一种暂态响应时间较短的饱和电抗器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统送变电技术领域，特别涉及一种暂态响应时间较短的饱和电抗器。
【背景技术】
[0002]电抗器在电力系统中的应用非常广泛。串联电抗器可限制短路电流；并联电抗器可限制过电压；电抗器与电容联合可构成滤波电路。在一些应用领域，电抗器的电抗值是固定不变的；在一些应用领域，电抗器的电抗值应随着电力系统运行方式的变化而不断调节。电抗值可以连续调节的可控饱和电抗器(也称为:饱和电抗器，磁控电抗器)是重要研宄课题。
[0003]饱和电抗器是利用饱和电抗器闭环铁芯的饱和特性来改变电抗器的电抗值。已经有许多饱和电抗器被提出来，中国水利水电出版社2008年出版蔡宣三，高越农著《可控饱和电抗器原理、设计与应用》一书对饱和电抗器作了总结。如何进一步缩短现有饱和电抗器的暂态响应时间是重要的研宄课题与研宄方向。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种暂态响应时间较短的饱和电抗器。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下方式:
[0006]一种暂态响应时间较短的饱和电抗器，它包括一个单相饱和电抗器，有端子II和端子III，在单相饱和电抗器的饱和电抗器闭环铁芯的两铁芯柱上分别设有两对线圈，该两对线圈串接或并接入单相饱和电抗器的直流回路，从而构成暂态响应时间较短的饱和电抗器。
[0007]所述两对线圈中，位于不同铁芯柱上同一位置的一对线圈的同名端连接端子I ;剩余另一对线圈的异名端连接端子II;各线圈剩余端子在不同铁芯柱中交叉连接；
[0008]单相饱和电抗器的一个端子与端子II连接，另一个与端子III连接；
[0009]从而使两对线圈以串接方式接入单相饱和电抗器的直流回路。
[0010]所述两对线圈中，位于不同铁芯柱上同一位置的一对线圈的同名端连接端子I ;剩余另一对线圈的异名端连接端子III ;各线圈剩余端子在不同铁芯柱中交叉连接；
[0011]单相饱和电抗器的一端与端子II连接，另一端与端子III连接；
[0012]从而使得两对线圈以并联方式接入单相饱和电抗器的直流回路。
[0013]所述交叉连接的两线圈间连接有二极管。
[0014]所述四个线圈匝数相同。
[0015]所述端子I与端子III之间的额定电压等于U1，端子I与端子II之间的额定电压等于U2，端子II与端子III之间的额定电压等于U3，且U1-U2 = U3 ;U3小于U1。
[0016]所述单相饱和电抗器包括:
[0017]饱和电抗器闭环铁芯，它至少有两根截面积相等的铁芯柱，这两根铁芯柱各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的磁通闭环；
[0018]一根铁芯柱上有线圈L5，线圈L7，线圈L9 ;另一根铁芯柱上有线圈L6，线圈L8，线圈LlO ;线圈L5、线圈L6的同名端连接端子II，线圈L5的异名端连接线圈L8的同名端，线圈L6的异名端连接线圈L7的同名端，线圈L7、线圈L8的异名端共同连接端子III ;线圈L9、线圈LlO的同名端连接端子112，线圈L9、线圈LlO的异名端分别经正向晶闸管D1、反向晶闸管D2连接端子III ;晶闸管D1、晶闸管D2的控制端子分别连接控制电路；
[0019]控制电路控制晶闸管Dl和晶闸管D2触发角的大小，实现连续调节晶闸管Dl和晶闸管D2整流量的大小；
[0020]所述线圈L5、线圈L6、线圈L7、线圈L8的匝数相等；线圈L9、线圈LlO的匝数相等；线圈L5与线圈L9的匝数不相等。
[0021]所述线圈L5的异名端与线圈L7的同名端间连接二极管D4。
[0022]所述单相饱和电抗器包括:
[0023]饱和电抗器闭环铁芯，它至少有两根截面积相等的铁芯柱，这两根铁芯柱各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的磁通闭环；
[0024]一根铁芯柱上有线圈Lll ;另一根铁芯柱上有线圈L12 ;线圈L11、线圈L12的同名端连接端子II，线圈L11、线圈L12的异名端分别经正向晶闸管D1、反向晶闸管D2连接饱和电抗器端子III ;晶闸管D1、晶闸管D2的两端还分别并联电阻R1、电阻R2 ;晶闸管D1、晶闸管D2的控制端子分别连接控制电路；
[0025]控制电路控制晶闸管Dl和晶闸管D2触发角的大小，实现连续调节晶闸管Dl和晶闸管D2整流量的大小；
[0026]所述线圈L11、线圈L12的匝数相等；电阻R1、电阻R2的阻值相等。
[0027]所述单相饱和电抗器包括:
[0028]饱和电抗器闭环铁芯，它至少有两根截面积相等的铁芯柱，这两根铁芯柱各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的磁通闭环；
[0029]一根铁芯柱上有线圈L5，线圈L7，线圈L9 ;另一根铁芯柱上有线圈L6，线圈L8，线圈LlO ;线圈L5、线圈L6的同名端连接端子II，线圈L5的异名端连接线圈L8的同名端，线圈L6的异名端连接线圈L7的同名端，线圈L7、线圈L8的异名端共同连接端子III ;线圈L9、线圈LlO的同名端连接端子112，线圈L9、线圈LlO的异名端分别经正向晶闸管D1、反向晶闸管D2连接端子III ;晶闸管D1、晶闸管D2的控制端子分别连接控制电路；
[0030]控制电路控制晶闸管Dl和晶闸管D2触发角的大小，实现连续调节晶闸管Dl和晶闸管D2整流量的大小；
[0031]所述线圈L5、线圈L6、线圈L7、线圈L8的匝数相等；线圈L9、线圈LlO的匝数相等；线圈L5与线圈L9的匝数不相等。
[0032]一种暂态响应时间较短的饱和电抗器，它为采用所述的暂态响应时间较短的饱和电抗器的三相暂态响应时间较短的饱和电抗器。
[0033]本发明的有益效果是:通过降低饱和电抗器直流回路线圈的额定电压，缩短饱和电抗器暂态响应时间，方法简单、可靠。大多数情况，不增加饱和电抗器的重量和体积，不增加饱和电抗器损耗。
【附图说明】
[0034]图1表示现有饱和电抗器基本结构。
[0035]图2表示一种暂态响应时间较短的饱和电抗器基本结构。
[0036]图3表示第一种具体的暂态响应时间较短的饱和电抗器。
[0037]图4表示第二种具体的暂态响应时间较短的饱和电抗器。
[0038]图5表不第三种具体的暂态响应时间较短的饱和电抗器。
[0039]其中，1.端子I，2.端子II，3.端子III，4.饱和电抗器闭环铁芯，5.现有饱和电抗器其余部分，6.单相饱和电抗器，7.控制电路。
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
[0041]为表述方便，以单相暂态响应时间较短的饱和电抗器为例进行说明。现有单相饱和电抗器的结构与连接方式如图1所示。包括饱和电抗器端子112，饱和电抗器端子1113，饱和电抗器闭环铁芯4，现有饱和电抗器其余部分5。饱和电抗器闭环铁芯4至少有两根截面积相等、均有线圈的铁芯柱；这两根铁芯柱各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的磁通闭环。
[0042]现有饱和电抗器其余部分5是现在拥有和公知的饱和电抗器的结构及其连接方式去除闭环铁芯以外的剩余部分。包括至少两个线圈，至少两个晶闸管，控制电路，可能还有电阻、二极管等元件，及其上述元件的连接方式。例如:CN201410714156.6，CN201510103299.8所表述的饱和电抗器。其中的控制电路控制两晶闸管全截止时，两晶闸管不工作，直流线圈中的直流电流等于零，饱和电抗器有最大值Zmax ;控制电路控制各晶闸管全导通时，流过直流线圈的直流电流达到最大设计值，饱和电抗器有最小值Zmin;控制电路控制各晶闸管整流量的大小，从而控制直流线圈中直流电流的大小，实现控制饱和电抗器电抗值的大小；控制电路连续控制各晶闸管整流量的大小，从而连续控制直流线圈中直流电流的大小，实现饱和电抗器电抗值的连续调节，饱和电抗器电抗值在最大值与最小值之间调节、变化。
[0043]本发明的一种单相暂态响应时间较短的饱和电抗器的结构与连接方式如图2所示。包括端子II，端子112，端子1113，饱和电抗器闭环铁芯4，单相饱和电抗器6。饱和电抗器闭环铁芯4至少有两根截面积相等、均有线圈的铁芯柱；这两根铁芯柱各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的磁通闭环。其中一根铁芯柱上有线圈LI，线圈L3 ;另一根铁芯柱上有线圈L2，线圈L4 ;线圈L1、线圈L2、线圈L3、线圈L4的匝数相等。线圈L1、线圈L2的同名端共同连接端子II，线圈LI的异名端连接线圈L4的同名端，线圈L2的异名端连接线圈L3的同名端，线圈L3、线圈L4的异名端共同连接端子112。线圈LI的异名端与线圈L3的同名端之间还连接二极管D3。单相饱和电抗器6的一端连接端子112，另一端连接端子 1113。
[0044]闭环铁芯4可以是相互没有通路的两个闭环铁芯，例如1:两个口字形铁芯。也可以是一体的，相互有通路的闭环铁芯；例如2:三根铁芯柱，铁芯柱两端有磁轭连通三根铁芯柱，任何两根铁芯柱都能够相互构成磁通闭环，但至少有两根能各自形成不经过对方铁芯柱的闭环。例如3:四根铁芯柱，铁芯柱两端有磁轭连通四根铁芯柱，