[發明專利]一種磁閥式可控電抗器的拓撲結構

在審

• 申請號: 202110580126.0
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113380512A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 馬棟;謝明所;白國巖;張雷;曹建國;李坤;齊路超;李登
• 申請（專利權）人: 中鐵十六局集團電氣化工程有限公司;中鐵十六局集團有限公司
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H01F27/34
• 代理公司: 北京壹川鳴知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11765
• 代理人: 呂生森

本申請提供了一種磁閥式可控電抗器的拓撲結構，通過并聯設置第一工作繞組和第二工作繞組；第一工作繞組包括第一繞組和第二繞組，第一繞組和第二繞組串聯設置，且第一繞組的匝數和第二繞組的匝數相等，第二工作繞組包括第三繞組和第四繞組，第三繞組和第四繞組串聯設置，且第三繞組和第四繞組的匝數相等，第一工作繞組、第二工作繞組分別連接工作電源，以形成閉合回路；將工作繞組分成匝數相等的兩個繞組，使得勵磁電流在四個工作交流繞組回路中產生感應電動勢方向相反，從而將抵消或消除環流，提高響應時間，提高了電網的穩定性、安全性和運行效率。

技術領域

本發明屬于電工技術領域，具體涉及一種磁閥式可控電抗器的拓撲結構。

背景技術

電抗器是電力系統無功補償中的重要關鍵設備，磁閥式可控電抗器(MagneticControl Reactor，MCR)，又稱為可控電抗器，利用控制電抗器鐵芯飽和程度來控制電抗器容量。MCR外觀和常規電力變壓器沒有特殊差異，在控制上采用對其勵磁繞組提供一個可調直流勵磁電源實現對鐵芯飽和度的連續控制，在功率可調方面，設計容量大，空載到滿載調節容量比高；在適應能力方面，可以適應電壓快速波動的場合，比靜止無功補償器等對電力系統電壓敏感的電力電子無功補償裝置具有更強的電力系統工況適應性。同時磁閥式可控電抗器本體采用鐵芯和線圈的結構，過載能力非常強，體現出極高的可用性和可靠性，同時維護工作量遠遠小于全電力電子構建的動態無功補償裝置或發生裝置。在適應環境溫度、濕度和海拔高度、大氣壓力方面也表現出卓越的數據指標。在應用電網電壓等級方面，由于磁閥式可控電抗器和變壓器結構類似，可以通過繞組匝數的設計適應各種電壓等級的變化，因此理論上可以直接接入任意的電壓等級而不受限制。

當前電網對無功補償電源的參數指標要求越來越高，傳統磁閥式可控電抗器在調節過程中，由于采用鐵芯磁飽和過程和飽和程度來調節MCR的無功容量，因此，勵磁時間常數較大，過渡過程較長，使得無功出力調節響應時間過長，導致在電能質量要求較高的場合以及在對無功電壓支撐、調節要求時間較快的場合無法滿足應用需求，亟待提升這方面的參數指標。

發明內容

本發明目的在于解決現有技術的缺陷，提供一種磁閥式可控電抗器的拓撲結構，將工作繞組優化成先串聯后并聯的連接方式，使繞組產生的感應電動勢大小相等方向相反，相互抵消，消除勵磁電流的環流，顯著提升磁閥式可控電抗器的響應速度。

為實現上述目的，本發明提供了一種磁閥式可控電抗器的拓撲結構，包括：工作電源；以及并聯設置的第一工作繞組和第二工作繞組；其中，所述第一工作繞組包括第一繞組和第二繞組，所述第一繞組和所述第二繞組串聯設置，且所述第一繞組的匝數和所述第二繞組的匝數相等；所述第二工作繞組包括第三繞組和第四繞組，所述第三繞組和所述第四繞組串聯設置，且所述第三繞組和所述第四繞組的匝數相等；所述第一工作繞組、所述第二工作繞組分別連接所述工作電源，以形成閉合回路。

在一實施例中，所述工作電源的電流流經所述第一繞組所產生的電動勢的第一方向和流經所述第二繞組所產生的電動勢的第二方向相反。

在一實施例中，所述工作電源的電流流經所述第三繞組所產生的電動勢的第三方向和流經所述第四繞組所產生的電動勢的第四方向相反。

在一實施例中，所述工作電源的電流流經所述第一繞組所產生的電動勢的第一方向和流經所述第三繞組所產生的電動勢的第三方向相同。

在一實施例中，所述工作電源的電流流經所述第二繞組所產生的電動勢的第二方向和流經所述第四繞組所產生的電動勢的第四方向相同。

在一實施例中，所述工作電源的電流流經所述第一繞組所產生的電動勢的大小等于流經所述第二繞組所產生的電動勢的大小。

在一實施例中，所述工作電源的電流流經所述第三繞組所產生的電動勢的大小等于流經所述第四繞組所產生的電動勢的大小。

在一實施例中，所述第一繞組的匝數、所述第二繞組的匝數、所述第三繞組的匝數和所述第四繞組的匝數相等。