一種磁控型可控并聯電抗器的制作方法

本實用新型屬于電力系統設備保護領域，具體講涉及一種磁控型可控并聯電抗器。

背景技術：

可控并聯電抗器作為提高電力系統調控靈活性的有效手段之一，其主要作用是解決長距離重載線路限制過電壓和無功補償的矛盾，提高電壓穩定性水平和暫態運行極限，降低線路輸送損耗，平衡無功，并可有效減輕調度運行的壓力，是實現超高壓和特高壓輸電通道高效經濟運行的重要工具。可控并聯電抗器最集中的應用領域包括：超/特高壓長距離重載線路、風電集中輸送通道、水電輸送通道、超/特高壓緊湊型線路等。

磁控型可控并聯電抗器通過改變直流勵磁電流的大小改變鐵心的飽和度，從而實現電抗值和容量的連續調節。勵磁系統的穩定性和可靠性直接影響磁控型可控并聯電抗器在系統中的運行。整流器中電力電子器件耐受電壓遠低于控制繞組的耐受電壓，如果有故障或雷電、操作沖擊傳遞到直流側，會造成勵磁系統的損壞，磁控型可控并聯電抗器不能正常運行，對系統安全穩定運行造成危害。

因此，需要提供的一種磁控型可控并聯電抗器，可以保障整流設備安全，避免故障和沖擊時的過電壓損壞設備，提高磁控型可控并聯電抗器運行的可靠性和安全性的技術方案。

技術實現要素：

為了填補和克服上述現有技術的空白和不足，本實用新型提供了一種磁控型可控并聯電抗器。

本實用新型采用下述技術方案：

一種磁控型可控并聯電抗器，包括本體和勵磁系統，所述本體為三繞組結構，包括高壓側繞組、控制繞組和補償繞組；所述勵磁系統包括交流側與所述補償繞組相連的自勵磁系統和與站用電源相連的外勵磁系統，其特征在于，所述電抗器包括整流器輸出保護模塊，所述整流器輸出保護模塊與整流器輸出的直流母線相連接；所述整流器輸出保護模塊包括平衡電阻、測量電阻和避雷器。

進一步的，所述勵磁系統包括整流單元，所述整流單元包括整流變壓器和整流器。

進一步的，所述平衡電阻包括在直流母線正極和負極間串聯的電阻R₁和電阻R₂。

進一步的，所述測量電阻R₀一端連接電阻R₁和電阻R₂的連接點，另一端接地。

進一步的，所述避雷器包括在直流母線正極和負極間串聯的避雷器1和避雷器2，所述避雷器1和避雷器2的連接點直接接地。

進一步的，所述高壓側繞組直接與系統連接。

進一步的，所述補償繞組與濾波器或并聯電容器組連接。

與最接近的現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

1、本實用新型提供的技術方案通過改變直流勵磁電流的大小改變鐵心飽和度，從而實現電抗值和容量的連續調節。勵磁系統的穩定性和可靠性直接影響磁控型可控并聯電抗器在系統中的運行。整流器中電力電子器件耐受電壓遠低于控制繞組的耐受電壓，如果有故障或雷電、操作沖擊傳遞到直流側，會造成勵磁系統的損壞，磁控型可控并聯電抗器不能正常運行，對系統安全穩定運行造成危害。

2、本實用新型提供的技術方案可以保障整流設備的安全，避免故障和沖擊時整流器輸出側過電壓損壞電氣設備，提高磁控型可控并聯電抗器運行的可靠性和安全性，保障磁控型可控并聯電抗器在系統中發揮出無功平衡、穩定電壓的功能。

附圖說明

圖1為磁控型可控并聯電抗器電路圖；

圖2為整流器輸出保護模塊電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的裝置做進一步詳細說明。

磁控型可控并聯電抗器如附圖1所示，包括本體、勵磁系統和整流器輸出保護模塊，整流變壓器和整流器構成勵磁系統。本體包括高壓側繞組、控制繞組和補償繞組。高壓側繞組是磁控型可控并聯電抗器與系統直接相連的繞組。控制繞組連接勵磁系統的直流側，由直流電源供電，通過調節直流電源電壓和繞組中的直流電流來改變磁控型可控并聯電抗器鐵心的磁飽和度，可以平滑地改變電抗器輸出的容量。勵磁系統為獨立的整流單元，每組整流單元由整流變壓器與晶閘管整流器組成。

勵磁系統為控制繞組提供控制電流，分為外勵磁系統和自勵磁系統。除了勵磁系統，補償繞組可以連接濾波器或并聯電容器組，一方面給系統提供無功功率，增大磁控型可控并聯電抗器的調節范圍，另一方面減少磁控型可控并聯電抗器工作中產生的諧波分量，減少可控并聯電抗器對系統的諧波污染，提高系統的電能質量。

系統不對稱運行會造成直流母線側產生很大的零序電壓以及對地電壓升高。同時系統受到雷擊或電氣設備操作時，傳遞到控制繞組兩端子的雷電波峰值、傳遞到控制繞組兩端子的操作波峰值都將高達數十kV，對勵磁設備(整流器、整流變)的絕緣構成威脅，且磁控型可控并聯電抗器運行中，出現雷電和操作沖擊的概率遠大于各種故障，因此，需將雷電和操作沖擊作為整流器輸出保護的重要項目。同時，在控制繞組內部存在匝間故障的可能性，如果控制繞組發生匝間故障時，整流器仍處于工作狀態，晶閘管輪流導通，會在直流母線上產生脈沖形式的尖峰電壓，根據分析，最嚴重的故障情況下，正、負母線對地的最高電壓峰值超過10kV，對勵磁設備(整流器、整流變)的絕緣構成威脅，必須將直流母線電壓限制在勵磁設備的耐壓水平之下。

根據設備的保護需要，提出了一種磁控型可控高抗整流器輸出保護方法，其原理如圖2所示。

整流器輸出保護元件中包括平衡電阻、測量電阻、避雷器。平衡電阻在磁控型可控高抗正常運行中起到固定直流母線電位的作用。測量用電阻的電流作為繼電保護判斷和切除故障的依據。避雷器，主要用于吸收雷電過電壓和操作過電壓；此外，避雷器還可吸收當控制繞組發生匝間短路時產生的尖峰過電壓，保護勵磁設備。

保護方案的具體配置如下：

1)平衡電阻：直流母線正極和負極間連接電阻R₁和R₂，在磁控型可控高抗正常運行中起到固定直流母線電位的作用。R₁和R₂的連接點與地之間連接測量用電阻R₀，當控制繞組發生匝間短路、兩柱繞組連接處接地故障、控制繞組高壓套管對地閃絡等故障時，通過測量電阻R₀上流過的電流可以為繼電保護判斷和切除故障提供依據；

2)直流母線正極和負極分別連接避雷器，主要用于吸收雷電過電壓和操作過電壓；此外，避雷器還可以吸收控制繞組發生匝間短路、兩柱繞組連接處接地、控制繞組高壓套管對地閃絡等故障產生的尖峰過電壓，提升晶閘管保護的可靠性。避雷器的動作殘壓需要與整流器晶閘管的反向重復電壓相配合。

最后應當說明的是：以上實施例僅用于說明本申請的技術方案而非對其保護范圍的限制，盡管參照上述實施例對本申請進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：本領域技術人員閱讀本申請后依然可對申請的具體實施方式進行種種變更、修改或者等同替換，但這些變更、修改或者等同替換，均在申請特批的權利要求保護范圍之內。