[發(fā)明專利]垂直雙激勵(lì)可控電抗器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210129529.4
• 申請(qǐng)日: 2012-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN102682956A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣正榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蔣正榮
• 主分類號(hào): H01F21/08
• 分類號(hào): H01F21/08;H01F27/28;H01F27/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電力設(shè)備及新材料應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種可控電抗器。

背景技術(shù)

可控電抗器作為電力系統(tǒng)中不可或缺的設(shè)備，其應(yīng)用非常廣泛，技術(shù)升級(jí)潛力巨大。下面簡(jiǎn)要列舉其典型的應(yīng)用和功能。

(1)在超高壓電網(wǎng)中作調(diào)相調(diào)壓設(shè)備

可控電抗器由于可做成任何電壓等級(jí)，直接并入超高壓電網(wǎng)，因此具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)性。在超高壓電網(wǎng)的樞紐站和大型終端站，為了補(bǔ)償?shù)貐^(qū)所需無功以調(diào)整電壓和維持系統(tǒng)穩(wěn)定，以及對(duì)于今后在更多地區(qū)興建坑口電站和大型水電站(如三峽水電站)，為改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性能和減少輸電損耗，使受端所需無功進(jìn)行自我補(bǔ)償，都需要很大的調(diào)相容量。可控電抗器將為我國(guó)今后解決這一矛盾提供一個(gè)理想的途徑。

(2)在遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)中，在輕載時(shí)由于法拉第效應(yīng)會(huì)在線路末端產(chǎn)生電壓升高現(xiàn)象。假如送端系統(tǒng)較弱，則送端電壓也會(huì)有所升高。由于超高壓系統(tǒng)的絕緣水平只有少量裕度，所以此種穩(wěn)態(tài)工頻過電壓就成了安全運(yùn)行的嚴(yán)重威脅。以往是靠裝設(shè)固定聯(lián)接的并聯(lián)電抗器來吸收過剩無功，以抑制工頻過電壓。但是固接的大容量并聯(lián)電抗器帶來了以下不利影響：(a)增大了等效波阻抗，減少了自然功率值和線路傳輸能力；(b)在重載輸電時(shí)，仍需給電抗器提供大量無功，這就要求受端系統(tǒng)增大容性補(bǔ)償無功和相應(yīng)投資；(c)因電抗器有持續(xù)的有功損耗而增大輸電成本。可控電抗器能直接接在超高壓線路側(cè)(開關(guān)在內(nèi))，同時(shí)發(fā)揮同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電抗器的作用。除了可限制上述工頻過電壓外，可控電抗器還能大幅度地限制因線路開關(guān)操作而產(chǎn)生的操作過電壓，從而可望取代現(xiàn)有的限壓裝置(如合閘并聯(lián)電阻)。除抑制系統(tǒng)過電壓外，由于可控電抗器有快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，可以在系統(tǒng)受到某種大的干擾時(shí)，自動(dòng)保持甚至提高端點(diǎn)電壓，這樣就提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增大了輸電能力。此外，在遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)中，由于可控電抗器能快速補(bǔ)償無功、穩(wěn)定電壓，因此它是抑制系統(tǒng)功率振蕩的有效設(shè)備。

(3)在直流輸電系統(tǒng)中，可控電抗器配合電容器組可解決高壓直流輸電需要解決的以下重要問題(a)補(bǔ)償無功：整流站及送變站各需提供直流輸送功率的50％至60％的補(bǔ)償無功；(b)調(diào)整電壓；(c)抑制過電壓，降低絕緣要求。

(4)在有沖擊負(fù)荷的電力用戶和變電站中，可控電抗器可用來抑制電壓閃變、補(bǔ)償用戶無功、提高功率因素以及平衡負(fù)載。

(5)在諧振接地配電網(wǎng)中，應(yīng)用可控電抗器原理制作的可調(diào)消弧線圈具有可靠性高、響應(yīng)速度快、諧波小的優(yōu)點(diǎn)，

(6)單相可控電抗器接入三相整流電路的零序回路中，根據(jù)負(fù)荷變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)，可使系統(tǒng)功率因素接近1.0，而高次諧波分量大大減少。

目前，根據(jù)可控飽和原理工作的可控電抗器，最有代表性的是兩種：磁閥式可控電抗器和裂芯式可控電抗器。這兩種可控電抗器都通過改變鐵芯控制繞組中的直流電流大小來改變鐵芯的磁飽和度，從而改變電抗器的電抗值。磁閥式可控電抗器的繞組中同時(shí)通過交流工作電流和直流控制電流，利用電力電子裝置來改變直流控制電流的大小，從而改變電抗器在磁化曲線上的工作點(diǎn)，即鐵芯的飽和度(即工作點(diǎn))，達(dá)到平滑調(diào)節(jié)電抗值的目的。裂芯式可控電抗器的調(diào)節(jié)原理與磁閥式大體相同，只是它的直流控制繞組是單獨(dú)的，并且需單獨(dú)提供激勵(lì)電源，但直流控制繞組與工作繞組仍共用一個(gè)鐵芯。這兩種可調(diào)電抗器的直流主磁通與交流主磁通相互平行，且都以鐵芯為磁路，所以它們都屬于接觸式可控電抗器。這類接觸式可控電抗器都工作在磁化曲線接近飽和的區(qū)域，其非線性特性使可控電抗器在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生不容忽視的諧波。應(yīng)用在高電壓線路中時(shí)，接觸式可控電抗器的控制繞組會(huì)產(chǎn)生很高的感應(yīng)電勢(shì)，這就對(duì)繞組的絕緣水平提出了更高的要求，從而使成本上升，相應(yīng)地也增大了電抗器的體積。B-H段非線性部分導(dǎo)致的諧波及對(duì)絕緣水平的要求較高是現(xiàn)有接觸式可控電抗器存在的明顯不足。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種垂直雙激勵(lì)可控電抗器，將直流偏置繞組與交流線圈繞組在空間上徹底分開，通過改變直流偏置繞組的磁通密度來改變工作繞組的磁通，從而改變電抗值。

垂直雙激勵(lì)可控電抗器，包括絕緣套筒、鐵芯圓筒、交流線圈繞組和直流偏置繞組，直流偏置繞組纏繞在鐵芯圓筒的內(nèi)外，連接直流偏置電流，鐵芯圓筒用作電抗器交直流磁通的主要作用區(qū)，套在交流線圈繞組內(nèi)，交流線圈繞組作為工作繞組串接在交流工作回路中；交流線圈繞組和直流偏置繞組互相垂直并分別通以交流和直流電流，通過交直流磁場(chǎng)的相互作用改變電抗器鐵芯的張量磁導(dǎo)率，改變電抗器的電抗值。