一種交流電壓電流控制器與磁控電抗器及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)變送技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種交流電壓電流控制器與磁控電抗器及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電抗器在電力系統(tǒng)中有廣泛應(yīng)用。而磁控電抗器是一種容量可調(diào)的并聯(lián)電抗器，主要用于電力系統(tǒng)的無功補償。由于電力系統(tǒng)的需求，可控電抗器一直以來就是一個研宄熱點，其中前蘇聯(lián)科學(xué)家提出的借助直流控制的磁飽和型可控電抗器得到了推廣和應(yīng)用。該類電抗器是借助控制回路直流控制電流的激磁改變鐵心的磁飽和度，從而達到平滑調(diào)節(jié)無功輸出的目的。它是在磁放大器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。
[0003]早在1916年就由美國的E.F.W亞歷山德遜提出了“磁放大器”的報告。到了 40年代，隨著高磁感應(yīng)強度及低損耗的晶粒取向硅鋼帶和高磁導(dǎo)、高矩形系數(shù)的坡莫合金材料的出現(xiàn)，將飽和電抗器的理論和應(yīng)用提高到了一個新水平。20世紀(jì)70年代以來，由于可控硅器件迅速發(fā)展及相控電抗器的出現(xiàn)，可控電抗器被打入“冷宮”。隨著電力工業(yè)的高速發(fā)展，人們對供電質(zhì)量及可靠性的要求越來越高。由此產(chǎn)生了一系列問題:超(特)高壓大電網(wǎng)的形成及負荷變化加劇，要求大量快速響應(yīng)的可調(diào)無功電源來調(diào)整電壓，維持系統(tǒng)無功潮流平衡，減少損耗，提高供電可靠性。20世紀(jì)70年代以來發(fā)展起來的相控電抗器(TCR)高昂的造價決定了其在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的不合理性。鑒于上述原因，電力專家們轉(zhuǎn)而尋求更加經(jīng)濟和可靠的可調(diào)無功補償裝置。
[0004]1986年，原蘇聯(lián)學(xué)者提出了磁閥式可控電抗器的新型結(jié)構(gòu)，從而使得可控電抗器的發(fā)展有的突破性進展。新型可控電抗器可以應(yīng)用于直到1150KV的任何電壓等級的電網(wǎng)作為連續(xù)可調(diào)的無功補償裝置，因而可直接接于超高壓線路側(cè)，同時發(fā)揮同步補償機和并聯(lián)電抗器的作用。
[0005]現(xiàn)有的各種磁控電抗器存在的問題是:體積大、鐵芯重和價格高。而且發(fā)明專利:一種交流磁控電抗器(專利號CN201410227523.X)提出了一種改進的磁控電抗器，但該專利提出的交流電壓電流控制器過于簡單，只有一對反向并聯(lián)的晶閘管，晶閘管被觸發(fā)時，會產(chǎn)生較大干擾脈沖，會產(chǎn)生較大諧波。因此，該磁控電抗器的交流電壓電流控制器工作特性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明提供一種交流電壓電流控制器與磁控電抗器及其工作方法。
[0007]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種交流電壓電流控制器，包括一線性線圈L3，所述線性線圈L3并聯(lián)一電容C2 ;
[0009]晶閘管Dl與晶閘管D2反向并聯(lián)后，串聯(lián)一線性線圈L4;所述晶閘管D1、晶閘管D2和線性線圈L4組合并聯(lián)至線性線圈L3兩端；
[0010]穩(wěn)壓二極管D3與穩(wěn)壓二極管D4反向串聯(lián)后，并聯(lián)于所述線性線圈L4的兩端；
[0011]所述晶閘管Dl與晶閘管D2的控制端均與控制電路相連；
[0012]所述交流電壓電流控制器連接在端子II與端子III之間。
[0013]一種交流電壓電流控制器的工作方法，所述控制電路控制并調(diào)節(jié)晶閘管Dl與晶閘管D2的導(dǎo)通角大?。?br>[0014]在所述晶閘管Dl與晶閘管D2被觸發(fā)導(dǎo)通的過程中，所述線性線圈L4用于平滑所述交流電壓電流控制器在端子II與端子III之間的電流波形；線性線圈L3與電容C2對高頻諧波進行濾波，以改善所述交流電壓電流控制器在端子II與端子III之間的電壓波形；穩(wěn)壓二極管D3與穩(wěn)壓二極管D4為線性線圈L4提供續(xù)流，用于防止晶閘管Dl與晶閘管D2突然截止以及線性線圈L4產(chǎn)生過電壓。
[0015]一種磁控電抗器，包括端子I，端子II，端子III，閉環(huán)鐵芯交流線圈LI和磁控電抗器調(diào)節(jié)器；所述閉環(huán)鐵芯交流線圈LI連接在端子I與端子II之間，磁控電抗器調(diào)節(jié)器連接在端子II與端子III之間；
[0016]所述磁控電抗器調(diào)節(jié)器，包括:閉環(huán)鐵芯交流線圈L2，其串接在端子II與端子III之間；所述閉環(huán)鐵芯交流線圈L2與交流電壓電流控制器并聯(lián)連接；
[0017]所述交流電壓電流控制器，包括一線性線圈L3，所述線性線圈L3并聯(lián)一電容C2 ;晶閘管Dl與晶閘管D2反向并聯(lián)后，串聯(lián)一線性線圈L4 ;所述晶閘管D1、晶閘管D2和線性線圈L4組合并聯(lián)至線性線圈L3兩端；穩(wěn)壓二極管D3與穩(wěn)壓二極管D4反向串聯(lián)后，并聯(lián)于所述線性線圈L4的兩端；所述晶閘管Dl與晶閘管D2的控制端均與控制電路相連。
[0018]所述磁控電抗器調(diào)節(jié)器，還包括壓敏電阻R1、電容Cl與電阻R2，壓敏電阻Rl并聯(lián)在閉環(huán)鐵芯交流線圈L2兩端；電容Cl與電阻R2串聯(lián)后并聯(lián)于壓敏電阻Rl兩端。
[0019]所述閉環(huán)鐵芯交流線圈LI包括閉環(huán)鐵芯，閉環(huán)鐵芯上繞有交流線圈LI。
[0020]所述閉環(huán)鐵芯交流線圈L2包括閉環(huán)鐵芯，閉環(huán)鐵芯上繞有交流線圈L2。
[0021]當(dāng)控制電路不工作時，磁控電抗器調(diào)節(jié)器獲得磁控電抗器調(diào)節(jié)器的額定電壓；當(dāng)控制電路工作時，控制電路調(diào)節(jié)與控制磁控電抗器調(diào)節(jié)器在端子II與端子III之間的電壓小于額定電壓。
[0022]所述控制電路調(diào)節(jié)交流電壓電流控制器在端子II與端子III這兩端之間的交流電壓等于或小于額定電壓，通過連續(xù)調(diào)節(jié)交流電壓電流控制器在端子II與端子III這兩端之間的電壓，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)磁控電抗器電抗值的大小。
[0023]所述線性線圈L3與電容C2并聯(lián)諧振頻率等于工頻。
[0024]一種磁控電抗器的工作方法，當(dāng)控制電路不工作時，磁控電抗器調(diào)節(jié)器獲得磁控電抗器調(diào)節(jié)器的額定電壓；當(dāng)控制電路工作時，控制電路調(diào)節(jié)磁控電抗器調(diào)節(jié)器在端子II與端子III這兩端之間的電壓小于額定電壓；
[0025]當(dāng)所述控制電路調(diào)節(jié)交流電壓電流控制器在端子II與端子III這兩端之間的交流電壓等于或小于額定電壓，通過連續(xù)調(diào)節(jié)交流電壓電流控制器在端子II與端子III這兩端之間的電壓，可實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)磁控電抗器電抗值的大小。
[0026]本發(fā)明的有益效果為:
[0027](I)本發(fā)明的控制電路控制并調(diào)節(jié)晶閘管DI與晶閘管D2全導(dǎo)通時，交流電壓電流控制器兩端之間的電壓很低，接近等于零，此時閉環(huán)鐵芯交流線圈LI兩端的電壓超過閉環(huán)鐵芯交流線圈LI飽和電壓，磁控電抗器的交流電流達到設(shè)計最大值，磁控電抗器能夠呈現(xiàn)最小電抗值；
[0028](2)本發(fā)明的控制電路控制并調(diào)節(jié)晶閘管Dl與晶閘管D2導(dǎo)通角的大小，控制電路控制交流電壓電流控制器在端子II與端子III之間的電壓小于額定電壓時，端子II與端子III之間的交流電壓下降，端子I與端子II之間的交流電壓上升超過閉環(huán)鐵芯交流線圈LI的飽和點，閉環(huán)鐵芯交流線圈LI的鐵芯發(fā)生交流飽和現(xiàn)象，閉環(huán)鐵芯交流線圈LI的交流電流增大；連續(xù)調(diào)節(jié)交流電壓電流控制器在端子II與端子III之間的電壓，可連續(xù)調(diào)節(jié)閉環(huán)鐵芯交流線圈LI的交流電流大小，實現(xiàn)磁控電抗器電抗值的連續(xù)調(diào)節(jié)；
[0029](3)本發(fā)明的交流電壓電流控制器可使其在端子II與端子III之間的電壓波形比較接近工頻正弦，能夠改善磁控電抗器輸出波形，減少磁控電抗器內(nèi)部過電壓，減少干擾脈沖信號對其他電路的影響，保證磁控電抗器可靠工作。
【附圖說明】
[0030]圖1表不一種磁控電抗器。
[0031]圖2表示一種交流電壓電流控制器。
[0032]其中，1.端子I，2.端子II，3.端子III，4.磁控電抗器調(diào)節(jié)器，5.交流電壓電流控制器，6.控制電路。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進一步說明:
[0034]實施例1:
[0035]如圖2所示，一種交流電壓電流控制器5，連接在端子II與端子III之間；所述交流電壓電流控制器5，包括一線性線圈L3，所述線性線圈L3并聯(lián)一電容C2 ;晶閘管Dl與晶閘管D2反向并聯(lián)后，串聯(lián)一線性線圈L4 ;所述晶閘管D1、晶閘管D2和線性線圈L4組合并聯(lián)至線性線圈L3的兩端；穩(wěn)壓二極管D3與穩(wěn)壓二極管D4反向串聯(lián)后，并聯(lián)于所述線性線圈L4的兩端；所述晶閘管Dl與晶閘管D2的控制端均與控制電路6相連。
[0036]一種交流電壓電流控制器5的工作方法，控制電路6控制并調(diào)節(jié)晶閘管Dl與晶閘管D2的導(dǎo)通角大小，控制與調(diào)節(jié)所述交流電壓電流控制器5在端子II與端子III之間的交流電壓的大小；
[0037]在所述晶閘管Dl與晶閘管D2被觸發(fā)導(dǎo)通的過程中，線性線圈L4平滑所述交流電壓電流控制器5在端子II與端子III之間的電流波形；線性線圈L3與電容C2對高頻諧波進行濾波，以改善所述交流電壓電流控制器在端子II與端子III之間的電壓波形；穩(wěn)壓二極管D3與穩(wěn)壓二極管D4為線性線圈L4提供續(xù)流作用，用于防止晶閘管Dl與晶閘管D2突然截止以及線性線圈L4產(chǎn)生過電壓。
[0038]實施例2:
[0039]如圖1所示，一種磁控電抗器，包括磁控電抗器端子I，磁控電抗器端子II，磁控電抗器端子III，閉環(huán)鐵芯交流線圈LI，磁控電抗器調(diào)節(jié)器4。閉環(huán)鐵芯交流線圈LI連接在端子I與端子II之間，磁控電抗器調(diào)節(jié)器4連接在端子II與端子III之間。閉環(huán)鐵芯交流線圈LI包括閉環(huán)鐵芯，閉環(huán)鐵芯上繞有交流線圈LI。
[0040]磁控電抗器調(diào)節(jié)器4是一種分壓與調(diào)節(jié)裝置，當(dāng)磁控電抗器調(diào)節(jié)器4的控制電路不工作時，磁控電抗器調(diào)節(jié)器4獲得磁控電抗器調(diào)節(jié)器4的額定電壓；當(dāng)控制電路工作時，控制電路調(diào)節(jié)與控制磁控電抗器調(diào)節(jié)器4在端子II與端子III這兩端之間電壓小于額定電壓。
[0041]設(shè)端子I與端子III之間的電壓，也就是磁控電抗器的額定工作電壓為Ul ;端子II與端子III之間的電壓，也就是磁控電抗器調(diào)節(jié)器4的額定電壓為U2，U2 = 0.1Ul?0.5U1 ;端子I與端子II之間的電壓，也就是閉環(huán)鐵芯交流線圈LI的額定電壓為U3 =U1-U2。閉環(huán)鐵芯交流線圈LI的額定電壓是U3 = U1-U2，閉環(huán)鐵芯交流線圈LI的臨界飽和點的電壓等于kl*U3，其中:kl = I?1.2。
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