专利名称：磁阀式可控电抗器的制作方法
技术领域：
本实用新型是高压和超高压电网中补偿线路容性无功的一种新型电气设备。
当输电线路中传输轻负载时，系统中将剩余大量的容性无功，电容效应使得线路末端电压显著升高，影响用户电气设备的正常运行和降低总体的输电效率。但是目前高压电网中缺乏专用的感性补偿装置，只在个别的10kV变电所中采用了空芯电抗器，并在个别的枢纽变电所中设置了静补装置，后者占地多，控制复杂和价格高昂而不能广泛采用。在我国330～500kV的超高压线路中，则普遍设置了常规的超高压电抗器，或在主变的第三绕组侧加装35kV级的补偿电抗器。
除静补外，上述电抗器的容量都是不可调的。我国很多电网的水电比重很大，一昼夜之间的潮流变动激烈，这些电抗器不得不在线路传输小功率时投入和传输大功率时加以部分或全部切除，因而需要设置多台电抗器和专门的开关设备以及进行频繁的分组操作。为了抑制操作过电压的需要，我国的超高压电抗器甚至长期投入而不予切除。所有这些将会显著增加设备投资或者降低电网的运行质量。
本实用新型就是针对上述情况，以容量可调、降低成本、适用性强为目标，以分裂铁芯柱及其绕组连接方式和相应的触发控制电路相匹配为手段而研制的一种磁阀式可控电抗器。
本实用新型由外部铁芯柱、分裂铁芯柱、绕组、二极管、可控硅及其触发控制电路所组成。分裂铁芯柱为两个并列的铁芯柱，每柱中间部分各有一个磁阀铁芯段将其分为上、下两段，每段上各套有一个绕组，上段的上部两个绕组端和下段的下部两个绕组端分别并接在一起，上段的下部两个绕组端和下段的上部两个绕组端则交叉串联连接，每柱上绕组的下部和下绕组的上部均设有分接头，每柱上、下两个分接头间接有可控硅，且两柱上的可控硅的极性相反，两个可控硅的门极上接有供其轮流导通的触发角可调的触发脉冲控制电路，中间交叉连接点的两端之间接有一个二极管。
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。
附
图1和附图2分别为一相磁阀式电抗器的结构示意图和简化接线图。主铁芯的一侧立柱一分为二，每柱中间有一个小截面(约为主截面的三分之一)的铁芯段，当链过的磁通不大时，小截面不饱和，磁通顺利通过整个铁芯，当磁通增大至某一数值后，小截面段饱和，磁阻增大，阻止磁通继续增大，因而小截面段起到了磁阀作用。在双铁芯柱上，套上四个绕组，并在中间进行交叉串联连接，同时在中部引出四个抽头，匝数比
为5％左右；每柱两侧的抽头之间接入反向连接的可控硅KP1和KP2，二极管D横跨在交叉端点，m、n为电抗器的两个接线端。
当外加电压e(t)为正极性时，如图3，四个抽头电压
亦为正极性，今使KP1触发动作，上、下绕组内分别产生直流电流i1和i2，它们对右铁芯柱去磁和左铁芯柱增磁，使得后者发生饱和而降低总的电感值(增大容量)。当e(t)和相应的
为负极性时，触发KP2使之导通，电流回路如图4所示，其方向与i1和i2相同，这使右铁芯柱增磁和左铁芯柱去磁，相应的电感同样降低。这样，KP1和KP2的轮流导通起到了全波整流作用，改变它们的触发导通角以改变i1～i4的大小，可以改变铁芯的磁饱和度，从而平滑地调节电抗器的容量。二极管D的功能是提供续流通道，有利于KP1和KP2关断和提高整流效率。
可以看出，在所有情况下，所产生的直流控制磁通在两个半铁芯柱内自我团合，而不向外流出；此外，电抗器的控制绕组与工作绕组合二为一，呈自耦形式，使得总体结构大为简化和有利于减小电能损耗。
作为一个自动调压用的实施例子，图5中列出了控制装置的原理框图，具体过程为经电压互感器Tu由电网电压u取得信号，经整流与参考电压Ur比较后得到直流偏差电压Δu，再经有源滤波滤除高频成份，通过PID校正电路(串联校正)处理送至放大电路进行放大和限幅(限幅的目的在于避免丢失脉冲造成失控)，放大的直流偏差信号同取自电网的交流同步信号进行调制，以便产生驱动触发脉冲。
自动调压控制装置的原理接线总图如图6所示，其中I为测量比较及有源滤波，II为PID校正电路，III为放大限幅电路，IV为同步、移相及脉冲形成电路。图7为驱动触发电路，这里信号经放大后通过脉冲变压器MB加至两个可控硅的门极上；由于可控硅处于高电位，而控制电路处于低电位，故需采用脉冲变压器来完成隔离任务。
根据本实用新型制成的磁阀式可控电抗器，可根据电网电压的变化或者传输功率的大小自动平滑地调节自身的容量，以使电网达到最佳的感性补偿，可在各级电压的电网中普通采用。如在为数极广的0.4～10kV电网中与余弦电容器相并联运行，则平滑地调节电抗器的容量也就等于平滑地切合电容器，而在过补偿时则相当于切除电容器和提供感性功率，不仅完全替代了原有进行分组切合的各台开关，而且达到了从容性到感性的无级调节的目的。
本电抗器具有结构简单、占地小、成本低、适用性强等显著特点。
附图1为一相磁阀式可控电抗器的结构示意图。附图2为一相磁阀式可控电抗器的简化接线图。附图3为外加电压e(t)为正极性时的工作状态示意图。附图4为外加电压e(t)为负极性时的工作状态示意图。附图5为磁阀式可控电抗器的原理框图。附图6为磁阀式可控电抗器的原理接线总图。
权利要求1.一种用于高压电网中补偿容性无功的磁阀式可控电抗器，由外部铁芯柱、分裂铁芯柱、绕组、二极管、可控硅及其触发控制电路所组成，其特征在于所述分裂铁芯柱为两个并列的铁芯柱，每柱中间部分各有一个磁阀铁芯段将其分为上、下两段，外部套有四个绕组，上段的上部两个绕组端和下段的下部两个绕组端分别并接在一起，上段的下部两个绕组端和下段的上部两个绕组端则交叉串联连接；每柱上绕组的下部和下绕组的上部均设有分接头，每柱上、下两个分接头间接有可控硅，且两柱上的可控硅的极性相反，两个可控硅的门极上接有供其轮流导通的触发角可调的触发脉冲控制电路；中间交叉连接点的两端之间接有一个二极管。
2.根据权利要求1所述的磁阀式可控电抗器，其特征在于所述磁阀铁芯段的截面积相当于铁芯截面积的三分之一。
3.根据权利要求1、2所述的磁阀式可控电抗器，其特征在于所述绕组中部分接头的匝数为总匝数的5％。
专利摘要高压电网中目前尚无专用的并联电抗器；静补装置十分昂贵，只在个别枢纽变电所中采用，超高压电网中并联电抗器的容量则是不可调的。本装置是一种新型的磁阀式可控电抗器，每相有四个绕组，套在双铁芯柱上，每柱铁芯有一小截面段，起到磁阀作用，通过抽头自耦接线提供内部电源，并经两个反向连接的可控硅在双铁芯柱内产生直流磁通，控制可控硅的触发角可以改变铁芯的磁饱和度，从而平滑调节电抗器的容量，可在各级电压的电网中采用。
文档编号H02J3/18GK2263411SQ9522313
公开日1997年9月24日 申请日期1995年9月19日 优先权日1995年9月19日
发明者陈维贤, 陈柏超, 尹忠东, 刘虹, 鲁铁成 申请人:武汉水利电力大学