[发明专利]无功/有功磁控调压器

说明书

本发明公开了一种属于电气控制技术领域的无功/有功磁控调压器。为了实现既可以对无功电压、也可以对有功电压进行无级调整，采用调压型磁控调相器与静态调压器组合的方案。其中无功电压调整由自励式三相三柱型电调磁控电抗器与电容器、三相电抗器组成调压型磁控调相器实施。有功电压调整由自励式三相三柱型电调磁控电抗器与电容器、补偿变压器组成静态调压器实施。通过控制自励式三相三柱型电调磁控电抗器、既使磁控调相器无功电流的大小和相位发生变化，又使补偿变压器输出电压发生无级变化，从而实现对无功/有功电压同时进行调控。具有损耗小、寿命长、可靠性高、静态无级的特点。为电网安全、经济、稳定运行提供一种新设备。

技术领域

本发明涉及一种属于电气控制技术领域的无功/有功磁控调压器。

技术背景

在无功调压器方面，现有的主流技术可以概括为四种：

其中之一是常见的、采用开关(有触点的机械式、无触点的电子式或这两种开关组合成的复合开关)对电容器组进行投切。据有关资料披露，存在这样的缺憾：

1.补偿电流是阶梯式有级变化，补偿精度受到限制。

2.投切时产生的涌流对开关和电容器的寿命影响很大，因而需要串接抑流电抗器，而且还需要配置放电线圈，不仅增大了体积、重量，也提高了成本。

3.系统电压降低时，补偿电流按电压的平方下降。

4.由于存在机械开关，容易发生机械或电气故障而影响可靠性与寿命。

5.如果技术措施不当，有可能与系统发生谐振或谐波放大。

之二是采用可调电抗器TCR或MCR与电容器FC或TSC组成并联调谐系统，有TCR或MCR+FC型和TCR或MCR+TSC型之分。由于FC型电容器容量不可控，所以要求可调电抗器的电流至少要等于电容器电流才能满足调控需要。不但增大了可调电抗器容量而使成本升高，而且有功损耗和谐波功率也随之增大。为了减小或消除TCR或MCR的谐波，通常需要在电容器回路串接电抗器而组成LC串联回路对谐波进行治理。即增加了成本又增大了有功损耗。而TSC型电容器组的容量虽然可调，但是由于采用开关对电容器进行投切，一方面，输出电流必然是阶梯式有级变化，调控精度无法保证。另一方面，不但增加了材料成本和维护检修工作量以及运行成本，其性能和可靠性也受到影响。该并联调谐系统进行无功补偿时只能进相、单向调控无功电压。

之三是采用工作在开关状态下的电力电子器件、如IGBT制成的SVG。虽然在技术、性能上既能进相又能滞相而产生质的飞跃，但是，据有关专业资料披露，目前，其材料成本过高(50.00美元/kvar)，通常只作为动态无功补偿之用。

之四是早期开发的既可以吸收、又可以供应无功功率的动态同步调相机，其存在这样的不足：反应时间较长0.1～2s，有功损耗百分率0.5～3％，电压下降时无功减小5～10％，运行噪声＞100dB，有油、水和冷却系统，维护、捡修复杂，制造、运行成本高。

在有功调压器方面，现有的主流技术也可以概括为四种：

其中之一是采用电子开关切换变压器绕组抽头进行有级调压。其不足之处是容易发生因切换失误而产生的短路环流烧毁、或开路而产生的过电压击穿电子开关的问题。

之二是为了避免之一的问题，出现了一种采用几个单相补偿变压器的次级绕组互相串联，以电子开关投入或切除各个单相补偿变压器的初级绕组进行有级调压。其不足之处是不但变压器个数较多，使体积增大、成本升高，而且只能进行有级调压，调整精度受限。

之三是采用TCR与电容器并联后与变压器补偿绕组串联而组成LC串并混合调谐电路，通过控制TCR电流的大小而调控补偿绕组电流的大小与相位调整次级绕组电压。虽然实现了无级调控，但是，由于是以三次谐波较大的TCR为调控器件，致使输出波形畸变而限制了其使用范围。而且在调控范围、输出容量等方面也很难满足工程需要。这几种技术方案一般只适用于低压领域。