复合励磁的快速响应磁控电抗器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及磁控电抗器，具体地指一种复合励磁的快速响应磁控电抗器，用于电网动态无功调节及限制过电压。
【背景技术】
[0002]磁控电抗器具有提高功率因数，降低网损，阻止电网系统振荡，提高输电线传输能力，提高电网的电压稳定能力，限制系统的工频电压升高及操作过电压，并达到稳定系统电压。其基本原理是根据自动控制器对电网系统的无功功率取样，自动调节磁控电抗器的晶闸管控制角，改变绕组直流电流大小控制铁芯饱和，实现电抗值连续可调，从而实现无功功率快速补偿作用。
[0003]磁控电抗器也有其自身局限性，主要体现在谐波含量较高以及响应速度较慢。在应用在抑制电压闪变和无功调节时，响应速度慢会使控制系统稳定性降低，增大系统震荡，较大程度上限制了磁控电抗器的应用推广。
【发明内容】
[0004]本实用新型目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种复合励磁的快速响应磁控电抗器装置，该磁控电抗器装置能够实现快速励磁及快速去磁，且无需提高本体抽头电压。
[0005]实现本实用新型目的采用的技术方案是:一种复合励磁的快速响应磁控电抗器，包括两个电抗器铁芯、四个工作绕组、两个励磁绕组、整流桥电路和快速去磁电路，每个电抗器铁芯上分别绕有两个工作绕组以及一个励磁绕组，其中四组工作绕组交叉并联，两个励磁绕组反向串联后与整流桥电路相连接，构成快速励磁电路；所述快速去磁电路连接在两个电抗器铁芯对应的两个工作绕组末端。
[0006]在上述技术方案中，所述的整流桥电路包括隔离变压器和四个可控器件，四个可控器件中的第一和第二可控器件串联，第三和第四可控器件串联，且每个可控器件并联一个二极管进行续流，四个可控器件与相应二极管共同构成整流结构；所述隔离变压器的副边绕组的两端分别接于第一和第二可控器件以及第三和第四可控器件的中间连接点。
[0007]在上述技术方案中，所述快速去磁电路包括续流二极管及与之串联的高阻尼电阻，且在该高阻尼电阻的两端并联有一个可控器件V0，在正常工作状态中并联的可控器件VO接通实现续流；在需要快速去磁时，断开VO使电流流经高阻尼电阻，实现快速去磁。
[0008]本实用新型具有以下有益效果:
[0009]1、采用了正向外励磁与接入高阻尼去磁电阻相结合的工作方式，具有励磁速度快、励磁电压低、可靠性高等特点。
[0010]2、本装置在磁控电抗器本体中设有两个反向串联的励磁绕组，具有电气隔离性能好、对本体冲击小等特点。
[0011]3、本装置的正向快速励磁采用了复合式单相可控整流电路，通过隔离变压器接入电源，具有结构简单、转换速度快的特点。
[0012]4、本装置的快速去磁部分采用在需要去磁时在续流电路中接入大阻抗电阻的方式，降低整个直流励磁回路响应时间常数，结构简单且经济可靠。经试验验证，本装置可将原有老式磁控电抗器的响应时间从几百毫秒降低至40毫秒以下，大大提高磁控电抗器响应速度，扩大磁控电抗器的应用范围。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型复合励磁的快速响应磁控电抗器装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0015]如图1所示，本实用新型提出的复合励磁的快速响应磁控电抗器，包括电抗器铁芯、四个工作绕组(L1、L2、L3、L4)、两个励磁绕组(L5和L6)、整流桥电路及快速去磁电路，两个励磁绕组(L5和L6)在工作绕组(L1、L3)的外部，其中:
[0016]连接在四个工作绕组(L1、L2、L3、L4)上的可控器件KPl与KP2构成正常稳态励磁电路，即传统的磁控电抗器结构，提供磁控电抗器正常工作所需的直流励磁电流。
[0017]两组励磁绕组(L5和L6)反向串联连接，与可控整流器件组成的整流桥电路连接，构成快速励磁回路。其中整流桥电路由可控器件V1、V2、V3、V4、二极管D1、D2、D3、D4以及隔离变压器T构成，在每个可控器件上反并联一个二极管起到保护作用，四个可控器件与二极管构成桥式整流结构，隔离变压器的副边绕组两端分别接于串联的可控器件Vl和V2，串联的可控器件V3和V4的中间连接点上，可控器件V1、V2串联的两端与可控器件V3、V4串联的两端相连接，作为整流桥电路的输出端，分别与两组反向的励磁绕组(L5和L6)相连接。本实施例中可控器件￥0、￥1、￥2、￥3、￥4均为IGBT。
[0018]当需要快速励磁时，通过控制整流桥电路中可控器件V1、V2、V3、V4的导通情况及相应的占空比，产生较大的直流励磁电流，向本体线圈中注入同向磁通，使小截面铁心迅速进入饱和，促使磁控电抗器容量快速增大，实现快速励磁的效果。当控制系统检测到本体输出电流达到预期目标值时，控制可控器件V1、V2、V3、V4使快速励磁电路停止工作，完成快速励磁。
[0019]快速去磁回路由续流二极管D与高阻尼电阻R相串联，并在电阻R两端并联一个可控器件V0，快速去磁电路连接在两个电抗器铁芯对应的两个工作绕组末端。在正常工作状态并联的可控器件VO导通，高阻尼电阻R被短接实现续流，在需要快速去磁时，通过控制VO断开使电流流经高阻尼电阻，实现快速去磁功能。
【主权项】
1.一种复合励磁的快速响应磁控电抗器，其特征在于:包括两个电抗器铁芯、四个工作绕组、两个励磁绕组、整流桥电路和快速去磁电路，每个电抗器铁芯上分别绕有两个工作绕组以及一个励磁绕组，其中四组工作绕组交叉并联，两个励磁绕组反向串联后与整流桥电路相连接，构成快速励磁电路；所述快速去磁电路连接在两个电抗器铁芯对应的两个工作绕组末端。
2.根据权利要求1所述的复合励磁的快速响应磁控电抗器，其特征在于:所述的整流桥电路包括隔离变压器和四个可控器件，四个可控器件中的第一和第二可控器件串联，第三和第四可控器件串联，且每个可控器件并联一个二极管进行续流，四个可控器件与相应二极管共同构成整流结构；所述隔离变压器的副边绕组的两端分别接于第一和第二可控器件以及第三和第四可控器件的中间连接点。
3.根据权利要求1所述的复合励磁的快速响应磁控电抗器，其特征在于:所述快速去磁电路包括续流二极管及与之串联的高阻尼电阻，且在该高阻尼电阻的两端并联有一个可控器件V0，在正常工作状态中并联的可控器件VO接通实现续流；在需要快速去磁时，断开VO使电流流经高阻尼电阻，实现快速去磁。
【专利摘要】本实用新型涉及一种复合励磁的快速响应磁控电抗器，该磁控电抗器包括两个电抗器铁芯、四个工作绕组、两个励磁绕组、整流桥电路和快速去磁电路，每个电抗器铁芯上分别绕有两个工作绕组以及一个励磁绕组，其中四组工作绕组交叉并联，两组反向串联的励磁绕组与整流桥电路相连接，构成快速励磁电路；所述快速去磁电路连接在两个电抗器铁芯对应的两个工作绕组末端。本实用新型采用了正向外励磁与接入高阻尼去磁电阻相结合的工作方式，具有励磁速度快、励磁电压低、可靠性高等特点。
【IPC分类】H01F29-00, H02P13-00, H02J3-16
【公开号】CN204290801
【申请号】CN201420745287
【发明人】卢文华, 田翠华, 郑浩, 陈锋, 杜振波, 袁剑, 蔡伟
【申请人】国家电网公司, 国网安徽省电力公司, 武汉大学, 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月2日