[发明专利]一种提高磁阀式可控电抗器响应速度的装置

说明书

技术领域

本发明属于动态无功功率补偿技术领域，提供了一种提高磁阀式可控电抗器响应速度的装置，能够使磁阀式可控电抗器更好地应用于电力系统中对响应速度要求严格的场合。

背景技术

磁阀式可控电抗器(Magnetically Controlled Reactor，以下简称为MCR)以其无级可调、工作稳定可靠的优点，在电力系统中已经得到广泛的应用。其中单相MCR主要用于电气化铁道动态无功补偿、消弧线圈；三相MCR可以用于大型电机软启动、电力系统电压控制及其无功补偿等领域。然而，由于MCR的特殊结构，使得其响应速度与抽头比δ有关，响应时间通常在几十到几百毫秒。特别是对于大容量的MCR而言，其抽头比δ通常很小，使得其响应时间更是达到了0.19～0.66S。与其他静止无功补偿装置相比，响应速度较慢，大大限制了其应用的场合，因而提高MCR的响应时间便是当务之急。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高磁阀式可控电抗器响应速度的装置。它基于IGBT的PWM控制技术实现MCR输出感性无功功率的连续调节并可实现快速励磁；基于大功率电阻和IGBT串联构成的电路实现MCR的快速去磁。它无需增加专门的快速励磁控制电路，只需将MCR本体左右两端的SCR器件换成IGBT即可。对于快速退磁电路来说，只需增加一个大功率电阻及其IGBT控制器件。即保留了MCR无功功率连续可调、工作安全稳定等优点，还克服了其快速性方面的不足，使得MCR的投入和退出电力系统的响应时间均小于一个工频周期，极大地提高了其快速性。

本发明包括电力系统1、MCR本体2、IGBT直流励磁控制电路3和4、快速去磁电路5。MCR本体2的上下两输入输出端接入电力系统1；MCR本体2中包含两个铁芯,两个铁芯上分别绕有线圈L₁ 和L₂、L₃和L₄，四组线圈为交叉并联结构，从每个铁芯上的上下两组线圈中间引出抽头，左边铁芯上下两抽头之间连接IGBT直流励磁控制电路3，右边铁芯上下两抽头之间连接IGBT直流励磁控制电路4；四组线圈的交叉连接点之间接有快速去磁电路5。IGBT直流励磁控制电路3和4由IGBT、反并联在IGBT两端上起保护作用的二极管和起阻止电流反向流动作用的二极管串联构成。快速去磁电路5由续流二极管D₈串联IGBT₄，并在IGBT₄两端反并联起保护作用的二极管D₇，再在IGBT₄和二极管D₈组成的续流支路两端并联一个大功率电阻R和二极管D₆和IGBT₃串联构成的支路，并在IGBT₃两端反并联起保护作用的二极管D₆。

与传统MCR相比，本发明中MCR的抽头比根据具体情况可提高为10%～20%。再将传统MCR两端两抽头之间的SCR用全控型器件IGBT 构成的IGBT直流励磁控制电路取代，通过控制IGBT直流励磁控制电路中IGBT的导通方式实现功率连续可调和快速励磁的目的。再将传统MCR本体中四组线圈的交叉连接点之间的续流二极管支路换接成快速去磁电路，通过适当地控制快速去磁电路中IGBT₄和IGBT₃的通断达到快速退磁的目的。

基于MCR的快速励磁及去磁装置的工作原理简述如下。