专利名称：基于检测系统电压的磁通补偿可调电抗器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力电子技术领域，具体涉及基于检测系统电压的磁通补偿可调 电抗器。
背景技术：
电抗器是电力系统中应用相当广泛的装置，随着电力系统的迅猛发展，对电抗器 的性能要求越来越高，在许多领域希望并联或串联的电抗器的电抗值可根据需要实时调 节。目前使用较多的可调电抗器有以下5种(1)调节电抗器抽头，(2)调节电抗器气隙，直流助磁式包括裂芯式和磁阀式等，(4)晶闸管控制电抗器(TCR)、可控串联电容补偿 器(TCSC)中采用调节晶闸管触发角的方式，(5)基于磁通可控的可调电抗器。采用调节电抗器抽头方案成本很低，调节方便，但电感量无法连续调节；调节电 抗器气隙方案电感量可以连续调节，结构也简单，但是需要较为精密的机械传动装置，响应 慢，噪声也很大。TCR方案中，由于采用晶闸管调触发角的方式改变电感量，就必然产生谐波 污染。基于磁通可控可调的电抗器，检测环节复杂而却要经滤波环节，从而整个装置复杂， 很难实施。
发明内容本实用新型为了克服上述现有技术存在的问题及缺点，提供一种基于检测系统电 压的磁通补偿可调电抗器，它利用了带气隙变压器磁通可控的特点，具有动态响应速度快、 性价比高、控制简单、谐波小等多重优点。本实用新型技术方案为基于检测系统电压的磁通补偿可调电抗器，主要由带气隙的变压器、负载、基波检 测单元、电流控制与驱动单元及逆变器组成，其特征为将所述带气隙的变压器一次侧并联 在系统与负载间组成回路，且逆变器和电感连接后与滤波电容并联在所述带气隙的变压器 二次侧，基波检测单元一端经电压互感器与所述带气隙的变压器的一次侧相连成回路，基 波检测单元另一端与电流控制与驱动单元相连，电流控制与驱动单元与逆变器相连。电力 逆变器的驱动和控制信号由系统侧的电压互感器检测的电压信号经基波检测单元再由电 流驱动与控制单元产生。基波检测单元检测系统侧的基波电压，以此信号作为参考信号，经 电流控制与驱动单元，使逆变器产生电压施加在变压器二次侧，当二次侧施加的电压和一 次侧的电流满足一定关系时，变压器一次侧呈现一个可调电抗器，改变施加到变压器二次 侧电压的大小就可以改变一次侧的等效阻抗，从而实现电抗的可调。与现有的可调电抗器相比有以下优点由于变压器中带有气隙，这种可调电抗器 没有饱和现象，由于检测的是电压信号，一般电压畸变较小从而增加了基波检测环节的可 考性，及精确度，而却不产生谐波。此电抗器为开环控制，结构简单，保护简单可靠性高。
图Ia为带气隙并联变压器电路图。图Ib为带气隙并联变压器的T型等效电路图。图2为应用实例结构示意图。图3为基波阻抗等效电路图。
具体实施方式
结合附图对本实用新型作进一步的描述。如图2所示，本实用新型主要由带气隙的变压器、负载、基波检测单元、电流控制 与驱动单元及逆变器组成，其特征为将所述带气隙的变压器一次侧并联在系统与负载间 组成回路，且逆变器和电感连接后与滤波电容并联在所述带气隙的变压器二次侧，基波检 测单元一端经电压互感器与所述带气隙的变压器的一次侧相连成回路，基波检测单元另一 端与电流控制与驱动单元相连，电流控制与驱动单元与逆变器相连。将一个带气隙的变压器一次侧AX并联在电力系统Usys和负载两端，带气隙的变 压器二次侧并联虑波电容Cf和串联滤波电感Lf后连接到逆变器侧，电压互感器TV检测变 压器一次侧的电压，经过基波检测单元得出基波电压，以该基波电压作为参考信号，通过电 流控制与驱动单元来驱动逆变器产生一个基波电压源施加到变压器的二次侧，调节施加到 二次侧的电压源的大小可以使并联变压器对基波呈现一个可调电抗器来实现无功补偿、而 同时对谐波呈现为低阻抗。具体原理如下图Ia所示为一带气隙的变压器电路图，一次侧绕组AX的匝数为W1，二次侧绕组 ax的匝数为W2，一次侧与二次侧的匝比为可k = W1/W2，按照变压器惯例选择正方向，该变
压器的T形等效电路如图Ib所示，i2折算到变压器一次侧后为《，其中=Z1 = ri+jXl是一次 侧AX线圈的漏阻抗；g =《 + jx丨为变压器二次侧折算到一次侧的漏阻抗；Zm = rffl+jxffl为变 压器励磁阻抗。如图2所示将此变压器一次侧AX并联在电网和一个负载两端，设一次侧的 电压为ul，检测变压器一次侧基波电压4)，并以该基波电压为参考信号，采用一个逆变器 产生一个基波电压，将^施加到变压器的二次侧，根据叠加原理。1)对于基波，根据图Ib所示电路，变压器的一次侧和二次侧的电压方程为
权利要求基于检测系统电压的磁通补偿可调电抗器，主要由带气隙的变压器、负载、基波检测单元、电流控制与驱动单元及逆变器组成，其特征为将所述带气隙的变压器一次侧并联在系统与负载间组成回路，且逆变器和电感连接后与滤波电容并联在所述带气隙的变压器二次侧，基波检测单元一端经电压互感器与所述带气隙的变压器的一次侧相连成回路，基波检测单元另一端与电流控制与驱动单元相连，电流控制与驱动单元与逆变器相连。
专利摘要本实用新型涉及基于检测系统电压的磁通补偿可调电抗器，主要由带气隙的变压器、负载、基波检测单元、电流控制与驱动单元及逆变器组成，将所述带气隙的变压器一次侧并联在系统与负载间组成回路，且逆变器和电感连接后与滤波电容并联在所述带气隙的变压器二次侧，基波检测单元一端经电压互感器与所述带气隙的变压器的一次侧相连成回路，基波检测单元另一端与电流控制与驱动单元相连，电流控制与驱动单元与逆变器相连。本实用新型由于变压器中带有气隙，这种可调电抗器没有饱和现象，而且检测的是电压信号，一般电压畸变较小从而增加了基波检测环节的可考性，及精确度，而却不产生谐波。此电抗器为开环控制，结构简单，保护简单可靠性高。
文档编号H02P13/00GK201699644SQ20102017213
公开日2011年1月5日 申请日期2010年4月22日 优先权日2010年4月22日
发明者方卫星, 李达义 申请人:武汉市通益电气有限公司