《磁控电抗器》PPT课件

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1、第二章磁阀式电抗器2.1磁控电抗器在国内外研究概况2.2磁控电抗器的工作原理2.4基于ADuC7026和ADSP21992的MCR控制器2.3磁控电抗器的控制策略2.5结束语2.1磁控电抗器在国内外研究概况2.1.1MCR研究的现实意义随着电力工业的飞速发展，人们生活水平的普遍提高，超高压、特高压电网相继投入运行，对供电质量及可靠性的要求越来越高。因此产生了一系列的新问题：超高压大电网的形成及负荷变化加剧，要求大量的无功功率源以调整电压，维持系统无功潮流平衡，减少损耗，提高供电可靠性。电网中效益和改善供电质量十分重要。根据电力工业的现状和发展，新型无功补偿装置的研的无功平衡对提高全网经济制和

2、应用是我国当前电力系统需要着重解决的重大关键技术课题。特别是近年来，铁路进行了大规模的电气化建设。其牵引电网具有的功率因数低、谐波含量高、负序电流大等特点，对电网电能质量污染严重，因此必须采取措施治理。而目前常用的固定容量并联电容器组和LC滤波器等无源设备,不能根据负载情况灵活地调节补偿容量,无法有效解决现代化高速、重载机车带来的问题。在现有的无功补偿装置中，早期的典型代表是同步调相机，它能对无功功率进行动态补偿，同时具有快速的过载能力，但由于其运行噪声大、维护费用高，从总体上说这种补偿手段已显陈旧。并联电容器的成本较低，但其只能补偿固定的无功功率，且无过载能力。静止无功补偿装置（SVC）在近

3、年获得了较大的发展，典型代表是固定电容器+晶闸管控制电抗器（FC+TCR）和晶闸管投切电容（TSC），SVC的重要特性是它能连续调节补偿装置的无功功率，且响应速度快，但由于TCR采用相控原理，故产生较大谐波，TSC只能分组投切，需和TCR配合才能实现连续调节。现代静止无功发生器（SVG）和有源电力滤波器（APF）等补偿装置，通过不同的控制策略，可以实现对电力系统谐波、无功和负序电流进行综合电能质量动态调节，正在工业系统中逐步进行实用化研究，然而在高压系统中，这种装置的广泛应用却受到了目前电力电子元器件电压水平和容量水平以及价格因素的制约。对于我国乃至国外未来的电力系统而言，无功补偿装置的设备选

4、型问题，技术经济性仍然是一个主要考虑的问题。磁阀式可控电抗器由于其制造工艺简单,成本低廉,容量连续可调、适用高电压，可直接用于直到1150kV的任何电压等级的电网中，对于提高电网的输电能力,调整电网电压,补偿无功功率,以及限制过电压都有非常大的应用潜力。因此对其进行认真的研究和设计研制总结具有十分重要的工程实际意义。特别是在电气化铁路无功补偿系统中，利用磁阀式可控电抗器建立的动态无功补偿系统与现有的常用无功补偿系统方案相比，具有很多突出的优点。同时利用磁阀式可控电抗器构建的电气化铁路电能质量调节系统，还可对电气化铁道的无功、谐波及负序电流进行综合治理，这对于保证电力系统正常运行和提高铁路部门的

5、经济效益都具有十分重要的意义。MCR是基于美国人E.F.W.Alexandra在1916年发表的在磁通放大器的研究基础之上发展的。随着高磁感应强度以及低损耗的晶粒取向钢片的出现，对磁通放大器和饱和电抗器的理论及应用达到了一个新的水平。1955年，通用电气公司成功制造了世界上第一台100Mvar/6.6kV的MCR，但是这台MCR的弊端是产生巨大的损耗以及调节速度缓慢。1986年，前苏联专家A.M.Bryantsev提出了新型结构MCR，第一次提出了电磁阀的概念。基于这个理论，电抗器的性能得到大大的改善，MCR的研究得到了突破。2.1.2MCR研究的现状和应用情况随后，60Mvar/500kV,

6、25Mvar/110kV，100Mvar/220kV,180Mvar/330kV和180Mvar/500kV的MCR分别在1989，1999，2000，2003和2005年投产并运行成功。国外俄罗斯学者也在MCR方面进行了深入的研究，取得了显著的进展，其可应用于直至1150kV的任何电压等级。俄罗斯电工研究院及相关企业已经设计制造了50多台35～500kV不同类型的MCR。主要业绩有：赤塔电站(俄罗斯)电压等级为220kV、容量为l00MVA的三相MCR于2002年投入运行；巴拉诺维奇电站(白俄罗斯)电压等级为330kV、容量为180MVA的三相MCR于2003年投入运行；西伯利亚(俄罗斯)电

7、压等级为500kV、容量为180MVA的三相MCR于MCR2005年投入运行。从而MCR在独联体国家的电网中发挥了重要作用。国内对MCR的研究始于上世纪90年代，各种电压等级的MCR得到迅速发展，35KV电压等级的MCR在铁路，钢铁厂和电力系统中得到了广泛的应用。武汉大学对MCR的研究开展得较早，已成功地研制出磁控式动态无功补偿装置和消弧线圈，运行效果良好。上海交通大学，华北电力大学等院校对直流可