磁閥式可控電感器的調(diào)節(jié)特性

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1、磁性元件與電源網(wǎng)http://mag.big-bit.com磁閥式可控電抗器的調(diào)節(jié)特性鄧隱北,張子亮,唐慶偉,韓雪雪河南亮明電控設(shè)備有限公司鄭州450000中圖分類號(hào):TM4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1606-7517(2014)05-5-142O>??磁閥式可控電抗器(magneticvalvetypecontrallablereactor,MCR)是一種新型的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備,它具有近似線性的伏安特性,很小的諧波。補(bǔ)償連續(xù)可調(diào)和成本低,是電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償和電壓調(diào)整的首選設(shè)備。隨著電力系統(tǒng)負(fù)荷日益增加和電壓等級(jí)的逐漸提高,電力系統(tǒng)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的要求也越來(lái)越高,

2、為了滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需求,人們研究了多種新型無(wú)功補(bǔ)償調(diào)節(jié)設(shè)備來(lái)適應(yīng)電力系統(tǒng)的變化,如晶閘管控制高阻抗變壓器(1)單相MCR結(jié)構(gòu)(TCT),晶閘管控制的電抗器(TCR),可控硅投切電容器(TSC),開關(guān)投切電抗器(MSR),自飽和電抗器(SR),靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)等多種新型無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。但是,由于TCT、TSC的噪音大,制作成本高,TCR、SVG的控制難度大、制作成本高、運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜等缺點(diǎn),限制了他們的進(jìn)一步應(yīng)用推廣。而磁閥式可控電抗器(MCR),制作成本低、控制簡(jiǎn)單,只需要控制晶閘管的導(dǎo)通角就可實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)節(jié)電抗器的容量。對(duì)電網(wǎng)無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償,不僅可

3、以降低設(shè)備供電容(2)MCR等效電路量:減少投資,還可以降低線路損耗,最重要的是能改善圖1MCR的結(jié)構(gòu)與等效電路系統(tǒng)的功率因素。功率因素的高低,對(duì)發(fā)、供、用電設(shè)備的充分利用以及節(jié)約電能和提高電壓質(zhì)量均有著重要影響。因此,進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償是企業(yè)“節(jié)能降耗”的重要舉措。新上下兩個(gè)匝數(shù)(N/2)相同的繞組,并將不同鐵心柱上的型無(wú)功補(bǔ)償裝置的研制和應(yīng)用是我國(guó)當(dāng)前電力系統(tǒng)亟需解上、下繞組分別進(jìn)行交叉連接,然后并聯(lián)至交流電網(wǎng)電源決的重大關(guān)鍵技術(shù)課題。μ(t)=Emsinωt。為了獲得直流偏磁電源,該結(jié)構(gòu)分別在一邊鐵心柱的上、下繞組引出了抽頭比為δ(一般取1%-5%)P>ka

4、p?????>>>>>>>>>>>>>>>>的抽頭。兩鐵心上、下繞組之間接有晶閘管T1、T2,續(xù)流MCR的結(jié)構(gòu)與等效電路如圖1所示。二極管VD橫跨在交叉端點(diǎn)上。圖1(a)為單相磁閥式可控電抗器的結(jié)構(gòu)圖。MCR的MCR等效電路如圖1(b)所示,當(dāng)兩晶閘管T1、T2不鐵芯分為兩半,其截面積為S,每個(gè)鐵心的繞組又分成導(dǎo)通時(shí),電抗器相當(dāng)于一臺(tái)空載變壓器。當(dāng)μ(t)處于正半142磁性元件與電源·2014.05波時(shí),T1承受正向電壓,T2承受反向電壓,此時(shí)觸發(fā)T1(коммутации)條件下,利用相位脈沖方法實(shí)現(xiàn)使其導(dǎo)通,電源μ(t)經(jīng)耦合后向電路提供了直流控制電壓。

5、對(duì)雙向晶閘管Vs的控制。已經(jīng)表明,對(duì)電氣參數(shù)的初步同理當(dāng)μ(t)處于負(fù)半波時(shí),T2導(dǎo)通,因?yàn)門1導(dǎo)通和T2導(dǎo)分析,所提出補(bǔ)償器方案具有相當(dāng)高的比重量(單位容積通時(shí)產(chǎn)生的控制電流方向相同,所以在電源一個(gè)工頻周期的重量,массогабаритный)和好的力能內(nèi),T1、T2的輪流導(dǎo)通就可以起到全波整流的作用,而且參數(shù),以及低的價(jià)位指標(biāo)。二極管VD可以起到續(xù)流的作用,有利于T1、T2的關(guān)斷。當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)功功率靜態(tài)補(bǔ)償器裝置時(shí),必須給出CK無(wú)通過(guò)控制硬件電路改變晶閘管觸發(fā)脈沖,可以改變控制電功功率與晶閘管控制角的關(guān)系特性,和選擇晶閘管執(zhí)行元流的大小,進(jìn)而改變了MCR的

6、飽和度,從而改變了MCR件的電氣參數(shù)。輸出電流,達(dá)到了平滑調(diào)節(jié)電抗器容量的目的。流過(guò)晶閘管的電流由線圈w2的等值磁化電感L2э確定。晶閘管開關(guān)的電流與控制角的關(guān)系曲線示于圖3。Q>?????????????下面,針對(duì)俄羅斯《ЭЛЕКТРИКА》雜志最近發(fā)表的有關(guān)MCR的文章,文中詳細(xì)推導(dǎo)了靜態(tài)補(bǔ)償器(CK)的無(wú)功功率Q與晶閘管控制角的特性關(guān)系,現(xiàn)介紹如下。無(wú)功功率靜態(tài)補(bǔ)償器(CKPM),具有高的單位指標(biāo)和高的動(dòng)態(tài)特性,是基于磁閥元件(МВЭ)而制成的。圖2示出其在單相應(yīng)用中的實(shí)現(xiàn)方案。圖3閘管電路中電流和電壓的關(guān)系在由控制角確定的α1瞬間,晶閘管VT1開啟,

7、VT1上的電壓降等于零。經(jīng)晶閘管流過(guò)的電流按下式確定:(1)圖2基于磁閥元件的CKPM單相應(yīng)用方案式中—晶閘管的電流幅值;所提出靜態(tài)補(bǔ)償器(CK)的特點(diǎn)是根據(jù)晶閘管相(位)IT—有效值;控(制)開關(guān)Vs的狀態(tài),按照可變結(jié)構(gòu)原則,能實(shí)現(xiàn)靜—相位角。態(tài)補(bǔ)償器的無(wú)功功率調(diào)節(jié)。在電源電壓供電的半周期內(nèi),在ωt=π的瞬間,晶閘管的電壓反向改變符號(hào),但補(bǔ)償器的工作通常有兩種工況:第一種是相應(yīng)于對(duì)稱晶經(jīng)過(guò)晶閘管因其感應(yīng)特性繼續(xù)流過(guò)電流。當(dāng)ωt=π+δ閘管Vs處于關(guān)閉狀態(tài),此時(shí),裝置向電網(wǎng)發(fā)出最大的無(wú)時(shí),式中δ—閉鎖角,經(jīng)過(guò)晶閘管的電流將等于釋放功功率;第二種工況相應(yīng)于晶閘

8、管Vs處于導(dǎo)通狀態(tài),此(отпускания)電流i

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