(cè)充電試驗(yàn)步驟進(jìn)行說明。

2.1 串聯(lián)變壓器高壓側(cè)隔離狀態(tài)下充電（方式1）

充電前，系統(tǒng)條件如下：

a.并聯(lián)變壓器帶電，低壓側(cè)開關(guān)QF3分位；

b.串聯(lián)變壓器低壓側(cè)旁路開關(guān)QF2分位；

c.串聯(lián)變壓器高壓側(cè)刀閘 DS1、DS2分位，ES1、ES2分位。

合上并聯(lián)變壓器低壓側(cè)開關(guān)QF3充電串聯(lián)變壓器，帶電區(qū)域如圖3中線條加粗區(qū)域所示，完成如下檢查：串聯(lián)變壓器勵(lì)磁涌流、操作過電壓等電磁暫態(tài)過程；TBS及閥控運(yùn)行情況；相關(guān)保護(hù)工作正常，無保護(hù)動(dòng)作；串聯(lián)變壓器運(yùn)行情況，設(shè)備帶電考核。

圖3 串聯(lián)變壓器高壓側(cè)隔離狀態(tài)充電（方式 1）示意圖Fig.3 Schematic diagram of HV-side energizing of isolated series transformer（mode 1）

試驗(yàn)完成后，拉開并聯(lián)變壓器低壓側(cè)開關(guān)QF3。

2.2 串聯(lián)變壓器高壓側(cè)帶線路電壓互感器充電（方式2）

充電前，系統(tǒng)條件如下：

a.UPFC線路停運(yùn)，兩側(cè)開關(guān)QF5、QF6冷備用；

b.并聯(lián)變壓器帶電，低壓側(cè)開關(guān)QF3分位；

c.串聯(lián)變壓器高壓側(cè)旁路開關(guān)QF1分位，低壓側(cè)旁路開關(guān)QF2分位；

d.串聯(lián)變壓器高壓側(cè)刀閘DS2分位，靠線路接地刀閘ES2合位；

e.串聯(lián)變壓器高壓側(cè)刀閘DS1合位，靠母線地刀ES1分位。

合上并聯(lián)變壓器閥側(cè)開關(guān)QF3充電串聯(lián)變壓器，帶電區(qū)域如圖4中線條加粗區(qū)域所示，完成如下檢查：串聯(lián)變壓器勵(lì)磁涌流、操作過電壓等電磁暫態(tài)過程；串聯(lián)變壓器避雷器動(dòng)作情況；檢查串聯(lián)變壓器變比正確；TBS及閥控運(yùn)行情況；相關(guān)保護(hù)工作正常，無保護(hù)動(dòng)作；線路母線側(cè)電壓互感器（TV）TV1與并聯(lián)變壓器高壓側(cè)TV0核相，檢查串聯(lián)變壓器相序。

試驗(yàn)完成后，拉開并聯(lián)變壓器低壓側(cè)開關(guān)QF3。

利用2.1節(jié)和2.2節(jié)可完成對(duì)串聯(lián)變壓器低壓側(cè)的充電投切、絕緣檢查、核相及相序檢查、TBS及閥控運(yùn)行情況檢查等。若投切次數(shù)大于2次（一般投切5次），其余投切試驗(yàn)可按2.1節(jié)的方式1進(jìn)行。

圖4 串聯(lián)變壓器高壓側(cè)帶線路TV充電（方式 2）示意圖Fig.4 Schematic diagram of HV-side energizing of series transformer with line PT（mode 2）

3 串聯(lián)變壓器高壓側(cè)充電及保護(hù)帶負(fù)荷校驗(yàn)

由于串聯(lián)變壓器特殊的接入系統(tǒng)方式，其高壓側(cè)配置旁路斷路器，通過隔離刀閘連接至線路。根據(jù)UPFC的運(yùn)行要求，在線路正常運(yùn)行時(shí)，不允許串聯(lián)變壓器在空載狀態(tài)下接入系統(tǒng)。

試驗(yàn)前，UPFC線路停運(yùn)，兩側(cè)開關(guān)QF5、QF6熱備用，換流閥連接刀閘 DS11、DS12、DS21、DS22分位，將換流閥隔離。試驗(yàn)時(shí)，通過線路開關(guān)充電串聯(lián)變壓器，利用線路合環(huán)運(yùn)行功率進(jìn)行串聯(lián)變壓器保護(hù)相關(guān)TA回路帶負(fù)荷校驗(yàn)，試驗(yàn)步驟如下。

3.1 高壓側(cè)充電串聯(lián)變壓器（方式3）

串聯(lián)變壓器高壓側(cè)連接刀閘DS1、DS2合位，串聯(lián)變壓器旁路開關(guān)QF1分位、QF2合位。合上線路對(duì)側(cè)開關(guān)QF6充電線路及串聯(lián)變壓器，帶電區(qū)域如圖5中線條加粗區(qū)域所示，完成如下檢查和試驗(yàn)：串聯(lián)變壓器操作過電壓等電磁暫態(tài)過程；考核串聯(lián)變壓器對(duì)地絕緣；串聯(lián)變壓器運(yùn)行情況及帶電考核。

圖5 串聯(lián)變壓器高壓側(cè)充電（方式3）示意圖Fig.5 Schematic diagram of HV-side energizing of series transformer（mode 3）

3.2 串聯(lián)變壓器核相

進(jìn)行線路母線側(cè)TV1與出線側(cè)TV2同電源核相，核實(shí)串聯(lián)變壓器接線及相序。

試驗(yàn)完成后，合上串聯(lián)變壓器高壓側(cè)旁路開關(guān)QF1，將串聯(lián)變壓器旁路。

3.3 線路合環(huán)及串聯(lián)變壓器保護(hù)帶負(fù)荷校驗(yàn)

線路開關(guān)QF5轉(zhuǎn)運(yùn)行，進(jìn)行線路合環(huán)，之后拉開QF1（方式4），帶電區(qū)域如圖6中線條加粗區(qū)域所示，完成如下檢查和試驗(yàn)：串聯(lián)變壓器電磁暫態(tài)過程及運(yùn)行情況；串聯(lián)變壓器保護(hù)相關(guān)TA回路（TA1、TA2及TA3）帶負(fù)荷校驗(yàn)。

圖6 串聯(lián)變壓器高壓側(cè)充電及線路合環(huán)（方式 4）示意圖Fig.6 Schematic diagram of HV-side energizing of series transformer with closed line loop（mode 4）

試驗(yàn)完成后，合上串聯(lián)變壓器高壓側(cè)旁路開關(guān)QF1，線路恢復(fù)運(yùn)行；分開串聯(lián)變壓器高壓側(cè)連接刀閘DS1、DS2隔離串聯(lián)變壓器。

根據(jù)3.1—3.3節(jié)可完成對(duì)串聯(lián)變壓器高壓側(cè)投切和絕緣檢查，并利用線路合環(huán)后的負(fù)荷電流完成串聯(lián)變壓器保護(hù)相關(guān)TA回路的帶負(fù)荷校驗(yàn)。

4 串聯(lián)變壓器充電試驗(yàn)時(shí)臨時(shí)保護(hù)配置

串聯(lián)變壓器充電時(shí)，若充電區(qū)域內(nèi)發(fā)生故障，需要有保護(hù)裝置能快速斷開電源側(cè)開關(guān)。根據(jù)以上串聯(lián)變壓器充電過程，進(jìn)行串聯(lián)變壓器充電時(shí)的臨時(shí)保護(hù)配置分析。

4.1 串聯(lián)變壓器低壓側(cè)充電臨時(shí)保護(hù)配置方案

串聯(lián)變壓器低壓側(cè)充電時(shí)，在并聯(lián)變壓器閥側(cè)開關(guān)QF3上加裝臨時(shí)過流保護(hù)或啟用其充電過流保護(hù)（如果開關(guān)配有過流保護(hù)時(shí)），作為低壓側(cè)充電的臨時(shí)保護(hù)裝置，該保護(hù)動(dòng)作時(shí)跳開QF3，切斷電源。

臨時(shí)過流保護(hù)整定時(shí)應(yīng)考慮如下條件。

a.由串聯(lián)變壓器低壓側(cè)充電方式可知，圖4所示的串聯(lián)變壓器高壓側(cè)帶線路母線TV充電時(shí)帶電區(qū)域最大，所以QF3的臨時(shí)過流保護(hù)整定時(shí)要保證其保護(hù)范圍能覆蓋到圖4充電方式下串聯(lián)變壓器高壓側(cè)，整定范圍包含串聯(lián)變壓器漏抗。

b.臨時(shí)過流保護(hù)定值設(shè)置應(yīng)能躲過串聯(lián)變壓器低壓側(cè)充電時(shí)的勵(lì)磁涌流，防止勵(lì)磁涌流導(dǎo)致變壓器充電失敗。保護(hù)整定時(shí)，應(yīng)結(jié)合串聯(lián)變壓器充電勵(lì)磁涌流仿真計(jì)算結(jié)果進(jìn)行。

c.臨時(shí)保護(hù)可設(shè)置兩段過流保護(hù)：Ⅰ段為速動(dòng)段，主要針對(duì)串聯(lián)變壓器低壓側(cè)充電時(shí)并聯(lián)與串聯(lián)變壓器低壓側(cè)連接引線區(qū)的故障能快速清除；Ⅱ段為延時(shí)段，保證保護(hù)范圍能覆蓋到圖4充電方式下串聯(lián)變壓器高壓側(cè)，并通過延時(shí)躲過串聯(lián)變壓器充電時(shí)的勵(lì)磁涌流。

4.2 串聯(lián)變壓器高壓側(cè)充電保護(hù)配置方案

串聯(lián)變壓器高壓充電時(shí)，利用線路開關(guān)充電串聯(lián)變壓器時(shí)要求線路保護(hù)正常運(yùn)行。串聯(lián)變壓器高壓繞組屬于線路保護(hù)范圍內(nèi)，其發(fā)生故障時(shí)線路保護(hù)能快速動(dòng)作并跳開線路開關(guān)，切斷電源。

高壓側(cè)充電試驗(yàn)中，串聯(lián)變壓器漏抗串入線路，需要考慮該漏抗串入后對(duì)線路保護(hù)的影響。對(duì)于線路縱差保護(hù)，其在原理上不受串聯(lián)變壓器漏抗的影響。對(duì)于距離保護(hù)，若線路保護(hù)采用TV2的電壓，則不受串聯(lián)變壓器漏抗串入的影響；若線路保護(hù)采用TV1的電壓，則由于串聯(lián)變壓器漏抗的串入將使UPFC側(cè)距離保護(hù)的范圍縮小，需要在整定時(shí)予以考慮。

a.若線路為短線路（長(zhǎng)度小于10 km），建議試驗(yàn)及運(yùn)行過程中退出距離Ⅰ段；

b.若線路為長(zhǎng)線路，為了適應(yīng)串聯(lián)變壓器高壓側(cè)旁路開關(guān)QF1合位和分位2種情形，距離Ⅰ段按線路長(zhǎng)度的80%整定，此種情形下，串聯(lián)變壓器漏抗的串入將使UPFC側(cè)距離I段范圍縮?。?/p>

c.線路兩側(cè)距離Ⅱ段均按串聯(lián)變壓器漏抗串入情形下能保護(hù)線路全長(zhǎng)來整定。

5 仿真計(jì)算

結(jié)合我國(guó)第一套UPFC工程——南京西環(huán)網(wǎng)工程系統(tǒng)調(diào)試，采用實(shí)際電網(wǎng)以及設(shè)備參數(shù)，對(duì)串聯(lián)變壓器充電過程進(jìn)行仿真計(jì)算，來驗(yàn)證本文方法的合理性。

5.1 系統(tǒng)參數(shù)

該UPFC工程中，直流額定電壓為±20 kV，換流器交流額定電壓為20.8 kV，并聯(lián)換流器經(jīng)過并聯(lián)變壓器接入35 kV母線，串聯(lián)換流器經(jīng)串聯(lián)變壓器接入220kV線路，單回線UPFC接線示意如圖7所示［13-16］。圖中，Utr為串聯(lián)變壓器高壓側(cè)端口電壓；UTh為串聯(lián)變壓器高壓側(cè)對(duì)地電壓；Ivt為串聯(lián)變壓器低壓側(cè)電流；ULin為線路本側(cè)（母線側(cè)）電壓；Us為并聯(lián)變壓器高壓側(cè)電壓；ULN為線路對(duì)側(cè)電壓；ULout為線路電壓；ILout為線路電流。

串聯(lián)變壓器額定容量為70/70/25 MV·A，電壓變比為26.5 kV/20.8 kV/10 kV，漏抗為0.2/0.3/0.075 p.u.，接線形式為Ⅲ /Yn /△11，Y 側(cè)中性點(diǎn)高阻接地，△為平衡繞組；并聯(lián)變壓器額定容量為60 MV·A，電壓變比為（35±2×2.5%）kV/20.8 kV，漏抗為0.1p.u.，接線形式為△/Yn1，Y側(cè)中性點(diǎn)高阻接地。

35 kV母線短路容量在最大運(yùn)行方式下為0.151 p.u.，在最小運(yùn)行方式下為0.3117 p.u.，其中基準(zhǔn)容量Sb=100 MV·A，基準(zhǔn)電壓Ub=35 kV。

圖7 南京西環(huán)網(wǎng)工程單回線UPFC接線示意圖Fig.7 Schematic wiring diagram of single-loop UPFC for Nanjing west loopednetwork project

5.2 充電過程仿真計(jì)算

針對(duì)上述UPFC串聯(lián)變壓器充電試驗(yàn)中的電磁暫態(tài)過程進(jìn)行仿真。

5.2.1 串聯(lián)變壓器低壓側(cè)充電

分別針對(duì)串聯(lián)變壓器高壓側(cè)隔離狀態(tài)（方式1）及高壓側(cè)帶線路母線側(cè)TV（方式2）2種充電過程進(jìn)行電磁暫態(tài)仿真，仿真結(jié)果分別如圖8和圖9所示?？梢姡?種充電方式下，串聯(lián)變壓器鐵芯飽和產(chǎn)生勵(lì)磁涌流，且涌流衰減較慢，但未出現(xiàn)可能危及設(shè)備的過電壓及其他暫態(tài)過程。

串聯(lián)變壓器低壓側(cè)充電時(shí)，在并聯(lián)變壓器閥側(cè)開關(guān)QF3（見圖7）上加裝臨時(shí)過流保護(hù)作為低壓側(cè)充電的臨時(shí)保護(hù)裝置，其按照4.1節(jié)進(jìn)行整定。臨時(shí)過流保護(hù)整定時(shí)特別需要考慮串聯(lián)變壓器充電勵(lì)磁涌流衰減緩慢的影響，速動(dòng)段Ⅰ段通過高定值來躲開勵(lì)磁涌流，Ⅱ段通過延時(shí)來躲開勵(lì)磁涌流，經(jīng)過仿真計(jì)算建議Ⅱ段延時(shí)取0.6 s，若試驗(yàn)過程由于串聯(lián)變壓器充電勵(lì)磁涌流導(dǎo)致Ⅱ段動(dòng)作，可以對(duì)Ⅱ段時(shí)間定值進(jìn)行調(diào)整。

圖8 串聯(lián)變壓器高壓側(cè)隔離狀態(tài)充電仿真結(jié)果（方式1）Fig.8 Simulative waveforms of HV-side energizing of isolated series transformer（mode 1）

圖9 串聯(lián)變壓器高壓側(cè)帶線路TV充電（方式2）仿真波形Fig.9 Simulative waveforms of HV-side energizing of series transformer with line PT（mode 2）

5.2.2 串聯(lián)變壓器高壓側(cè)充電

利用線路開關(guān)進(jìn)行串聯(lián)變壓器高壓側(cè)充電（方式3），該暫態(tài)過程仿真結(jié)果如圖10所示，可見暫態(tài)分量很小，且持續(xù)時(shí)間短。

圖10 串聯(lián)變壓器高壓側(cè)充電（方式3）仿真波形Fig.10 Simulative waveforms of HV-side energizing of series transformer（mode 3）

對(duì)于線路合環(huán)后拉開高壓側(cè)旁路開關(guān) （方式4）的過程進(jìn)行電磁暫態(tài)仿真，結(jié)果如圖11所示。由圖可見，該過程存在高頻暫態(tài)分量，持續(xù)時(shí)間約為0.01 s，遠(yuǎn)低于串聯(lián)變壓器的絕緣設(shè)計(jì)水平，不會(huì)對(duì)設(shè)備造成損害。

圖11 串聯(lián)變壓器高壓側(cè)充電及線路合環(huán)（方式4）仿真波形Fig.11 Simulative waveforms of HV-side energizing of series transformer with closed line loop（mode 4）

6 結(jié)語

針對(duì)UPFC系統(tǒng)串聯(lián)變壓器特殊的結(jié)構(gòu)和接入系統(tǒng)方式，無法直接對(duì)串聯(lián)變壓器進(jìn)行充電投切試驗(yàn)，提出了一種UPFC系統(tǒng)串聯(lián)變壓器充電啟動(dòng)試驗(yàn)方法，并設(shè)計(jì)了其操作步驟。該方法已應(yīng)用于國(guó)內(nèi)UPFC工程的系統(tǒng)調(diào)試，能夠完成串聯(lián)變壓器、TBS及相關(guān)設(shè)備的充電，同時(shí)進(jìn)行串聯(lián)變壓器核相及保護(hù)校驗(yàn)等。針對(duì)串聯(lián)變壓器充電方式，設(shè)計(jì)了臨時(shí)保護(hù)配置方案。這對(duì)于保證UPFC系統(tǒng)調(diào)試順利、有效開展及工程順利投運(yùn)有重要的意義。

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