[实用新型]基于检测系统电压的磁通补偿可调电抗器

说明书

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。

技术背景

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，(3)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。

附图说明

图1a为带气隙并联变压器电路图。

图1b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C_f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：