專利名稱：可快速響應(yīng)的他勵(lì)式磁控電抗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于靜止無(wú)功功率補(bǔ)償技術(shù)領(lǐng)域，提出了一種可快速響應(yīng)的他勵(lì)式磁控電抗器結(jié)構(gòu)，能夠使他勵(lì)式磁控電抗器更好地應(yīng)用于高壓、超高壓電力系統(tǒng)中對(duì)響應(yīng)速度要求嚴(yán)格的場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
他勵(lì)式磁控電抗器(SeparatelyExcited Magnetically Controlled Reactor,以下簡(jiǎn)稱為SMCR)以其無(wú)級(jí)可調(diào)、工作穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)，與眾多其他高壓無(wú)功補(bǔ)償裝置相比，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。因此，SMCR已經(jīng)逐步在特高壓或超高壓電網(wǎng)中用作調(diào)相調(diào)壓設(shè)備、抑制系統(tǒng)過(guò)電壓、限制操作過(guò)電壓、用作消弧線圈等方面。然而，由于SMCR的特殊結(jié)構(gòu)，使得其響應(yīng)時(shí)間通常在幾百毫秒甚至一秒以上。響應(yīng)速度較慢，大大限制了其應(yīng)用的場(chǎng)合，因而提高SMCR的響應(yīng)時(shí)間便是當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可快速響應(yīng)的他勵(lì)式磁控電抗器結(jié)構(gòu)。如附1，它是基于SMCR工作繞組的特殊連接方式實(shí)現(xiàn)快速勵(lì)磁及快速退磁的目的。這種連接方式即保留了 SMCR無(wú)功功率連續(xù)可調(diào)、工作安全穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，還克服了其快速性方面的不足，使得SMCR的投入和退出電力系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間在傳統(tǒng)的控制繞組和工作繞組的匝數(shù)比條件下均小于0.ls，極大地提高了其快速性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
如圖1，本發(fā)明包括電力系統(tǒng)1、直流控制電源2、SMCR的工作繞組3、SMCR的控制繞組
4。SMCR的工作繞組3的輸入輸出端接入電力系統(tǒng)I ;SMCR的工作繞組3中包含線圈L1、L2、L3和L4，其中L1和L3繞在鐵芯T1上，L2和L4繞在鐵芯T2上；SMCR的控制繞組4的輸入輸出端接入直流控制電壓源2 ;SMCR的控制繞組4中包含線圈L5和1^6，其中L5繞在鐵芯T1上，L6繞在鐵芯T2上?？煽焖夙憫?yīng)的他勵(lì)式磁控電抗器的工作原理簡(jiǎn)述如下。在說(shuō)明本發(fā)明所提出的可快速響應(yīng)的他勵(lì)式磁控電抗器結(jié)構(gòu)的工作原理前，先解釋當(dāng)前廣泛投入實(shí)際應(yīng)用的他勵(lì)式磁控電抗器響應(yīng)速度慢的原因。當(dāng)前投入運(yùn)行的他勵(lì)式磁控電抗器結(jié)構(gòu)如附2所示。工作繞組3中和控制繞組4中所有繞組的同名端均一致。當(dāng)電力系統(tǒng)I需要補(bǔ)償無(wú)功時(shí)，SMCR的控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)實(shí)際需要計(jì)算出直流控制電壓源2需要輸出的控制直流電壓值?？刂浦绷麟妷杭釉诳刂评@組4兩端時(shí)，便會(huì)在控制繞組中產(chǎn)生控制電流I，在控制電流由零向穩(wěn)定狀態(tài)變化過(guò)程中，會(huì)在兩個(gè)鐵芯T1和T2上的工作繞組3中的繞組上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。設(shè)控制電流I在圖2中是從u點(diǎn)入、從V點(diǎn)處，則在工作繞組3中的L1、和L2繞組上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及方向分別為=L1繞組的感 應(yīng)電動(dòng)勢(shì)el方向?yàn)樯县?fù)下正，L2繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e2方向?yàn)樯险仑?fù)。因此在SMCR啟動(dòng)工作時(shí)，在由L1和L2工作繞組組成的回路中各感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)依次正負(fù)相連，便會(huì)在工作繞組回路中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻沫h(huán)流。當(dāng)電力系統(tǒng)I中電壓處于正半周時(shí)，鐵芯T2飽和，飽和電流方向自上而下，與環(huán)流方向相反，因此阻礙了飽和電流快速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)電力系統(tǒng)I中電壓處于負(fù)半周時(shí)，鐵芯T1飽和，飽和電流方向自下而上，與環(huán)流方向相反，因此也會(huì)阻礙飽和電流快速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)SMCR停止工作時(shí)，也是因?yàn)橥瑯拥脑颍沟肧MCR的退出補(bǔ)償無(wú)功的的時(shí)間也會(huì)受到工作繞組3中環(huán)流的影響而變慢。本發(fā)明所提出的可快速響應(yīng)的他勵(lì)式磁控電抗器結(jié)構(gòu)如附1所示。工作繞組3中有L1、L2、L3和L4四個(gè)繞組，其匝數(shù)均相等且等于附圖2中工作繞組匝數(shù)的一半。仍然設(shè)控制電流I是從直流控制電源2的u點(diǎn)入、從V點(diǎn)出，則在控制電流由零向穩(wěn)定狀態(tài)變化過(guò)程中，在工作繞組3中的L1、L2、L3和L4繞組上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及方向分別為=L1繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)el方向?yàn)樯县?fù)下正，L2繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e2方向?yàn)樯险仑?fù)，L3繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e3方向?yàn)樯县?fù)下正，L4繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e4方向?yàn)樯险仑?fù)。按照附1所示工作繞組3中四個(gè)工作繞組的接法。在SMCR啟動(dòng)工作時(shí)，在由L1與L2、L3與L4工作繞組上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等，方向相反，在整個(gè)工作回路中相互抵消，因此不會(huì)有環(huán)流的產(chǎn)生。從而使SMCR從啟動(dòng)到進(jìn)入額定工作狀態(tài)的時(shí)間小于0.1s。當(dāng)SMCR停止工作時(shí)，也是由于同樣的原因，工作回路中不會(huì)有環(huán)流的產(chǎn)生，從而使SMCR從額定工作狀態(tài)到完全停止工作的時(shí)間小于0.1s。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:SMCR的響應(yīng)速度在傳統(tǒng)的控制繞組和工作繞組的匝數(shù)比條件下得到了提高，進(jìn)入工作狀態(tài)和退出工作狀態(tài)的時(shí)間均會(huì)小于0.1s。并且在同樣的系統(tǒng)電壓和控制直流電壓作用下，附圖1中SMCR輸出的工作電流大小與附圖2中一樣。


附圖1為本發(fā)明的可快速響應(yīng)的他勵(lì)式磁控電抗器結(jié)構(gòu)。其中，電力系統(tǒng)1、直流控制電源2、SMCR的工作繞組3、SMCR的控制繞組4 ;附圖2為當(dāng)前廣泛投入實(shí)際應(yīng)用的他勵(lì)式磁控電抗器結(jié)構(gòu)。其中，電力系統(tǒng)1、直流控制電源2、SMCR的工作繞組3、SMCR的控制繞組4。

具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出的可快速響應(yīng)的他勵(lì)式磁控電抗器結(jié)構(gòu)如附圖1所示。電力系統(tǒng)I的兩端a、b輸入交流電壓作為SMCR的工作電壓。直流控制電源2的兩端U、V輸入直流電壓作為SMCR的控制電壓。SMCR的工作繞組3中在鐵芯T1上有繞組L1和L3,鐵芯T2上有繞組L2和L4。L1、L2> L3和L4的繞組匝數(shù)為附圖2中工作繞組匝數(shù)的一半。其中L1的c點(diǎn)、L2的e點(diǎn)、L3的g點(diǎn)和L4的m點(diǎn)為同名端。L1的c點(diǎn)和L3的g點(diǎn)接電力系統(tǒng)I的a點(diǎn)，Li的d點(diǎn)與L2的e點(diǎn)相連，L3的h點(diǎn)和L4的m點(diǎn)相連，L2的f點(diǎn)和L4的η點(diǎn)接電力系統(tǒng)I的b點(diǎn)。SMCR的控制繞組4中在鐵芯T1上有繞組L5,在鐵芯T2上有繞組L6。其中L5的p點(diǎn)、L6的s點(diǎn)為同名端。L6的s點(diǎn)連接直流控制電源2的u點(diǎn),L6的t點(diǎn)與L5的q點(diǎn)相連，L5的P點(diǎn)連接直流控制電源2的V點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.可快速響應(yīng)的他勵(lì)式磁控電抗器結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)鐵芯和旁軛(旁軛未在附圖中畫(huà)出)，在每個(gè)鐵芯上分別繞有兩個(gè)工作繞組和一個(gè)控制繞組，即共有四個(gè)工作繞組和兩個(gè)控制繞組，且各繞組的同名端方向相同；其特征在于，與傳統(tǒng)的他勵(lì)式磁控電抗器相比，此快速響應(yīng)SMCR增加了兩個(gè)工作繞組，達(dá)到了四個(gè)工作繞組；并且每個(gè)工作繞組的匝數(shù)為傳統(tǒng)SMCR中工作繞組匝數(shù)的一半；通過(guò)改變SMCR四個(gè)工作繞組的連接方式來(lái)消除工作繞組回路中感應(yīng)電壓的影響，達(dá)到提高SMCR響應(yīng)速度的目的。
2.按照權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于:四個(gè)工作繞組按照附圖1中的接法，每個(gè)工作繞組上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓在工作繞組形成的回路中相互抵消，工作繞組回路中沒(méi)有環(huán)流，不會(huì)影響SMCR工作電流的建立和去除速度；使得SMCR的響應(yīng)速度在傳統(tǒng)的控制繞組和工作繞組的匝數(shù)比條件下得到提高，進(jìn)入工作狀態(tài)和退出工作狀態(tài)的時(shí)間均會(huì)小于0.1s ；并且改進(jìn)的SMCR中每個(gè)工作繞組的匝數(shù)為傳統(tǒng)SMCR中工作繞組匝數(shù)的一半，使得在同樣的系統(tǒng)電壓和控制直流電 壓作用下，改進(jìn)后SMCR輸出的工作電流大小與傳統(tǒng)SMCR —樣。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可提高他勵(lì)式磁控電抗器響應(yīng)速度的結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)鐵芯和旁軛(旁軛未在附圖中畫(huà)出)，在每個(gè)鐵芯上分別繞有兩個(gè)工作繞組和一個(gè)控制繞組，即共有四個(gè)工作繞組和兩個(gè)控制繞組。并且每個(gè)工作繞組的匝數(shù)為傳統(tǒng)SMCR中工作繞組匝數(shù)的一半。通過(guò)改變SMCR四個(gè)工作繞組的連接方式來(lái)消除工作繞組回路中感應(yīng)電壓的影響，達(dá)到提高SMCR響應(yīng)速度的目的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于SMCR的響應(yīng)速度在傳統(tǒng)的控制繞組和工作繞組的匝數(shù)比條件下得到很大的提高，進(jìn)入工作狀態(tài)和退出工作狀態(tài)的時(shí)間均會(huì)小于0.1s。并且在同樣的系統(tǒng)電壓和控制直流電壓作用下，改變繞組結(jié)構(gòu)后的SMCR輸出的工作電流大小與傳統(tǒng)的SMCR一樣，容量沒(méi)有受到影響。
文檔編號(hào)H02J3/18GK103247430SQ20131018935
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月21日
發(fā)明者尹忠東, 劉海鵬, 李和明, 董旭, 曹松偉, 徐金, 姜喆, 田雨 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)