專利名稱：基于檢測系統(tǒng)電壓的磁通補(bǔ)償可調(diào)電抗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于檢測系統(tǒng)電壓的磁通補(bǔ)償可調(diào) 電抗器。
背景技術(shù)：
電抗器是電力系統(tǒng)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛的裝置，隨著電力系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，對電抗器 的性能要求越來越高，在許多領(lǐng)域希望并聯(lián)或串聯(lián)的電抗器的電抗值可根據(jù)需要實(shí)時(shí)調(diào) 節(jié)。目前使用較多的可調(diào)電抗器有以下5種(1)調(diào)節(jié)電抗器抽頭，(2)調(diào)節(jié)電抗器氣隙，直流助磁式包括裂芯式和磁閥式等，(4)晶閘管控制電抗器(TCR)、可控串聯(lián)電容補(bǔ)償 器(TCSC)中采用調(diào)節(jié)晶閘管觸發(fā)角的方式，(5)基于磁通可控的可調(diào)電抗器。采用調(diào)節(jié)電抗器抽頭方案成本很低，調(diào)節(jié)方便，但電感量無法連續(xù)調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)電 抗器氣隙方案電感量可以連續(xù)調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)也簡單，但是需要較為精密的機(jī)械傳動裝置，響應(yīng) 慢，噪聲也很大。TCR方案中，由于采用晶閘管調(diào)觸發(fā)角的方式改變電感量，就必然產(chǎn)生諧波 污染?；诖磐煽乜烧{(diào)的電抗器，檢測環(huán)節(jié)復(fù)雜而卻要經(jīng)濾波環(huán)節(jié)，從而整個(gè)裝置復(fù)雜， 很難實(shí)施。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及缺點(diǎn)，提供一種基于檢測系統(tǒng)電 壓的磁通補(bǔ)償可調(diào)電抗器，它利用了帶氣隙變壓器磁通可控的特點(diǎn)，具有動態(tài)響應(yīng)速度快、 性價(jià)比高、控制簡單、諧波小等多重優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型技術(shù)方案為基于檢測系統(tǒng)電壓的磁通補(bǔ)償可調(diào)電抗器，主要由帶氣隙的變壓器、負(fù)載、基波檢 測單元、電流控制與驅(qū)動單元及逆變器組成，其特征為將所述帶氣隙的變壓器一次側(cè)并聯(lián) 在系統(tǒng)與負(fù)載間組成回路，且逆變器和電感連接后與濾波電容并聯(lián)在所述帶氣隙的變壓器 二次側(cè)，基波檢測單元一端經(jīng)電壓互感器與所述帶氣隙的變壓器的一次側(cè)相連成回路，基 波檢測單元另一端與電流控制與驅(qū)動單元相連，電流控制與驅(qū)動單元與逆變器相連。電力 逆變器的驅(qū)動和控制信號由系統(tǒng)側(cè)的電壓互感器檢測的電壓信號經(jīng)基波檢測單元再由電 流驅(qū)動與控制單元產(chǎn)生?；z測單元檢測系統(tǒng)側(cè)的基波電壓，以此信號作為參考信號，經(jīng) 電流控制與驅(qū)動單元，使逆變器產(chǎn)生電壓施加在變壓器二次側(cè)，當(dāng)二次側(cè)施加的電壓和一 次側(cè)的電流滿足一定關(guān)系時(shí)，變壓器一次側(cè)呈現(xiàn)一個(gè)可調(diào)電抗器，改變施加到變壓器二次 側(cè)電壓的大小就可以改變一次側(cè)的等效阻抗，從而實(shí)現(xiàn)電抗的可調(diào)。與現(xiàn)有的可調(diào)電抗器相比有以下優(yōu)點(diǎn)由于變壓器中帶有氣隙，這種可調(diào)電抗器 沒有飽和現(xiàn)象，由于檢測的是電壓信號，一般電壓畸變較小從而增加了基波檢測環(huán)節(jié)的可 考性，及精確度，而卻不產(chǎn)生諧波。此電抗器為開環(huán)控制，結(jié)構(gòu)簡單，保護(hù)簡單可靠性高。
圖Ia為帶氣隙并聯(lián)變壓器電路圖。圖Ib為帶氣隙并聯(lián)變壓器的T型等效電路圖。圖2為應(yīng)用實(shí)例結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為基波阻抗等效電路圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。如圖2所示，本實(shí)用新型主要由帶氣隙的變壓器、負(fù)載、基波檢測單元、電流控制 與驅(qū)動單元及逆變器組成，其特征為將所述帶氣隙的變壓器一次側(cè)并聯(lián)在系統(tǒng)與負(fù)載間 組成回路，且逆變器和電感連接后與濾波電容并聯(lián)在所述帶氣隙的變壓器二次側(cè)，基波檢 測單元一端經(jīng)電壓互感器與所述帶氣隙的變壓器的一次側(cè)相連成回路，基波檢測單元另一 端與電流控制與驅(qū)動單元相連，電流控制與驅(qū)動單元與逆變器相連。將一個(gè)帶氣隙的變壓器一次側(cè)AX并聯(lián)在電力系統(tǒng)Usys和負(fù)載兩端，帶氣隙的變 壓器二次側(cè)并聯(lián)慮波電容Cf和串聯(lián)濾波電感Lf后連接到逆變器側(cè)，電壓互感器TV檢測變 壓器一次側(cè)的電壓，經(jīng)過基波檢測單元得出基波電壓，以該基波電壓作為參考信號，通過電 流控制與驅(qū)動單元來驅(qū)動逆變器產(chǎn)生一個(gè)基波電壓源施加到變壓器的二次側(cè)，調(diào)節(jié)施加到 二次側(cè)的電壓源的大小可以使并聯(lián)變壓器對基波呈現(xiàn)一個(gè)可調(diào)電抗器來實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償、而 同時(shí)對諧波呈現(xiàn)為低阻抗。具體原理如下圖Ia所示為一帶氣隙的變壓器電路圖，一次側(cè)繞組AX的匝數(shù)為W1，二次側(cè)繞組 ax的匝數(shù)為W2，一次側(cè)與二次側(cè)的匝比為可k = W1/W2，按照變壓器慣例選擇正方向，該變
壓器的T形等效電路如圖Ib所示，i2折算到變壓器一次側(cè)后為《，其中=Z1 = ri+jXl是一次 側(cè)AX線圈的漏阻抗；g =《 + jx丨為變壓器二次側(cè)折算到一次側(cè)的漏阻抗；Zm = rffl+jxffl為變 壓器勵磁阻抗。如圖2所示將此變壓器一次側(cè)AX并聯(lián)在電網(wǎng)和一個(gè)負(fù)載兩端，設(shè)一次側(cè)的 電壓為ul，檢測變壓器一次側(cè)基波電壓4)，并以該基波電壓為參考信號，采用一個(gè)逆變器 產(chǎn)生一個(gè)基波電壓，將^施加到變壓器的二次側(cè)，根據(jù)疊加原理。1)對于基波，根據(jù)圖Ib所示電路，變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)的電壓方程為
權(quán)利要求基于檢測系統(tǒng)電壓的磁通補(bǔ)償可調(diào)電抗器，主要由帶氣隙的變壓器、負(fù)載、基波檢測單元、電流控制與驅(qū)動單元及逆變器組成，其特征為將所述帶氣隙的變壓器一次側(cè)并聯(lián)在系統(tǒng)與負(fù)載間組成回路，且逆變器和電感連接后與濾波電容并聯(lián)在所述帶氣隙的變壓器二次側(cè)，基波檢測單元一端經(jīng)電壓互感器與所述帶氣隙的變壓器的一次側(cè)相連成回路，基波檢測單元另一端與電流控制與驅(qū)動單元相連，電流控制與驅(qū)動單元與逆變器相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及基于檢測系統(tǒng)電壓的磁通補(bǔ)償可調(diào)電抗器，主要由帶氣隙的變壓器、負(fù)載、基波檢測單元、電流控制與驅(qū)動單元及逆變器組成，將所述帶氣隙的變壓器一次側(cè)并聯(lián)在系統(tǒng)與負(fù)載間組成回路，且逆變器和電感連接后與濾波電容并聯(lián)在所述帶氣隙的變壓器二次側(cè)，基波檢測單元一端經(jīng)電壓互感器與所述帶氣隙的變壓器的一次側(cè)相連成回路，基波檢測單元另一端與電流控制與驅(qū)動單元相連，電流控制與驅(qū)動單元與逆變器相連。本實(shí)用新型由于變壓器中帶有氣隙，這種可調(diào)電抗器沒有飽和現(xiàn)象，而且檢測的是電壓信號，一般電壓畸變較小從而增加了基波檢測環(huán)節(jié)的可考性，及精確度，而卻不產(chǎn)生諧波。此電抗器為開環(huán)控制，結(jié)構(gòu)簡單，保護(hù)簡單可靠性高。
文檔編號H02P13/00GK201699644SQ20102017213
公開日2011年1月5日 申請日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者方衛(wèi)星, 李達(dá)義 申請人:武漢市通益電氣有限公司