专利名称：可控硅控制磁阀电抗器型动态无功补偿装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型属于电工和电力电子技术领域，具体是一种可控硅控制磁阀电抗器型动态无功补偿装置(简称MCR型SVC)。
背景技术：
随着国民经济的不断发展，带有冲击性的负荷(以下简称冲击负荷)如大型轧钢机、炼钢电弧炉、工业电焊机、大型水泵站和电气化铁路，数量越来越多，容量越来越大。同时，这些冲击负荷对供电系统的稳定运行和供电质量带来严重干扰，对电气设备的安全运行带来严重威胁。如此相适应，电力系统的大型发电厂、超高压交、直流远距离输电，也不断增加，电力系统越来越大、系统的网络结构和运行方式越来越复杂。为了确保电力系统的安全性、可靠性和稳定性，保证供电的电能质量，维护电气设备安全运行，对抑制因冲击负荷造成的电压波动、电压闪变和谐波污染，成为世界各国十分关注的课题。
传统的电容器补偿装置，由于其阻抗是固定的，不能跟踪冲击负荷对无功功率的需求，也就是不能实现对动态的无功功率进行跟踪动态补偿。
自1967年英国GEC公司研制出了世界上第一套自饱和电抗器型动态无功静止补偿装置(简称SR型SVC)以来，世界各大电气公司相继研制出诸如可控硅控制饱和电抗器型(TSR型SVC)、可控硅投切电容器组型(TSC型SVC)、可控硅控制高阻抗变压器型(TCT型SVC)和可控硅控制线性电抗器型(TCR型SVC)无功静止补偿装置。随着技术的发展和无功补偿要求的提高，有的逐渐被淘汰。
目前，国内应用较多的是TCR型SVC装置。TCR型SVC装置除能实现上述诸项功能外，装置本身具有如下优点动态响应时间快，小于10ms；可以连续调节，平滑跟踪负荷的变化动态补偿；能接受多路控制信号，进行分相调节。
但TCR型SVC装置存在一定缺点①可控硅阀串联在电抗器的主回路，承受10KV～35KV及以上运行电压，由于制造工艺的原因，制造不出这么高电压等级的可控硅，为了提高承受高电压能力，将很多只可控硅串联起来使用，形成可控硅堆，事故率高，可控硅经常成串成串的被击穿。
②为了降低可控硅承受过高的电压，有的采用降低电压的方式，增加一台降压变压器，将整套TCR(包括线性电抗器，可控硅阀组等)安装在降压变压器的低压侧。这样一来，一是增加了变压器的无功损耗，从而加大了SVC装置的整体安装容量；二是由于增加了变压器损耗，加大了整套装置的年运行费用；三是由于在TCR回路增加了一台变压器，TCR的整体响应速度减慢了，影响整体装置的补偿效果。
③由于可控硅阀是由很多只可控硅串联后再反并联组成的，保护回路很复杂，事故率也比较多。
④由于可控硅阀串联在TCR电抗器的主回路，可控硅阀的温度很高，为了降低其温度，必须另配置一套散热系统，通常有两种方式一种是附设一套水冷却系统，该系统包括纯水处理设施、水泵、管路等；另一种是采用风管冷却设备，将热量排放到空气中，如果可控硅阀组安装在室内，室内温度很高，需另设工业空调降温。
⑤水冷却系统，有如下弊端一是维护不方便，因为SVC装置是电气设备，安装在变电站，运行管理人员都是电气人员，对纯水处理系统不熟悉；二是增加了设备总投资；三是水冷却系统耗电量大，增加了SVC装置的年运行费用；四是水冷却系统给SVC装置增添了事故率。
⑥水冷却系统，要单独设水处理室，既增加了房屋建设费，又增加了占地面积。
⑦风管冷却方式，在室内需增设工业空调制冷设备，一是增加了维护量；二是增加了设备投资；三是空调电耗，增加了年运行费用。
⑧普通空芯电抗器产生很强的磁场，辐射能力很强，杀伤人体白血球，对运行人员身体健康危害性大。
⑨整套装置结构、组成复杂，维护管理复杂，备品备件多，年运行费用高。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种可控硅控制磁阀电抗器型动态无功补偿装置。
本可控硅控制磁阀电抗器型动态无功补偿装置是这样实现的，它包括主电抗器，至少一个有由电容器组和串联电抗器组成的滤波回路，其特征在于所述的主电抗器采用磁阀电抗器，磁阀电抗器串联隔离开关G1和断路器K2接电网；还包括一控制单元，电压互感器输出的母线电压信号、总电流互感器输出的总电流信号以及磁阀电抗器的电流互感器检测的电抗器电流信号分别接所述控制单元输入端，控制单元的输出接到磁阀电抗器二次侧控制回路之可控硅阀的控制极。
本MCR型SVC装置采用的电抗器是目前世界上最新技术制造的磁阀电抗器，可控硅阀串联在电抗器二次侧的控制绕组内，通过控制绕组间接调节电抗器电流。因此，可控硅阀不承受主回路的高电压，只有主回路电压的1/100左右。这样，可控硅阀不需要通过串联，按通常每相两只反并联连接，三相共6只可控硅即可。
由于可控硅阀连接在电抗器的二次侧控制回路，电压低，既不存在可控硅被击穿的故障，也不存在温度高需配置冷却系统，靠自然冷却大大减少了事故率。使用的可控硅阀数量少、容量小，自身产生的谐波量小，比TCR少50％。
MCR的磁场在铁芯的磁路内，无辐射磁场，对人体无害。整套装置结构、组成比较简单，维护管理比较方便，年运行费用低。
图1为本实用新型的原理图；图2为磁阀电抗器接线原理图；图3为a磁阀电抗器可控硅T1导通等效电路图；图3为b磁阀电抗器可控硅T2导通等效电路图；图4为磁阀电抗器谐波电流分布图；图5为磁阀式可控电抗器伏安特性曲线；图6为磁阀电抗器控制特性曲线；
图7表示磁阀电抗器调节过渡过程波形；图8铁心磁饱和特性曲线。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明。
MCR型SVC原理见图1所示，包括若干电容器组FC、磁阀电抗器MCR(即主电抗器)、可控硅阀以及控制单元等。磁阀电抗器MCR串联隔离开关G1和断路器K2接电网；电容器组和串联电抗器组成滤波回路，电容器组FC和串联电抗器L、隔离开关G2及断路器K3串联接到电网，电容器组FC’和串联电抗器L’、隔离开关G3及断路器K4串联接到电网电容器组FC为固定值，即超前的无功功率QC为固定值，当负载滞后而无功功率QC变化时，可连续控制滞后无功QL，使(QL-QC)变化，例如当QF增大时，则使补偿电抗器耗用的无功QL减小；当QF减小时，则QL增大。即不管负荷的无功功率QF如何变化，通过可控硅阀改变QL的大小，保持系统供给的无功功率QS＝QF+QL-QC≈常数，以限制电压波动和闪变。FC通常设计成滤波器，基波无功输出QC，同时吸收冲击负荷伴生的高次谐波。
图1b所述控制单元包括一单片机和模/数转换器，模/数转换器接于单片机的输入端，电压互感器输出的母线电压信号、总电流互感器CT输出的总电流信号以及磁阀电抗器的电流互感器CT1检测的电抗器电流信号分别接模/数转换器输入端，单片机的相应输出接有显示器，脉冲整形放大单元接单片机的输出端，脉冲整形放大单元输出接到磁阀电抗器二次侧控制回路之可控硅阀的控制极，单片机的相应输出端还接有数据通讯接口，用于与上位主控微机通讯。
电网电压、负载总电流信号经过模/数转换器转换成数字信号送到位单片机进行处理，计算出负载无功功率，根据所计算的负载无功功率，向可控电抗器发送一定角度(相对于电网电压)的脉冲控制信号，触发可控硅阀使电抗器输出一定的补偿容量无功，使系统总无功最小。
用以控制的磁控电抗器的接线图见图2。电抗器由四柱铁心和绕组组成，中间两个铁心为工作铁心，上面分别对称地绕有主绕组N和控制绕组NK，控制绕组和主绕组电气隔离。每一中间铁心柱的控制绕组有抽头比为δ＝N2/NK的抽头，它们之间接有可控硅T1、T2；不同铁心的上下两个主绕组交叉连接后并联至电源。由于可控硅接于磁阀电抗器的二次侧的控制绕组抽头之间，其上电压很小，故可控硅的额定电压仅为系统额定电压的1％左右。对于35kV系统，可控硅的额定电压确定为350-400V即可。这样，大大提了可控硅的运行可靠性。当磁阀电抗器主绕组接至电源电压时，在可控硅T1、T2两端感应出电源电压1％左右的电压，电源电压正半周触发导通可控硅T1，形成图3a所示的等效电路。在回路中产生控制电流Ik’和ik”；电源电压负半周期间触发导通可控硅T2，形成图3b所示的等效电路，在回路中产生控制电流ik’和ik”；一个工频周期轮流导通T1和T2，感应产生的控制电流ik’和ik”使电抗器工作铁心饱和，输出电流增加。磁阀电抗器输出感性电流大小取决于可控硅控制角α，α越小，产生的控制电流越强，从而电抗器工作铁心磁饱和越高，输出感性电流越大。α从90度改变到180度，QL从100％变化到零。因此，改变可控硅控制角，可平滑连续调节电抗器的无功功率及SVC装置无功容量。
磁阀式可控电抗器特性如下1、谐波特性磁阀电抗器(MCR)产生的谐波比相控电抗器(TCR)小。如图4横坐标为电抗器输出基波电流标幺值，基准值为额定基波电流。5次谐波电流不超过3％，7次谐波电流不超过1.5％，11次谐波电流不超过0.8％，13次谐波电流不超过0.3％。在三相对称运行条件下，运行于三角形接线方式的可控电抗器组不向电网注入3次谐波，余下的谐波含量不超过额定电流就微小了。
2、伏安特性磁阀电抗器伏安特性如图5所示，在一定控制导通角α下，磁阀电抗器伏安特性近似线性。
3、控制特性磁阀电抗器控制特性如图6所示，图6中横坐标为可控硅控制角度，纵坐标为电抗器在额定电压下的基波电流幅值标值，基准值为额定基波电流幅值。由图6可见，可控电抗器输出电流(容量)随控制角增加而减少。
4、响应时间图7表示磁阀电抗器从空载到额定或从额定到空载容量的电流过渡波形，时间约为15ms。
5、磁饱和特性磁阀电抗器采用世界最新理论和极限磁饱和技术，图8示出铁芯磁化曲线，曲线中间部分为未饱和线性区，左右两边为极限饱和线性区，电抗器工作在极限饱线性区时，不仅能减小谐波含量，而且还能降低铁心磁滞损耗。
本实用新型是在多年从事TCR型SVC和谐波滤波装置设计应用的基础上，针对TCR应用中存在的问题，采用了当代最先进的磁阀电抗器的最新技术成果，使动态无功补偿技术进一步完善、运行更安全可靠、补偿效果更好、维护更加简便、费用更节省。与其它类型的动态无功补偿装置比较，更具生命力。
权利要求1.一种可控硅控制磁阀电抗器型动态无功补偿装置，包括主电抗器，至少一个有由电容器组和串联电抗器组成的滤波回路，其特征在于所述的主电抗器采用磁阀电抗器，磁阀电抗器串联隔离开关G1和断路器K2接电网；还包括一控制单元，电压互感器输出的母线电压信号、总电流互感器输出的总电流信号以及磁阀电抗器的电流互感器检测的电抗器电流信号分别接所述控制单元输入端，控制单元的输出接到磁阀电抗器二次侧控制回路之可控硅阀的控制极。
2.根据权利要求1所述可控硅控制磁阀电抗器型动态无功补偿装置，其特征在于所述控制单元包括一单片机和模/数转换器，模/数转换器接于单片机的输入端，单片机的相应输出接有显示器，脉冲整形放大单元接单片机的输出端，脉冲整形放大单元输出接到磁阀电抗器二次侧控制回路之可控硅阀的控制极。
3.根据权利要求2所述可控硅控制磁阀电抗器型动态无功补偿装置，其特征在于所述单片机的相应输出端接有数据通讯接口。
专利摘要一种可控硅控制磁阀电抗器型动态无功补偿装置，包括主电抗器，至少一个有由电容器组和串联电抗器组成的滤波回路，其特征在于所述主电抗器采用磁阀电抗器，磁阀电抗器串联断路器和隔离开关接于电网；包括控制单元，检测的母线电压信号、总电流信号以及磁阀电抗器的电流信号分别接控制单元输入端，控制单元的输出接到磁阀电抗器二次侧控制回路之可控硅阀的控制极。其采用磁阀电抗器，可控硅阀接在电抗器二次侧的控制绕组内，通过控制绕组间接调节电抗器电流，可控硅不承受主回路的高电压，不存在可控硅被击穿的故障，可控硅阀用量少、容量小，自身产生的谐波量小，比TCR装置少50％。
文档编号H01F29/02GK2671200SQ0327362
公开日2005年1月12日 申请日期2003年8月18日 优先权日2003年8月18日
发明者陈伟俊, 陈柏超, 陈珈枫, 陈侃枫 申请人:深圳市威尔辰电力电子科技有限公司