[發(fā)明專利]帶激磁可調(diào)的交流并聯(lián)電抗器原理和物理參數(shù)探析

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110053032.8
• 申請(qǐng)日: 2021-01-04
• 公開（公告）號(hào): CN113162059A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聶恒偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聶恒偉;聶筱林
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.本發(fā)明采用電抗器本體線圈的鐵芯套裝激磁調(diào)節(jié)線圈，采用繞組同名端相同，電流相位相同或相反的方式，從物理量關(guān)系上揭示了改變電抗器本體線圈電感值來改變電抗器運(yùn)行容量；

當(dāng)U2＞U1時(shí)，I₁”電流流向W₁激磁調(diào)節(jié)線圈，有磁勢(shì)平衡表達(dá)式為：I₁”W₁+I₀”W₀＝I₀W₀，從電路上看I₁”和I₁(I₀”)向量相位相同，B₀和U1值視為不變，當(dāng)調(diào)節(jié)U2數(shù)值越大，I₁”越大則I₁(I₀”)值越小，電抗器電感量L₀”＝Ψ₀/I₁變大，其中Ψ₀＝B₀*S*W₀，則其阻抗JωL₀”增加，從線路元件參數(shù)看，電抗容量減少為U₀²/JωL₀”，從而達(dá)到調(diào)低電抗器運(yùn)行容量的目的。

當(dāng)U2＜U1時(shí)，I₁’流出激磁調(diào)節(jié)線圈，相位與I₀相位相反，-I₁’W₁+I₀’W₀＝I₀W₀為該狀態(tài)下的磁勢(shì)平衡表達(dá)式，調(diào)節(jié)U2數(shù)值越小，則從電路上看，I₁’越大，則I₁(I₀’)數(shù)值越大，電抗器電感量L₀’＝Ψ₀/I₁變小，則阻抗JωL₀’減少。從電網(wǎng)線路原件參數(shù)看，電抗容量增加為U₀²/JωL₀’，從而達(dá)到調(diào)高電抗器運(yùn)行容量的目的。

2.首次提出了在激磁調(diào)節(jié)線圈與電抗器本體線圈同名端位置一致、電抗器所在電網(wǎng)電壓U₀不變、激磁調(diào)節(jié)線圈W₁和本體線圈匝數(shù)W₀分別不變的情況下，基于可調(diào)電抗器本體線圈在不同電抗無功容量下的電氣回路分析入手，從工程角度上忽略線圈漏磁阻抗電壓(X_自感和X_互感)的微小影響下，有I₀W₀磁勢(shì)平衡等式與磁通量Ψ₀數(shù)值固定的特性。由此建立了電抗器電氣回路和結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)過程中簡(jiǎn)化溝通作用。在激磁調(diào)節(jié)線圈電流的激勵(lì)作用下，完成對(duì)可調(diào)電抗器各種物理量的數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)，完全符合能量守恒基本原則；

對(duì)于可調(diào)電抗器本體線圈電氣回路，當(dāng)可調(diào)電抗器在額定運(yùn)行容量時(shí)，有等式：U₀＝I₁X_自感+W₀dΨ₀/dt；當(dāng)可調(diào)電抗器增大運(yùn)行容量時(shí)，有等式：U₀＝I₁(X_自感-X_互感)+W₀dΨ₀’/dt；當(dāng)可調(diào)電抗器降低運(yùn)行容量時(shí)，有如下等式：U₀＝I₁(X_自感+X_互感)+W₀dΨ₀”/dt；

X_自感和X_互感是可調(diào)電抗器線圈結(jié)構(gòu)參數(shù)，為固定值。可按線圈漏磁阻抗設(shè)計(jì)原則求解，I₁是可調(diào)電抗器容量下的從電網(wǎng)吸收的通過本體線圈的可變電流值。通常I₁(X_自感+X_互感)是10-15％U₀，通常I₁X_自感是6-9％U₀，通常I₁(X_自感-X_互感)是2-3％U₀，因此從工程上可忽略線圈漏磁阻抗電壓的影響，假定U₀＝W₀dΨ₀/dt，由于W₀為固定值和電網(wǎng)電壓U₀不變，因此磁通鏈W₀Ψ₀不變。即W₀Ψ₀＝L₀·I₀在可調(diào)電抗器三種運(yùn)行容量狀態(tài)(等于、大于和小于額定電抗容量)上，從工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)求解角度來看，可理解為磁通鏈不變。

即本體線圈電感L₀與激磁電流I₀的乘積為固定值，并運(yùn)用有物理關(guān)系式：Ψ₀＝Ψ₀’＝Ψ₀”，即L₀·I₀＝L₀’·I₀’＝L₀”·I₀”；但L和I物理量在激磁調(diào)節(jié)線圈電流I₁’(I₁”)的變化下而改變，從而使得可調(diào)電抗器的本體線圈電感L值的得到控制；

在可調(diào)電抗器運(yùn)行容量大于額定容量時(shí)，發(fā)現(xiàn)有物理關(guān)系式：即可調(diào)并聯(lián)電抗器運(yùn)行的電抗容量減去額定容量等于激磁調(diào)節(jié)線圈通過輔助變壓器向線路2輸出的電抗容量；I₁’流向輔助變壓器二次側(cè)電壓同名端。

在可調(diào)并聯(lián)電抗器運(yùn)行容量小于額定容量時(shí)，發(fā)現(xiàn)有物理關(guān)系式：即可調(diào)并聯(lián)電抗器運(yùn)行的電抗容量加激磁調(diào)節(jié)線圈通過輔助變壓器從線路2吸收的電抗容量之和等于電抗器額定容量；I₁”流向激磁調(diào)節(jié)線圈同名端。