[發明專利]快速響應磁控電抗器

有效

• 申請號: 201210528061.6
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103066908A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 李瑞桂;張加玉;王蘇
• 申請（專利權）人: 河北旭輝電氣股份有限公司
• 主分類號: H02P13/00
• 分類號: H02P13/00;H02J3/18;H01F27/30;H01F27/28
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 陳建民

技術領域

本發明涉及一種快速響應磁控電抗器，適用于風電場動態無功補償裝置。

背景技術

風電是一種清潔、可再生能源，是各國爭相發展的新能源，我國的風電裝機容量的增長速度近幾年都是世界最高的。為了保證電網的穩定可靠，風電并網必須滿足一系列嚴格的條件，對無功補償不僅有容量要求，還要求有足夠快速的響應速度。國家電網調【2011】974號《關于印發風電并網運行反事故措施要點的通知》要求：“風電場應綜合考慮各種發電出力水平和接入系統各種運行工況下的穩態、暫態、動態過程，配置足夠的動態無功補償容量，且動態調節的響應時間不大于30ms。風電場無功動態調整的響應速度應與風電機組高電壓穿越能力相匹配，確保在調節過程中風電機組不因高電壓而脫網。”響應速度的提高作為動態無功補償裝置優化的重要組成部分越來越受到極高的重視。

當前風電場中存在大量磁控（MSVC）動態無功補償成套裝置，其響應速度都在100ms以上，遠遠超出國家電網調【2011】974號文件要求的30ms，急待解決。

目前采用的普通磁控電抗器（見圖1）的每相包括對稱設置的兩個鐵芯柱、套在兩個鐵芯柱上的帶抽頭的第一至第四線圈L1~L4、第一至第二可控硅K1~K2、續流二極管D1；所述第一至第四線圈L1~L4的匝數均為N匝；第一線圈L1和第二線圈L2套在一個鐵芯柱上，第三線圈L3和第四線圈L4套在另一個鐵芯柱上，第一線圈L1的尾端D11接第四線圈L4的首端D22，第二線圈L2的首端D12接第三線圈L3的尾端D21，繞流二極管D1的正極接第一線圈L1的尾端D11，續流二極管D1的負極接第三線圈L3的尾端D21；第一至第四線圈L1~L4的抽頭分別為第一至第四抽頭K11、K12、K21、K22；第一可控硅K1的陽極接第一抽頭K11，其陰極接第二抽頭K12；第二可控硅K2的陰極接第三抽頭K21，其陽極接第四抽頭K22；所述第一線圈L1的首端A1和第三線圈L3的首端A2均接三相交流電源的A相接線端子；第二線圈L2的尾端X1和第四線圈L4的尾端X2均接X接線端子。

上述普通磁控電抗器的第一抽頭比為δ₁，第二抽頭比為δ₂，并且δ₁=δ₂。

由于普通磁控電抗器的第一至第四線圈L1~L4的電感值較大，充放電時間常數（τ=L/R）數值大，因此，響應速度慢。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、可靠性高和成本低的快速響應的磁控電抗器。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案：

本發明是在現有的普通磁控電抗器的基礎上改進而成的，其主要改進點是增加一阻尼電阻R和與阻尼電阻R并聯的IGBT。

本發明的技術方案如下：

一種快速響應磁控電抗器，所述快速響應磁控電抗器為三相或單相快速響應磁控電抗器；所述快速響應磁控電抗器的每相包括對稱設置的兩個鐵芯柱、套在兩個鐵芯柱上的帶抽頭的第一至第四線圈L1~L4、第一至第二可控硅K1~K2、續流二極管D1；所述第一至第四線圈L1~L4的匝數均為N匝；第一線圈L1和第二線圈L2套在一個鐵芯柱上，第三線圈L3和第四線圈L4套在另一個鐵芯柱上，第一線圈L1的尾端D11接第四線圈L4的首端D22，第二線圈L2的首端D12接第三線圈L3的尾端D21，續流二極管D1的正極接第一線圈L1的尾端D11，續流二極管D1的負極接第三線圈L3的尾端D21；第一至第四線圈L1~L4的抽頭分別為第一至第四抽頭K11、K12、K21、K22；第一可控硅K1的陽極接第一抽頭K11，其陰極接第二抽頭K12；第二可控硅K2的陰極接第三抽頭K21，其陽極接第四抽頭K22；所述第一線圈L1的首端A1和第三線圈L3的首端A2均接三相交流電源的A相接線端子；第二線圈L2的尾端X1和第四線圈L4的尾端X2均接X接線端子；其特征在于所述快速響應磁控電抗器的每相還包括絕緣柵雙極型晶體管IGBT和阻尼電阻R；所述阻尼電阻R接在續流二極管D1的正極與第一線圈L1的尾端D11之間；所述絕緣柵雙極型晶體管IGBT與阻尼電阻R并聯，其柵極G接IGBT驅動芯片的輸出端；

所述第一抽頭K11與第二抽頭K12之間的匝數為n1，所述第一線圈L1和第二線圈L2的第一抽頭比δ₁=????????????????????????????????????????????????=1.5～3.0%；