摘要：串联补偿技术是在高电压以及长距离输电技术的基础上发展起来的一项新技术，在现代电力技术的高电压、大功率中的应用广泛。该技术能够补偿线路的分布电感，进而提升系统的静态与动态稳定，优化输电线路的电压质量，增加送电距离与输送能力。本文针对500kV输电线路中串联补偿装置的作用以及工作原理出发，探讨超高压串联补偿控保系统的优化。
关键词: 超高压；串联补偿；控保系统；
1 串联补偿
串联补偿是一项将无功补偿装置经过串联的途径接入线路展开无功补偿的技术。串联补偿包括固定式补偿与可控式补偿。串联补偿的基本原理是依靠串联电容器的容性阻抗补偿掉输电线的某些感性阻抗，进而减少发电机组之间的距离，使同步的力矩加大，完善系统的可靠性，提升输电系统输送水平。
2 串联补偿装置的主要作用
（1）降低输电线路的电压损耗
当线路负载增加时，线路上的电压损失使负载端电压水平不能满足负载的正常工作要求。串联电容器用于补偿部分线路电抗，从而降低线路电压损耗，确保负载端电压满足要求。
（2）优化电压质量
当线路上存在大的冲击负荷时（例如电弧炉、轧制设备等），电压波动非常剧烈。串联电容器作为无延迟的电压调节器，可以有效地用于平滑这种波动。
（3）减少线路电气长度
高压电网线路的电抗约占传输设备总电抗的20-70％。随着高压输电线路的不断发展，线路的稳定极限和输电能力将受到限制。串联电容器的功能是减少线路的电气距离，实现增强线路的可靠性目的。
（4）提高线路输送容量
线路传输容量通常受线路电压损耗的限制。当电容器串联连接时，由于电压损失的减少，可以增加同一线路的传输容量。理论上补偿程度越大，线路的传输功率越高。
（5）增大线路送端功率因素
通过电容器的功率产生的容性无功功率补偿了线路电抗中消耗的感应无功功率。始端和末端之间电压的角度减小，在终端负载的功率因数保持不变的情况下，传输线的功率因数增加。
3 控制保护系统的优化
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图1： 电气主接线图
3.1电容器及电容器保护
独个串联电容器组包括众多的系列电容器，分为4个连接臂，每个臂先并联连接后串联连接，电连接一次为H形。其组件保护如下：
3.1.1电容器过负荷保护
相应的保护电流通道是CT4（参见电气主接线图）。在运行过载后保护启动，旁路断路器闭合并进入临时闭锁状态。如果在一定时间内（如60分钟）系统充电次数超过固定值，锁定装置被固定，60分钟后，永久性闭锁自动解除。
3.1.2电容器不平衡保护
保护对应于电流通道CT5（参见主电气接线图）。保护包括报警，小、大定值旁路。报警和小定值旁路反映不平衡电流和电容器电流间的比率，例如Ipa/Ia>Iset，Ia>Is（Ipa是电容器的不平衡电流，Ia是电容器电流，Isis是起始值）。大值旁路只是和不平衡电流相关，即Ipa>Iset。不平衡报警动作只发送信号，低位和高位值旁路动作发送旁路断路器合闸指令，同时启动永久闭锁。
3.2 MOV及MOV保护
保护对应于电流CT2、CT3，如主电气接线图所示。设定非线性电阻（M0V）以维护串联电容器组。其组件保护包括：
3.2.1 M0V过电流保护
由于本保护同时监测M0V1、M0V2 的过电流，且是瞬时值，试验输入值:√2( Imov1+Imov2 )=Ia，且Ia> Iset,保护动作。Imov1: CT2输入电流;Imov2:CT3 输入电流;Iset:MOV过电流保护定值。
流过MOV的电流过大会损坏MOV。该保护同时监视M0V1和M0V2的电流，如果任何相的电流大于定值，旁路断路器和触发器GAP命令将串补临时闭锁。如果此时线路的电流较大，则它将进入永久闭锁。
3.2.2 M0V能量保护
由于MOV具有很强的吸收能量，当系统出现故障时，如果M0V吸收的能量高于某个值，则会损坏MOV。如能量高于能量保护的低值，则旁路断路器和触发器GAP命令串补暂时闭锁。如能量继续增加并超过能量保护高值，则旁路断路器和触发器GAP命令永久闭锁。
3.2.3 M0V高温保护
??M0V高温保护也是一种温度积累的保护。如果M0V温度过高，MOV将会损坏。如果M0V温度大于定值，则发合旁路断路器与触发器GAP指令开始永久闭锁。当MOV温度逐渐降低到允许的复位值以下时，串联补偿会自动重新恢复。
3.2.4 M0V不平衡保护
??这种保护监视M0V1、M0V2 2个分支的电流分布，以判断MOV的运行状态。电流分布在正常条件下基本平衡，Imov 1> Imov 2.如果一组MOV某部损坏，则电流分布是不均衡的。若MOV不均衡高于设定值时，Imov1和Imov2总电流的瞬时值更大。当起始值为V2（Imov1 + Imov2）> Iset时，旁路断路器打开并触发GAP指令并启动永久闭锁。
3.3旁路火花间隙GAP及保护
? 为了避免M0V在线路突发事件时由于过度的能量吸纳导致的破损，建立旁路火花隙GAP。在主连接中，GAP和MOV并联连接。请参阅主电气接线图。在预定条件下，旁路间隙触发电弧使MOV短路。
3.3.1 GAP自触发保护：如保护设备没有GAP触发指令并检测到GAP电流，便判定旁路火花隙的GAP存在故障。 GAP自触发保护动作，发送旁路断路器合闸并进入临时闭锁。在特定时间里（如60分钟），如果再投入的数量超过规定值，将重新启动并永久锁定。
3.3.2 GAP拒绝触发保护：若保护已发出GAP触发顺序，但GAP在一定时限内没有电流，则认为火花间隙有故障。GAP拒绝触发保护动作，发送旁路断路器接通命令并启动永久闭锁。
3.3.3 GAP延迟触发保护：若保护已产生CAP触发命令，但GAP在一定时间里没有电流，然后GAP有电流，则考虑火花间隙故障。GAP延迟触发保护动作，旁路断路器发出闭合指令并开始永久性闭锁。
3.4平台闪络保护
该保护应用在监控平台设备和平台间的电流。通常电流为零。若平台的绝缘损坏，电流将通过平台形成电路。平台的闪络保护发送旁路断路器闭合并开始永久封锁。
3.5断路器合闸失灵保护
与系统中断路器失灵保护原理相似，当平台组件发生故障或异常时，保护动作发出旁路断路器闭合命令，然而依然存在电容电流或GAP电流，判定旁路失败，断路器失灵保护动作，旁路断路器再次发闭合指令，启动永久锁定。如果串联补偿正在运行，即DS1和DS2隔离开关就位（见图1），则同时发出跳线路两侧的断路器指令。该指令经过线路两端远跳设备经过结合光纤或载波通道发出，令线路两端的断路器三相永久跳跃。
3.6 线路联动串补保护
为了避免短路电流和故障过电压对电容器组引起冲击损坏，有必要安装线路联动串补保护。当线路出现故障时，如为瞬时故障，则线路两端的保护动作将线路断路器跳闸，同时经过光纤通道向串补保护发送故障联动指令，将故障相旁路断路器闭合，如线路故障是永久故障，在线路两端重合于故障之后向串联补偿保护输送相间联动指令，收到串补联动保护命令后，三相旁路断路器将闭合永久闭锁串补。
结 语
本文对串联补偿技术做了概述，并对串联补偿装置的应用价值做了分析，并就该装置在超高压的控保系统的优化提出来相应的方案，以期增加线路输送能力，提升超高压输电线路系统的可靠性。
参考文献
[1]刘慧文,肖逾男.固定串联补偿装置保护的典型配置方案[J]电力设备2008(09).