一种有谐波整流通路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，特别涉及一种有谐波整流通路的饱和电抗器。
【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。CN201510103299.8提出一种结构简单的饱和电抗器。如何进一步缩短现有饱和电抗器的暂态响应时间，如何进一步减小现有饱和电抗器的谐波含量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，谐波含量较小，有谐波整流通路的饱和电抗器。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下方式:
[0006]一种有谐波整流通路的饱和电抗器，它是单相的，包括单相的结构简单的饱和电抗器，单相的结构简单的饱和电抗器有饱和电抗器闭环铁芯，在饱和电抗器闭环铁芯的各带有线圈的铁芯柱上增设至少一个谐波整流通路单元，每个谐波整流通路单元均由一对线圈以及与该对线圈连接的二极管构成，该对线圈安装在饱和电抗器闭环铁芯的不同铁芯柱上。
[0007]所述谐波整流通路单元包括线圈L3、线圈L4，两者位于不同的铁芯柱上，线圈L3、线圈L4的同名端连接，异名端间连接二极管D3，二极管D3的一端则与有谐波整流通路的饱和电抗器的端子II连接。
[0008]所述谐波整流通路单元包括线圈L3、线圈L4，两者位于不同的铁芯柱上；线圈L3、线圈L4的同名端连接后与有谐波整流通路的饱和电抗器的端子I连接，异名端间与二极管D3连接；同时，线圈L3、线圈L4的异名端还分别与各自铁芯柱上原线圈的同名端连接。
[0009]所述谐波整流通路单元包括线圈L3、线圈L4，两者位于不同的铁芯柱上；线圈L3、线圈L4的同名端连接后与有谐波整流通路的饱和电抗器的端子I连接，异名端间与二极管D3连接；同时，异名端与另一铁芯柱上原线圈的同名端连接。
[0010]再增设一个谐波通路单元，即在两不同铁芯柱上分别增加线圈L7和线圈线圈L8 ;线圈L7、线圈L8的同名端连接在一起，线圈L7、线圈L8的异名端连接二极管D4 ;二极管D4的一端与端子II连接。
[0011]所述线圈L7、线圈L8匝数相等。
[0012]所述线圈L3、线圈L4匝数相等。
[0013]所述线圈L3与线圈L4上分别产生的高次谐波电压的幅值相等，但是相位不相等，二极管D3有谐波整流电流流过，构成谐波整流通路。
[0014]所述线圈L7、线圈L8上分别产生的高次谐波电压的幅值相等，但是相位不相等，二极管D4有谐波整流电流流过，构成谐波整流通路。
[0015]一种有谐波整流通路的饱和电抗器，它为采用所述单相有谐波整流通路的饱和电抗器的三相有谐波整流通路的饱和电抗器。
[0016]本发明的有益效果是:在饱和电抗器电路中增加二极管构成的谐波整流通路，可缩短饱和电抗器暂态响应时间，减小饱和电抗器谐波含量。措施简单、可靠。
【附图说明】
[0017]图1表示现有饱和电抗器基本结构。
[0018]图2表示第一种有谐波整流通路的饱和电抗器。
[0019]图3表示第二种有谐波整流通路的饱和电抗器。
[0020]图4表示第三种有谐波整流通路的饱和电抗器。
[0021]其中，1.饱和电抗器端子I，2.饱和电抗器端子II，3.饱和电抗器铁芯，4.控制电路。
【具体实施方式】
[0022]实施例1:
[0023]下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
[0024]CN201510103299.8提出一种结构简单的饱和电抗器，如图1所示。在此基础上进一步缩短这种饱和电抗器的暂态响应时间，进一步减小这种饱和电抗器的谐波含量是本发明的目的。
[0025]第一种有谐波整流通路的饱和电抗器的结构与连接方式如图2所示。包括饱和电抗器端子II，饱和电抗器端子112，饱和电抗器闭环铁芯3，控制电路4。饱和电抗器闭环铁芯3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。
[0026]饱和电抗器闭环铁芯3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，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，如图2所示。
[0027]饱和电抗器闭环铁芯3两根截面积相等的铁芯柱，其中一根铁芯柱上有线圈LI ;另一根铁芯柱上有线圈L2 ;线圈L1、线圈L2的匝数相等。线圈L1、线圈L2的同名端连接饱和电抗器端子II，线圈L1、线圈L2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112 ;晶闸管Dl、晶闸管D2的两端还分别并联电阻R1、电阻R2 ;电阻R1、电阻R2的阻值相等；晶闸管D1、晶闸管D2的控制端子分别连接控制电路4。
[0028]控制电路4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。
[0029]上述结构与连接方式与CN201510103299.8相同。从图2可以看出，第一种有谐波整流通路的饱和电抗器还包括:其中一根铁芯柱上有线圈L3，另一根铁芯柱上有线圈L4 ;线圈L3、线圈L4的匝数相等；线圈L3、线圈L4的同名端连接在一起，线圈L3、线圈L4的异名端之间连接二极管D3。二极管D3的一端与晶闸管D1、晶闸管D2的某一端连接，以保证第一种有谐波整流通路的饱和电抗器中所有半导体器件的电位接近，且对地电压较低。
[0030]设第一种有谐波整流通路的饱和电抗器额定电压为Ul。第一种有谐波整流通路的饱和电抗器接入额定电压为Ul的电力系统，当控制电路4控制晶闸管Dl和晶闸管D2全截止时，线圈L1、线圈L2将有励磁电流流过，励磁电流流过电阻R1、电阻R2 ;在电阻R1、电阻R2两端产生交流电压。电阻R1、电阻R2提供了产生直流电流的交流电压源。电阻R1、电阻R2两端分别并联有晶闸管D1、晶闸管D2 ;由于晶闸管Dl和晶闸管D2全截止，晶闸管Dl和晶闸管D2整流电路不工作，线圈L1、线圈L2中的直流电流等于零。饱和电抗器有最大电抗值Zmax。
[0031]当控制电路4控制晶闸管Dl和晶闸管D2全导通时，晶闸管Dl和晶闸管D2就变为二极管特性，晶闸管Dl和晶闸管D2分别构成半波整流电路。线圈L1、线圈L2的直流电流达到最大设计值。饱和电抗器有最小电抗值Zmin。
[0032]控制电路4控制晶闸管Dl和晶闸管D2整流量的大小，可控制线圈L1、线圈L2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4连续控制晶闸管Dl和晶闸管D2整流量的大小，可连续控制线圈L1、线圈L2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。
[0033]线圈LI与线圈L3绕在同一铁芯柱上，线圈L2与线圈L4绕在同一铁芯柱上；由于线圈LI与线圈L2匝数相等，线圈L3与线圈L4匝数相等，线圈LI与线圈L2两端的工频(基波)电压相等，所以，线圈L3与线圈L4两端的工频(基波)电压相等。二极管D3两端工频(基波)电压相等；由于工程误差，二极管D3两端如果产生工频(基波)电压误差，二极管D3流过的工频(基波)电流的整流值也不会大于励磁电流峰值。励磁电流