專利名稱：基于檢測系統電壓的磁通補償可調電抗器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電力電子技術領域，具體涉及基于檢測系統電壓的磁通補償可調 電抗器。
背景技術：
電抗器是電力系統中應用相當廣泛的裝置，隨著電力系統的迅猛發展，對電抗器 的性能要求越來越高，在許多領域希望并聯或串聯的電抗器的電抗值可根據需要實時調 節。目前使用較多的可調電抗器有以下5種(1)調節電抗器抽頭，(2)調節電抗器氣隙，直流助磁式包括裂芯式和磁閥式等，(4)晶閘管控制電抗器(TCR)、可控串聯電容補償 器(TCSC)中采用調節晶閘管觸發角的方式，(5)基于磁通可控的可調電抗器。采用調節電抗器抽頭方案成本很低，調節方便，但電感量無法連續調節；調節電 抗器氣隙方案電感量可以連續調節，結構也簡單，但是需要較為精密的機械傳動裝置，響應 慢，噪聲也很大。TCR方案中，由于采用晶閘管調觸發角的方式改變電感量，就必然產生諧波 污染。基于磁通可控可調的電抗器，檢測環節復雜而卻要經濾波環節，從而整個裝置復雜， 很難實施。
發明內容本實用新型為了克服上述現有技術存在的問題及缺點，提供一種基于檢測系統電 壓的磁通補償可調電抗器，它利用了帶氣隙變壓器磁通可控的特點，具有動態響應速度快、 性價比高、控制簡單、諧波小等多重優點。本實用新型技術方案為基于檢測系統電壓的磁通補償可調電抗器，主要由帶氣隙的變壓器、負載、基波檢 測單元、電流控制與驅動單元及逆變器組成，其特征為將所述帶氣隙的變壓器一次側并聯 在系統與負載間組成回路，且逆變器和電感連接后與濾波電容并聯在所述帶氣隙的變壓器 二次側，基波檢測單元一端經電壓互感器與所述帶氣隙的變壓器的一次側相連成回路，基 波檢測單元另一端與電流控制與驅動單元相連，電流控制與驅動單元與逆變器相連。電力 逆變器的驅動和控制信號由系統側的電壓互感器檢測的電壓信號經基波檢測單元再由電 流驅動與控制單元產生。基波檢測單元檢測系統側的基波電壓，以此信號作為參考信號，經 電流控制與驅動單元，使逆變器產生電壓施加在變壓器二次側，當二次側施加的電壓和一 次側的電流滿足一定關系時，變壓器一次側呈現一個可調電抗器，改變施加到變壓器二次 側電壓的大小就可以改變一次側的等效阻抗，從而實現電抗的可調。與現有的可調電抗器相比有以下優點由于變壓器中帶有氣隙，這種可調電抗器 沒有飽和現象，由于檢測的是電壓信號，一般電壓畸變較小從而增加了基波檢測環節的可 考性，及精確度，而卻不產生諧波。此電抗器為開環控制，結構簡單，保護簡單可靠性高。
圖Ia為帶氣隙并聯變壓器電路圖。圖Ib為帶氣隙并聯變壓器的T型等效電路圖。圖2為應用實例結構示意圖。圖3為基波阻抗等效電路圖。
具體實施方式
結合附圖對本實用新型作進一步的描述。如圖2所示，本實用新型主要由帶氣隙的變壓器、負載、基波檢測單元、電流控制 與驅動單元及逆變器組成，其特征為將所述帶氣隙的變壓器一次側并聯在系統與負載間 組成回路，且逆變器和電感連接后與濾波電容并聯在所述帶氣隙的變壓器二次側，基波檢 測單元一端經電壓互感器與所述帶氣隙的變壓器的一次側相連成回路，基波檢測單元另一 端與電流控制與驅動單元相連，電流控制與驅動單元與逆變器相連。將一個帶氣隙的變壓器一次側AX并聯在電力系統Usys和負載兩端，帶氣隙的變 壓器二次側并聯慮波電容Cf和串聯濾波電感Lf后連接到逆變器側，電壓互感器TV檢測變 壓器一次側的電壓，經過基波檢測單元得出基波電壓，以該基波電壓作為參考信號，通過電 流控制與驅動單元來驅動逆變器產生一個基波電壓源施加到變壓器的二次側，調節施加到 二次側的電壓源的大小可以使并聯變壓器對基波呈現一個可調電抗器來實現無功補償、而 同時對諧波呈現為低阻抗。具體原理如下圖Ia所示為一帶氣隙的變壓器電路圖，一次側繞組AX的匝數為W1，二次側繞組 ax的匝數為W2，一次側與二次側的匝比為可k = W1/W2，按照變壓器慣例選擇正方向，該變
壓器的T形等效電路如圖Ib所示，i2折算到變壓器一次側后為《，其中=Z1 = ri+jXl是一次 側AX線圈的漏阻抗；g =《 + jx丨為變壓器二次側折算到一次側的漏阻抗；Zm = rffl+jxffl為變 壓器勵磁阻抗。如圖2所示將此變壓器一次側AX并聯在電網和一個負載兩端，設一次側的 電壓為ul，檢測變壓器一次側基波電壓4)，并以該基波電壓為參考信號，采用一個逆變器 產生一個基波電壓，將^施加到變壓器的二次側，根據疊加原理。1)對于基波，根據圖Ib所示電路，變壓器的一次側和二次側的電壓方程為
權利要求基于檢測系統電壓的磁通補償可調電抗器，主要由帶氣隙的變壓器、負載、基波檢測單元、電流控制與驅動單元及逆變器組成，其特征為將所述帶氣隙的變壓器一次側并聯在系統與負載間組成回路，且逆變器和電感連接后與濾波電容并聯在所述帶氣隙的變壓器二次側，基波檢測單元一端經電壓互感器與所述帶氣隙的變壓器的一次側相連成回路，基波檢測單元另一端與電流控制與驅動單元相連，電流控制與驅動單元與逆變器相連。
專利摘要本實用新型涉及基于檢測系統電壓的磁通補償可調電抗器，主要由帶氣隙的變壓器、負載、基波檢測單元、電流控制與驅動單元及逆變器組成，將所述帶氣隙的變壓器一次側并聯在系統與負載間組成回路，且逆變器和電感連接后與濾波電容并聯在所述帶氣隙的變壓器二次側，基波檢測單元一端經電壓互感器與所述帶氣隙的變壓器的一次側相連成回路，基波檢測單元另一端與電流控制與驅動單元相連，電流控制與驅動單元與逆變器相連。本實用新型由于變壓器中帶有氣隙，這種可調電抗器沒有飽和現象，而且檢測的是電壓信號，一般電壓畸變較小從而增加了基波檢測環節的可考性，及精確度，而卻不產生諧波。此電抗器為開環控制，結構簡單，保護簡單可靠性高。
文檔編號H02P13/00GK201699644SQ20102017213
公開日2011年1月5日 申請日期2010年4月22日 優先權日2010年4月22日
發明者方衛星, 李達義 申請人:武漢市通益電氣有限公司