[发明专利]快速响应磁控电抗器

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速响应磁控电抗器，适用于风电场动态无功补偿装置。

背景技术

风电是一种清洁、可再生能源，是各国争相发展的新能源，我国的风电装机容量的增长速度近几年都是世界最高的。为了保证电网的稳定可靠，风电并网必须满足一系列严格的条件，对无功补偿不仅有容量要求，还要求有足够快速的响应速度。国家电网调【2011】974号《关于印发风电并网运行反事故措施要点的通知》要求：“风电场应综合考虑各种发电出力水平和接入系统各种运行工况下的稳态、暂态、动态过程，配置足够的动态无功补偿容量，且动态调节的响应时间不大于30ms。风电场无功动态调整的响应速度应与风电机组高电压穿越能力相匹配，确保在调节过程中风电机组不因高电压而脱网。”响应速度的提高作为动态无功补偿装置优化的重要组成部分越来越受到极高的重视。

当前风电场中存在大量磁控（MSVC）动态无功补偿成套装置，其响应速度都在100ms以上，远远超出国家电网调【2011】974号文件要求的30ms，急待解决。

目前采用的普通磁控电抗器（见图1）的每相包括对称设置的两个铁芯柱、套在两个铁芯柱上的带抽头的第一至第四线圈L1~L4、第一至第二可控硅K1~K2、续流二极管D1；所述第一至第四线圈L1~L4的匝数均为N匝；第一线圈L1和第二线圈L2套在一个铁芯柱上，第三线圈L3和第四线圈L4套在另一个铁芯柱上，第一线圈L1的尾端D11接第四线圈L4的首端D22，第二线圈L2的首端D12接第三线圈L3的尾端D21，绕流二极管D1的正极接第一线圈L1的尾端D11，续流二极管D1的负极接第三线圈L3的尾端D21；第一至第四线圈L1~L4的抽头分别为第一至第四抽头K11、K12、K21、K22；第一可控硅K1的阳极接第一抽头K11，其阴极接第二抽头K12；第二可控硅K2的阴极接第三抽头K21，其阳极接第四抽头K22；所述第一线圈L1的首端A1和第三线圈L3的首端A2均接三相交流电源的A相接线端子；第二线圈L2的尾端X1和第四线圈L4的尾端X2均接X接线端子。

上述普通磁控电抗器的第一抽头比为δ₁，第二抽头比为δ₂，并且δ₁=δ₂。

由于普通磁控电抗器的第一至第四线圈L1~L4的电感值较大，充放电时间常数（τ=L/R）数值大，因此，响应速度慢。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、可靠性高和成本低的快速响应的磁控电抗器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

本发明是在现有的普通磁控电抗器的基础上改进而成的，其主要改进点是增加一阻尼电阻R和与阻尼电阻R并联的IGBT。

本发明的技术方案如下：

一种快速响应磁控电抗器，所述快速响应磁控电抗器为三相或单相快速响应磁控电抗器；所述快速响应磁控电抗器的每相包括对称设置的两个铁芯柱、套在两个铁芯柱上的带抽头的第一至第四线圈L1~L4、第一至第二可控硅K1~K2、续流二极管D1；所述第一至第四线圈L1~L4的匝数均为N匝；第一线圈L1和第二线圈L2套在一个铁芯柱上，第三线圈L3和第四线圈L4套在另一个铁芯柱上，第一线圈L1的尾端D11接第四线圈L4的首端D22，第二线圈L2的首端D12接第三线圈L3的尾端D21，续流二极管D1的正极接第一线圈L1的尾端D11，续流二极管D1的负极接第三线圈L3的尾端D21；第一至第四线圈L1~L4的抽头分别为第一至第四抽头K11、K12、K21、K22；第一可控硅K1的阳极接第一抽头K11，其阴极接第二抽头K12；第二可控硅K2的阴极接第三抽头K21，其阳极接第四抽头K22；所述第一线圈L1的首端A1和第三线圈L3的首端A2均接三相交流电源的A相接线端子；第二线圈L2的尾端X1和第四线圈L4的尾端X2均接X接线端子；其特征在于所述快速响应磁控电抗器的每相还包括绝缘栅双极型晶体管IGBT和阻尼电阻R；所述阻尼电阻R接在续流二极管D1的正极与第一线圈L1的尾端D11之间；所述绝缘栅双极型晶体管IGBT与阻尼电阻R并联，其栅极G接IGBT驱动芯片的输出端；

所述第一抽头K11与第二抽头K12之间的匝数为n1，所述第一线圈L1和第二线圈L2的第一抽头比δ₁=                                                =1.5～3.0%；