磁阀式可控电抗器原理及应用

《磁阀式可控电抗器原理及应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、磁阀式可控电抗器原理及应用研发部范少春在电力系统中，电压和频率是衡量电能质量的两个最基本、最重要的指标。而无功补偿技术是电压控制的重要方法之一。交流电网输出的功率包括两部分：有功功率和无功功率。有功功率是指直接消耗电能，把电能转变为机械能、热能或化学能，利用这部分能量作功。而无功功率则是指为建立交变磁场所需要的电功率，这部分电能并不做功。1.无功补偿目的供电部门对电网的期望是安全稳定、输电能力好。工业用户的期望则是提高用户侧电能质量、提高用电效率和降低电能损耗。然而大型电力电子装置、非线性电力电子器件、大型冲击性负载（如轧机、电弧炉等）、铁

2、磁饱和型设备（如变压器、电抗器等）、电弧型设备（各种炼钢电弧炉、交流电弧焊机等）、新能源接入（风电等）等的应用，造成电网的电压波动、闪变，产生大量的谐波，导致功率因数低、三相不平衡等。同步发电机是电力系统中最基本的有功和无功电源（额定功率因数为0.85～0.9，即每发出100kW有功就要发出62～48kvar无功）。输电线路是一个被动的无功电源（主要在超高压电网影响显著）。然而由于无功消耗源的分散性，如果仅仅依靠发电机集中提供无功电源，将造成无功功率的长距离传输，将加大有功损耗和电压降落；因此，国家统一规定了各分散点电压、频率偏移幅度的容许

3、范围，谐波允许范围，功率因数奖惩制度等，使得供电部门和用户需要分散性地配置各类无功补偿装置，如同步调相机、并联电容器、静止无功补偿器等。1）对电力系统随着空调负荷的增长，特别是各类电力电子负荷的快速增加，配电网络无功波动变化率越来越大，谐波影响也越来越明显，极大地影响了供电质量。而各类民用、工业设备对供电电压、系统谐波等要求日趋严格，对供电质量的要求越来越高。因此，在配电网中也存在应用SVC装置的客观要求：一是就地补偿各类动态无功负荷变化；二是抑制无功变化引起的电压波动和闪变；三是消除谐波；四是通过分相调节，补偿三相不平衡度。在高压、超高压

4、输电系统中应用无功补偿装置则着力于提高通道输送容量、增强暂态稳定性、抑制低频振荡、控制电压波动、缓解次同步谐振、改善直流输电系统性能、限制工频过电压等作用。综合起来说，对电力系统而言，无功补偿有以下五个目的：A.保持系统稳定的同时提高输电能力，增加电网的输电容量，抑制电压波动和电压闪变；B.改善负荷的相间平衡，在重复出现大负荷或事故情况下提高电力系统的稳定性；C.对负荷变化时提供可快速变化调节的无功功率补偿，提高功率因数，降低网损；D.和滤波器并联使用，滤除高次谐波和抑制谐披引起的电网电压畸变；E.在长距离输电系统中，阻尼系统振荡，提高阻尼

5、极限，消除系统的功率震荡。2）对工业用户对工业用户而言，无功补偿也有以下五个目的：A.稳定端点电压（防止电压过高或过低），提高变压器与输电线以及其他电器设备的寿命，抑制电压波动和闪变，提高用户电能质量；B.提高功率因数，降低网损，降低无功损耗，节省电费开支；C.消除谐波污染，提高系统安全系数，延长设备寿命，减少设备运维费用；D.降低异步机启动、电弧炉运行等对本地电网的冲击，提高系统安全性；E.降低电压不平衡度、减少负序干扰。1.磁阀式可控电抗器原理与特点无功补偿技术的可分为传统无功补偿装置和静止型动态无功补偿器（SVC）。传统无功补偿装置包

6、括同步调相机、固定电容器或固定电抗器等。同步调相机经常运行在过励状态，励磁电流较大，损耗也比较大，发热比较严重，容量较大的同步调相机常采用氢气冷却。传统无功补偿装置由于响应速度慢、调节性能差、运行维护和管理不便、长年运行损耗过大、自动监控跟踪性能差以及对整个电网的技术效益和经济效益都偏低等，并且国产电容器质量的上升及电力电子器件的成熟应用，传统无功补偿方式现已逐渐退出历史舞台。据统计，上世纪80年代初调相机安装比重（调相机/(调相机+电容器)）为20%左右，到80年代后期已降至10%左右。SVC是由电容器和电抗器组合而成的补偿设备，由于其各

7、分组的电抗器和/或电容器能快速、连续地调节无功输出，故而是一种静止的、动态的无功补偿装置。自上世纪70年代兴起以来，随着电力电子技术的极大进步，SVC已经称为一种十分成熟的柔性交流输电系统（FlexibleACTransmissionSystem,FACTS）装置，不但被用于动态无功和电压调节，还可获得诸如提高系统阻尼、增强电网稳定性等其它效益。磁阀式可控电抗器属于SVC中的一类，是一种基于晶闸管控制的静止的、动态的、快速的无功补偿设备。1.1.基本原理磁阀式可控电抗器，简称磁控电抗器（MCR），是基于磁放大器原理来工作的，它是一种交直流同

8、时磁化的可控其饱和度的铁芯电抗器，工作时，可以用极小的直流功率（约为电抗器额定功率的0.1%～0.5%）来改变控制铁芯的工作点（即铁芯的饱和度或者说改变铁芯的导磁率μ），来改变其