一種可控移相器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及電流系統(tǒng)輸電控制領(lǐng)域，具體涉及一種可控移相器。
【背景技術(shù)】
[0002] 移相器（phaseshifttransformer，PST)也稱相角調(diào)節(jié)器（phaseangle regulator，PAR)，是一種控制輸電潮流的有效手段，通過在輸電線路中串入橫向或縱向 的電壓，改變裝置安裝點電壓的相位或幅值，從而控制輸電線路穩(wěn)態(tài)潮流或電壓，實現(xiàn)合 理分配線路輸送功率、提高關(guān)鍵斷面輸送能力、降低輸電成本等作用。早期的PST均采 用機(jī)械調(diào)壓方式，隨電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了采用晶閘管調(diào)壓方式的可控移相器 (thyristorcontolledphaseshifttransformer，TCPST)?；诰чl管調(diào)壓的可控移相 器具有下述優(yōu)點：
[0003] ①：晶閘管能夠連續(xù)、頻繁動作，并能免除機(jī)械調(diào)壓設(shè)備昂貴的日常維護(hù)費用；
[0004] ②：晶閘管調(diào)壓速度比機(jī)械調(diào)壓快得多，能夠滿足電力系統(tǒng)快速控制要求。
[0005] 因此，需要提供一種可控移相器，用來處理系統(tǒng)暫態(tài)和動態(tài)方面的問題，如提高暫 態(tài)穩(wěn)定性、減輕導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)線失步的穿越潮流、抑制故障后線路功率突增所造成的開關(guān)過負(fù) 荷、阻尼振蕩等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本實用新型提供了一種可控移相器。
[0007] 本實用新型的技術(shù)方案是：
[0008] 所述可控移相器包括勵磁變壓器和增壓變壓器；
[0009] 所述增壓變壓器中一次側(cè)繞組的低壓端為可控移相器的輸入端，高壓端為可控移 相器的輸出端；所述一次側(cè)繞組由兩段繞組串聯(lián)組成，所述兩段繞組的連接點設(shè)置有中間 抽頭，所述中間抽頭與勵磁變壓器中一次側(cè)繞組的高壓端連接；所述勵磁變壓器的二次側(cè) 繞組由三段繞組串聯(lián)組成。
[0010] 優(yōu)選的，所述勵磁變壓器的一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組均為Y。連接；所述增壓變壓 器的二次側(cè)繞組為A連接；
[0011] 優(yōu)選的，所述勵磁變壓器的一次側(cè)繞組為A連接，二次側(cè)繞組為Y。連接；所述增 壓變壓器的二次側(cè)繞組為Y。連接或者Y連接；
[0012] 優(yōu)選的，所述勵磁變壓器的一次側(cè)繞組包括A相繞組、B相繞組和C相繞組，所述 增壓變壓器的中間抽頭包括A相中間抽頭、B相中間抽頭和C相中間抽頭；勵磁變壓器中一 次側(cè)繞組與增壓變壓器中一次側(cè)繞組的連接方式包括：
[0013] 所述A相繞組的高壓端與A相中間抽頭連接；
[0014] 所述B相繞組的高壓端與B相中間抽頭連接；
[0015] 所述C相繞組的高壓端與C相中間抽頭連接；
[0016] 優(yōu)選的，所述可控移相器還包括晶閘管調(diào)壓電路；所述晶閘管調(diào)壓電路的輸入端 與勵磁變壓器的二次側(cè)繞組連接，輸出端與所述增壓變壓器中一次側(cè)繞組的高壓端連接；
[0017] 晶閘管調(diào)壓電路包括第一晶閘管調(diào)壓電路、第二晶閘管調(diào)壓電路和第三晶閘管調(diào) 壓電路；
[0018] 所述第一晶閘管調(diào)壓電路的輸入端與所述勵磁變壓器中二次側(cè)繞組的A相繞組 連接，輸出端與所述增壓變壓器中二次側(cè)繞組的C相繞組連接；
[0019] 所述第二晶閘管調(diào)壓電路的輸入端與所述勵磁變壓器中二次側(cè)繞組的B相繞組 連接，輸出端與所述增壓變壓器中二次側(cè)繞組的A相繞組連接；
[0020] 所述第三晶閘管調(diào)壓電路的輸入端與所述勵磁變壓器中二次側(cè)繞組的C相繞組 連接，輸出端與所述增壓變壓器中二次側(cè)繞組的B相繞組連接；
[0021] 優(yōu)選的，所述第一晶閘管調(diào)壓電路、第二晶閘管調(diào)壓電路和第三晶閘管調(diào)壓電路 均包括依次串聯(lián)的第一全橋電路、第二全橋電路和第三全橋電路；
[0022] 所述第一全橋電路的輸入端連接于所述勵磁變壓器中二次側(cè)繞組的第一段繞組 的兩端；
[0023] 所述第二全橋電路的輸入端連接于所述勵磁變壓器中二次側(cè)繞組的第二段繞組 的兩端；
[0024] 所述第三全橋電路的輸入端連接于所述勵磁變壓器中二次側(cè)繞組的第三段繞組 的兩端；
[0025] 優(yōu)選的，所述第一全橋電路的每個橋臂由a個晶閘管串聯(lián)組成，所述第二全橋電 路的每個橋臂由b個晶閘管串聯(lián)組成，所述第三全橋電路的每個橋臂由c個晶閘管串聯(lián)組 成，a:b:c= 1 :3 :9 ;
[0026] 所述第一段繞組的繞組匝數(shù)nl、第二段繞組的繞組匝數(shù)n2和第三段繞組的繞組 匝數(shù)n3的比值為nlm2 :n3 = 1 :3 :9。
[0027] 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)異效果是：
[0028] 1、本實用新型提供的一種可控移相器，能夠改善現(xiàn)有交流電網(wǎng)的運行模式，提高 現(xiàn)有網(wǎng)架關(guān)鍵斷面的輸送能力，緩解負(fù)荷中心地區(qū)輸變電工程建設(shè)壓力，起到均衡電網(wǎng)潮 流的同時還能控制電壓，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性，用于配電網(wǎng)中還能解決配電網(wǎng)存在的相關(guān)問題， 對提升電網(wǎng)輸送能力，提尚系統(tǒng)可控性，提升配電網(wǎng)供電質(zhì)量，有重大意義；
[0029] 2、本實用新型提供的一種可控移相器，可以快速改變相角，限制短路電流，對故障 態(tài)下電網(wǎng)的安全運行起到重要保護(hù)作用；
[0030] 3、本實用新型提供的一種可控移相器，采用晶閘管控制電路代替有載分接頭，即 構(gòu)成晶閘管控制移相器：一方面，晶閘管能夠連續(xù)、頻繁動作，并能免除機(jī)械調(diào)壓設(shè)備昂貴 的日常維護(hù)費用；另一方面，晶閘管調(diào)壓速度比機(jī)械調(diào)壓快得多，能夠滿足電力系統(tǒng)快速控 制要求；
[0031] 4、本實用新型提供的一種可控移相器，可用來處理系統(tǒng)暫態(tài)和動態(tài)方面的問題， 如提高暫態(tài)穩(wěn)定性、減輕導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)線失步的穿越潮流、抑制故障后線路功率突增所造成的 開關(guān)過負(fù)荷、阻尼振蕩等。
【附圖說明】
[0032] 下面結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0033] 圖1:本實用新型實施例中可控移相器接入輸電系統(tǒng)的示意圖；
[0034] 圖2 :本實用新型實施例中可控移相器接入輸電系統(tǒng)后的相角關(guān)系示意圖；
[0035] 圖3:本實用新型實施例中具有短路電流限制功能的可控移相器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0036] 圖4:本實用新型實施例中晶閘管調(diào)壓電路圖；
[0037] 圖5 :本實用新型實施例中勵磁變壓器的原副邊電壓相量關(guān)系示意圖；
[0038] 圖6 :本實用新型實施例中可控移相器的輸入輸出電壓相量關(guān)系。
【具體實施方式】
[0039] 下面詳細(xì)描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始 至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參 考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型 的限制。
[0040] 本實用新型提供的一種可控移相器，既可以調(diào)節(jié)輸電線路上傳輸?shù)挠泄β剩?可以對輸電線路的短路電流進(jìn)行限制，在輸電系統(tǒng)發(fā)生短路故障的情況下，能夠迅速動作 改變相角，達(dá)到限制短路電流的效果。
[0041] 輸電系統(tǒng)中線路輸送的有功功率為：
[0042]
u
[0043] 其中，S為圖1所示送端S與受端L電壓的相角差，〇為經(jīng)移相器移相后Usl與 Us的相角差，Us為輸端電壓，為末端電壓，Usl為移相后電壓，Xst為線路阻抗。由式⑴可 以看出〇的變化可大幅影響線路傳輸?shù)挠泄β省?br>[0044] 控移相器通過控制向線路中注入電壓AU，使移相器兩側(cè)電壓相角發(fā)生改變，從而 改變輸電線路首末端的相角差，達(dá)到控制潮流的目的。其相角關(guān)系如圖2所示。
[0045] 本實用新型中可控移相器的實施例如圖3所示，具體為：
[0046] 該可控移相器包括勵磁變壓器（ExcitationTransformer，ET)、增壓變壓器 (BoosterTransformer，BT)和晶閘管調(diào)壓電路。其中，
[0047]1、增壓變壓器
[0048] (1)增壓變壓器的一次側(cè)繞組
[0049] 該一次側(cè)繞組的低壓端為可控移相器的輸入端，高壓端為可控移相器的輸出端；
[0050] -次側(cè)繞組由兩段繞組串聯(lián)組成，兩段繞組的連接點設(shè)置有中間抽頭，中間抽頭 與勵磁變壓器中一次側(cè)繞組的高壓端連接；該中間抽頭包括A相中間抽頭、B相中間抽頭和 C相中間抽頭。
[0051] 如圖3所示，一次側(cè)繞組的A相繞組包括串聯(lián)的繞組Bla和繞組B2a，二者連接端 設(shè)置的A相中間抽頭與勵磁變壓器中一次側(cè)繞組Ela的高壓端連接，繞組Bla的另一端為 可控移相器的輸入端SA，繞組B2a的另一端為可控移相器的輸出端LA;
[0052] -次側(cè)繞組的B相繞組包括串聯(lián)的繞組Bib和繞組B2b，二者連接端設(shè)置的B相中 間抽頭與勵磁變壓器中一次側(cè)繞組Elb的高壓端連接，繞組Bib的另一端為可控移相器的 輸入端SB，繞組B2b的另一端為可控移相器的輸出端LB;
[0053] -次側(cè)繞組的C相繞組包括串聯(lián)的繞組Blc和繞組B2c，二者連接端設(shè)置的C相中 間抽頭與勵磁變壓器中一次側(cè)繞組Elc的高壓端連接，繞組Blc的另一端為可控移相器的 輸入端SC，繞組B2c的另一端為可控移相器的輸出端LC。
[0054] -次側(cè)繞組中兩段繞組上感應(yīng)的電勢相等，即C/B1=[>B2，其中：
[0055] 增壓變壓器的繞組變比nB為：
[0056]nB=NB3/NB1=NB3/NB2 (2)
[0057] 其中，NB1為增壓變壓器一次側(cè)一段繞組的匝數(shù)，NB2為增壓變壓器一次側(cè)另一段繞 組的匝數(shù)，NB3為增壓變壓器二次側(cè)繞組的匝數(shù)。
[0058] 勵磁變壓器的繞組變比nT為：
[0059]nT= (Ne1/TNt) = (UE1/UT) (3)
[0060] 其中，T= ±1，±2,......±3,NE1為勵磁變壓器原邊繞組匝數(shù)，NT為勵磁變壓器 副邊單位級差電壓對應(yīng)的繞組匝數(shù)，UE1為勵磁變一次側(cè)繞組的電壓，UT為勵磁變二次側(cè)等 效輸出電壓。
[0061] 若勵磁變壓器的原副邊均為星形接線，三相電壓相量如圖4所示，其中， &。、為勵磁變一次側(cè)繞組的電壓相量，仏、Ap化:為勵磁變二次側(cè)等效輸 出電壓相量。
[0062] 以圖4中相量位參考，結(jié)合勵磁變壓器的變比，可得移相器輸入輸出電壓相量關(guān) 系如圖5所示，其中，為移相器輸入側(cè)電壓相量；I、_C4、氏。:為移相器 輸出側(cè)電壓相量；