[发明专利]一种磁控型可控并联电抗器

说明书

技术领域：

本发明属于一种电抗器，尤其涉及一种自励磁与外励磁方式相结合的磁控型可控并联电抗器装置。

背景技术：

可控并联电抗器是一种新型的灵活交流输电系统(FACTS)装置，可有效解决超/特高压输电系统中无功电压控制难题以及无功补偿和限制过电压间的矛盾，提高电压稳定性水平和暂态运行极限，降低线路输送损耗，平衡无功，并可有效减轻调度运行的压力，是实现超高压和特高压输电通道安全、高效、经济运行的重要技术手段之一。可控并联电抗器最集中的应用领域包括：超/特高压长距离重载线路、风电集中输送通道、水电输送通道、超/特高压紧凑型线路等。

根据原理和技术路线不同划分，可控并联电抗器可分为磁控型可控并联电抗器(Magnetically Controlled Shunt Reactor，MCSR)、分级式可控并联电抗器(Stepped Controlled Shunt Reactor，SCSR)以及晶闸管控制变压器(Thyristor Controlled Transformer，TCT)式可控并联电抗器三种结构形式。其中，磁控型可控并联电抗器可实现输出容量连续、平滑调节，适合作为母线电抗器实现超/特高压输电系统无功电压控制应用。

磁控型可控并联电抗器通过控制直流励磁电流的大小改变铁心饱和度，从而实现其电抗值和输出容量的连续调节，因此，励磁系统的稳定性和可靠性直接影响磁控型可控并联电抗器在系统中的运行情况。超高压磁控型可控并联电抗器的励磁系统普遍采用单一电源供电的励磁系统，该系统主要包括交流电源取自变电站站用电供电系统的外励磁方式以及交流电源取自磁控型可控并联电抗器自身绕组的自励磁方式。

外励磁方式增加了磁控型可控并联电抗器容量调节对站内供电电源的依赖，当站内供电电源发生故障后，会影响磁控型可控并联电抗器的输出容量和正常运行；此外在一些已建的开关站中，建设初期选择的站用供电系统容量较小，不能满足励磁系统对电源容量的要求。

自励磁方式中其整流单元的交流电源取自磁控型可控并联电抗器本体控制绕组或补偿绕组。但是当磁控型可控并联电抗器所在输电线路发生单相接地等故障时，由于故障影响可能影响自励磁方式交流电源的可靠性。

综上所述，本发明提出一种磁控型可控并联电抗器可克服上述缺点，并能明显提升磁控型可控并联电抗器励磁系统工作的稳定性和可靠性。

发明内容：

本发明的目的是提供一种磁控型可控并联电抗器，该电抗器通过控制励磁系统改变电抗器铁芯的饱和程度，实现电抗值无级调节，可实现输出容量连续、平滑调节，适合应用于母线电抗器实现超/特高压输电系统无功电压控制。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种磁控型可控并联电抗器，包括磁控型可控并联电抗器本体、励磁系统和与所述励磁系统相连的控制保护系统，所述本体为三绕组结构，包括高压侧绕组、控制绕组和补偿绕组；所述励磁系统包括交流侧分别与所述补偿绕组相连的自励磁系统和与站用电源相连的外励磁系统。

本发明提供的一种磁控型可控并联电抗器，所述自励磁系统可以配置两套自励磁系统，通过触发或封锁脉冲来实现快速切换；当其中一个所述自励磁系统故障，立即切换另一个备用所述自励磁系统；所述自励磁系统通过所述本体的补偿绕组获取交流电源。

本发明提供的一种磁控型可控并联电抗器，所述自励磁系统包括与所述补偿绕组相连的自励磁整流变压器、与所述整流变压器相连的自励磁整流装置和与所述自励磁整流装置连接的励磁系统控制部分；所述自励磁整流装置直流输出侧与所述控制绕组连接。

本发明提供的另一优选的一种磁控型可控并联电抗器，所述外励磁系统包括与站用电源相连的外励磁整流变压器、与所述外励磁整流变压器相连的外励磁整流装置、与所述外励磁整流装置相连的励磁系统控制部分；所述外励磁整流装置直流输出侧与所述控制绕组相连；外励磁系统的交流电源从站用电源获取，为所述控制绕组提供控制电流。

本发明提供的另一优选的一种磁控型可控并联电抗器，所述高压绕组与应用的电力系统直接相连，所述高压绕组电压等级最高。

本发明提供的再一优选的一种磁控型可控并联电抗器，所述补偿绕组为三角形连接的第三绕组，其连接滤波器或并联电容器组；所述补偿绕组为励磁系统提供感性的无功功率，扩大磁控型可控并联电抗器的容量调节范围；提供谐波电流的通路，减少磁控型可控并联电抗器工作中注入系统的谐波分量，减少可控并联电抗器对系统的谐波污染，提高系统的电能质量。