[发明专利]低谐波的可控饱和电抗器

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统送变电技术领域，特别涉及一种低谐波的可控饱和电抗器。

背景技术

随着电力系统的不断发展，对电力系统安全运行要求越来越高，对电能质量的要求也越 来越高。串联电抗器可限制短路电流；并联电抗器可限制过电压；电抗器与电容联合可构成 滤波电路；电抗器在电力系统的应用是非常广泛的。在一部分应用领域，电抗器的电抗值可 以是固定的；在许多应用领域，需要电抗值能随着电力系统运行方式的改变而改变。近年来 电抗值可以连续调节的可控电抗器的研究与应用成为热门课题。可控饱和电抗器是可控电抗 器的一种重要方式。

可控饱和电抗器是利用饱和电抗器铁芯的饱和特性来改变电抗器的电抗值。已经有许多 可控饱和电抗器被提出来，一种磁饱和电抗器(专利号2010105840411)；一种饱和电抗器(专 利号2011100409541)；一种低噪音饱和电抗器(专利号2011100409556)；一种可控饱和电抗 器(专利号2011101030585)；所表述的饱和电抗器是专门适应电流限制器要求而发明的饱和 电抗器，主要利用饱和电抗器的开关特性。发明专利号为：2006100476121的“自馈式可控 电抗器”，发明专利号为：200810011902X的“一种自身取能的快速响应可控电抗器”，一种 饱和电抗器主体(专利号2011100207304)；一种自励式可控饱和电抗器及其控制方法(专利 号2011100048327)所表述的饱和电抗器各具特色，但是，这些饱和电抗器的交流工作电压、 电流波形不够好，产生波形畸变还较大。中国水利水电出版社2008年出版蔡宣三，高越农著 《可控饱和电抗器原理、设计与应用》一书对可控饱和电抗器作了总结。苏联人1986年发明 的磁阀型饱和电抗器对减小饱和电抗器谐波有改进，但是，磁阀型饱和电抗器的输出波形仍 然会产生较大高次谐波，影响电力系统的电能质量。

发明内容

本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种有较好电流和电压工作波形，波形畸变和 高次谐波很小的可控饱和电抗器。

为实现上述目的，本发明采用如下结构：

一种低谐波的可控饱和电抗器，它包括：一个可控饱和电抗器铁芯，铁芯包括：一根中 心柱，两根侧柱，一根旁柱，四根柱子平行；所述四根柱子两端分别有横梁构成磁通回路； 其中，中心柱与旁柱的横梁在一条直线上，两根侧柱的横梁在另一条直线上，两条直线相互 垂直；两根侧柱分别对称分布在中心柱两侧，两根侧柱截面积相等，两根侧柱截面积之和等 于中心柱截面积；旁柱的截面积等于或小于中心柱截面积；在中心柱有交流线圈L1，旁柱有 交流线圈L2，一根侧柱有直流线圈L3、平衡线圈L4，另一根侧柱有直流线圈L5、平衡线圈 L6；

直流线圈L3与直流线圈L5的匝数相等，平衡线圈L4与平线圈L6的匝数相等；交流线 圈L1的两个端子分别为可控饱和电抗器两个输入端子，交流线圈L2的两端短接；平衡线圈 L4的同名端与平衡线圈L6的同名端连接，平衡线圈L4的异名端与平衡线圈L6的异名端连 接，两个平衡线圈形成闭合回路；直流线圈L3的同名端与直流线圈L5的同名端连接，直流 线圈L3的异名端与直流线圈L5的异名端分别与可控直流电源的输出端连接，形成直流闭合 回路；

可控直流电源与直流线圈L3、L5输入端连接，给直流线圈L3、L5提供直流电流，直 流电流大小通过可控直流电源人为控制或自动控制。

所述交流线圈L1连接电力系统，直流线圈L3与直流线圈L5的直流电流从零变化至最大 值时，交流线圈L1的中心柱铁芯不饱和。

所述交流线圈L1连接电力系统，直流线圈L3与直流线圈L5的直流电流为零时，交流线 圈L1流过励磁电流，可控饱和电抗器电抗值最大；可控直流电源给直流线圈L3、直流线圈L5 提供的直流电流增大，交流线圈L1流过的交流电流增大，可控饱和电抗器电抗值减小；可控 直流电源给直流线圈L3、直流线圈L5提供最大的直流电流时，交流线圈L1流过的交流电 流有最大值，可控饱和电抗器电抗值最小；控制直流线圈L3、直流线圈L5中直流电流的大 小，控制可控饱和电抗器的电抗值的大小。