[實用新型]基于兩相磁性材料的新型可控電抗器

有效

• 申請號: 201320525237.2
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN203397849U
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 白保東;陳德志;李寶鵬;杜寧
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H01F27/24
• 分類號: H01F27/24;H01F27/28;H01F29/00;H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍;周楠

技術領域

本實用新型涉及電氣工程領域，具體指一種可以利用兩相磁性材料自適應補償電網無功電流、治理諧波電流，具有節能、智能特征的可控電抗器。

背景技術

近年來，隨著超高壓遠距離輸電系統的發展及電力負荷變化的加劇，電網中對無功功率的消耗日益增大。能源危機已經遍及世界各國。開發、節約能源及提高供電質量成為各國的主要任務。無功不足，是導致我國電能質量不高和電能浪費嚴重的重要因素。

理論及實踐表明，調節電抗對于提高電力系統運行性能有顯著的作用，特別是可控電抗器的應用，其容量會隨著傳輸功率的大小而自動變化，防止了線路一側開關切合時所產生的過高的操作過電壓及相應的暫態振蕩過電壓，減少電網損耗、提高電力系統的輸電能量、穩定性和電網的可靠性。

1965年英國通用電氣公司制造了世界上第一臺可控電抗器，1977-1978年，美國GE公司，西屋公司和ABB公司先后研制出采用晶閘管控制的靜態補償裝置、超高壓TCT型靜態補償裝置、晶閘管控制電抗器。1986年原蘇聯提出了新型的可控電抗器結構，從而使直流飽和式可控電抗器有了突破進展，電抗器性能大大改善。隨后，日本的研究人員提出了基于控制磁通原理的正交磁心的可控電抗器。近年來，國外學者和科研機構對可控電抗器的研究，在許多方面取得了成果，如基于PWM控制的可控電抗器、基于可控負載原理的變壓器式可控電抗器、基于磁通控制原理的正交磁心式可控電抗器、超導可控電抗器等。國內對可控電抗器的研究主要集中在直流可控電抗器和交流可控電抗器上。武漢大學、上海交通大學、華北電力大學、浙江大學、華中科技大學、沈陽工業大學等對直、交流可控電抗器展開了系統研究。成功研制出基于磁閥式可控電抗器的自動調諧消弧線圈、電氣化鐵路用動態無功補償可控電抗器、百萬伏特高壓可控電抗器等。

現階段，對無功補償及諧波治理裝置研究的熱點主要集中在可控電抗器、電容器、有源濾波器及其它們的組合等方面。電力系統一般電抗器的主要問題是容量無法調節，傳統可控電抗器可以解決容量調節問題，但是具有響應速度慢、連續可控性差的缺點，不能很好的滿足動態無功補償的需要。有源濾波器結構較為復雜，其工作的可靠性以及抗電網沖擊能力偏弱。如果在可控電抗器內部建立有效的結構體系，采用新型兩相磁性材料，實現電抗實時、連續調節。將有可能從根本上解決傳統可控電抗器的一系列問題，保證電力系統安全運行。

發明內容

發明目的：

本實用新型提供了一種基于兩相磁性材料的新型可控電抗器，采用了一種新型的兩相磁性材料，組成新的可控電抗器鐵心結構，其目的在于：通過建立檢測、控制系統實現對該兩相磁性材料退磁和直流勵磁功能之間的智能轉換，完成對可控電抗器電抗的實時、連續調節，進而實現對電力系統無功補償及諧波抑制。

技術方案：

本實用新型是通過以下技術方案實施的：

一種基于兩相磁性材料的新型可控電抗器，所述可控電抗器包括鐵心、繞組和控制系統；其特征在于：鐵心由普通電工鋼片和兩相磁性材料組成，兩相磁性材料設置在普通電工鋼片的心柱之中，普通電工鋼片的上軛、下軛及第一旁柱、第二旁柱為主磁路；繞組由主繞組和控制繞組組成，主繞組繞制在主磁路上，控制繞組繞制在兩相磁性材料兩側；控制系統與控制繞組相連接。

所述控制系統由與電網相連的電抗器、IGBT、互感器、CPU、電壓和電流檢測裝置、驅動、電容組成。

優點和效果：

本實用新型不同于傳統的可控電抗器方案。

首先，利用兩相磁性材料進行調節電抗節能效果顯著，其次利用兩相磁性材料進行實時、連續調節電抗產生諧波較少，僅需很小的直流，就能夠產生較強的調節磁通，且可實現斷電補償，保證電力系統的安全運行。

附圖說明：

圖1為本實用新型的結構示意圖。

附圖標記說明：

1、普通電工鋼片，2、兩相磁性材料，3、上軛，4、下軛，5、第一旁柱，6、第二旁柱，7、主磁路，8、主繞組，9、控制繞組，10、控制系統，11、電網，12、電抗器，13、IGBT，14、互感器，15、CPU，16、電壓和電流檢測裝置，17、驅動，18、電容。

具體實施方式：

下面結合附圖對本實用新型進行具體說明：