[发明专利]晶闸管控制电抗器电感量的计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力行业中无功补偿及谐波治理装置设计，特别是涉及晶闸管控制电抗器电感量的计算方法。

背景技术

在冶金供电系统中，诸如轧机、转炉、电弧炉等大容量非线性冲击性负载越来越多，它们产生的大量谐波不仅导致了电网电压波形畸变，并且无功功率冲击还导致供电母线电压波动和闪变，对供电系统安全运行及系统中其他设备产生不良影响。

晶闸管控制电抗器(Thyristor Controlled Reactor，TCR)型动态无功补偿技术将传统LC无功功率补偿/滤波技术与晶闸管控制电抗器技术相结合，不仅解决了谐波治理问题，还利用电抗器感抗可调控技术实现了无功功率动态补偿，能够实时补偿系统无功功率以抑制电压波动、闪变；由于TCR采用晶闸管控制电抗器通断而产生大量谐波，设计时往往忽略谐波造成的影响而导致电抗器烧毁现象时有发生，因此，必须对谐波进行分析以选择合适的TCR电感量参数，保证TCR装置安全稳定运行。

发明内容

本发明提出一种晶闸管控制电抗器电感量的计算方法，该计算方法根据谐波电流最小和基波功率最大的需要计算电抗器电感量L，使电抗器能够满足各种控制角运行要求而避免烧毁现象的发生，保证了TCR装置安全稳定运行。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案为：一种晶闸管控制电抗器电感量的计算方法，所作方法包括：

A.基于晶闸管控制电抗器的静止型动态无功补偿装置原理，建立电抗器基波电流及各次谐波电流的表达。

B.导出电抗器补偿的基波感性无功功率。

C.按照不同控制角α可以计算获得谐波无功功率与基波无功功率之间的比例系数，确定控制角α∈(102°165°)的取值范围，并同时确定谐波无功功率与基波无功功率之间的比例系数中最大值和最小值所对应的控制角角度α分别为(102°、140°)。

D.导出电感量方程式，输入控制角角度α的极值，计算出极值时数据间比对关系，确定电感器的安全性。

所述A中，设α为晶闸管控制角(rad)，L为电抗器电感量(H)，w为电源额定角速度(rad/s)，则电抗器基波电流及各次谐波电流的表达式为：

I1=UwL2(π-α)+sin2απ---(1)]]>

In=4I1πn(n2-1)|cosαsinnα-nsinαcosα|---(2)]]>

所述B中，所电抗器等效感抗为L′，则电抗器补偿的基波感性无功功率为：