[发明专利]一种电压源控制的快速响应磁控电抗器装置

说明书

本发明涉及一种电压源控制的快速响应磁控电抗器装置，解决了现有的磁控电抗器响应速度慢，无法满足电压闪变治理要求的缺陷，包括由带小截面结构的铁芯和绕在铁芯上的四个交叉连接的并联线圈组成的磁控电抗器本体，带辅助高压电源的励磁控制单元、控制器，励磁控制单元的输入端ac12、ac22连接于磁控电抗器本体低位抽头ac1、ac2形成两象限电压源，励磁控制点单元与磁控电抗器本体抽头相连形成两象限电压源，经电压闭环控制，作为励磁控制单元的辅助高压源，实现磁控电抗器快速调节输出，解决电压闪变治理、快速变化负荷的无功补偿，并能满足目前风力发电、光伏发电以及其他电力系统要求的在低电压穿越条件下的无功输出要求。

技术领域

本发明涉及无功补偿领域，尤其是一种电压源控制的快速响应磁控电抗器装置。

背景技术

磁控电抗器（magnetically controlled reactor，简称MCR），是一种采用直流助磁原理，通过利用附加励磁电流磁化铁心，改变铁心磁导率，实现电抗值连续可调的装置。磁控电抗器结合电容器组组成的动态无功补偿装置（MCR型SVC）已成为目前电力系统无功补偿的重要技术之一。

传统的磁控电抗器型SVC与TCR型SVC相比具有可靠性高、占地面积小、免维护等显著优势，成本上也有较强竞争力；但由于传统的磁控电抗器型SVC响应时间速度稍慢（通常在100~300ms左右），满足不了目前电力系统要求的低电压穿越条件下的无功输出要求，同时在跟踪快速变化的负荷上（如电弧炉等）补偿效果欠佳，也满足不了电压闪变治理要求。

发明内容

本发明解决了现有的磁控电抗器响应速度慢，无法满足电压闪变治理要求的缺陷，提供一种电压源控制的快速响应磁控电抗器装置，从电抗器本体抽头取电，并由整流状态和逆变状态可切换的整流模块给励磁控制回路供电，实现磁控电抗器快速调节输出，结合固定电容器组，解决电压闪变治理问题。

本发明还解决了现有的磁控电抗器响应速度慢，跟踪快速变化的负荷上补偿效果欠佳的缺陷，提供一种电压源控制的快速响应磁控电抗器装置，从电抗器本体抽头取电，并由整流状态和逆变状态可切换的整流模块给励磁控制回路供电，实现磁控电抗器快速调节输出，解决快速变化负荷的无功补偿。

本发明还解决了现有的磁控电抗器响应速度慢，无法满足目前电力系统要求的低电压穿越条件下的无功输出要求的缺陷，提供一种电压源控制的快速响应磁控电抗器装置，从电抗器本体抽头取电，并由整流状态和逆变状态可切换的整流模块给励磁控制回路供电，实现磁控电抗器快速调节输出，并能满足目前风力发电、光伏发电以及其他电力系统要求的在低电压穿越条件下的无功输出要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电压源控制的快速响应磁控电抗器装置，包括由带小截面结构的铁芯和绕在铁芯上的四个交叉连接的并联线圈组成的磁控电抗器本体，带辅助高压电源的励磁控制单元、控制器，所述的励磁控制单元，包含常规励磁电路、高压辅助电源和切换开关K1、K2组成，励磁控制单元的输入端ac12、ac22连接于磁控电抗器本体低位抽头ac1、ac2形成两象限电压源，输出端dc12、dc22连接于磁控电抗器的励磁连接点dc1、dc2，控制端连接于本装置的控制器；所述的励磁控制单元；常规励磁电路和高压辅助电源的输出端分别经K1、K2串联后并联形成励磁控制单元的输出端；快速响应磁控电抗器装置按以下三种模式工作：

（1）常规励磁模式，K1导通，K2断开，常规励磁电路提供直流助磁电流，改变铁心磁导率，实现电抗值调节；

（2）快速升磁模式，K1断开，K2导通，高压辅助电源输出电压为正，并向磁控电抗器的励磁连接点dc1、dc2施加正向高压，使励磁电流快速上升到一个较高的设定值；

（3）快速退磁模式，K1断开，K2导通，高压辅助电源输出电压为负，并向磁控电抗器的励磁连接点dc1、dc2施加反向高压，使励磁电流快速下降到一个较低的设定值，励磁能量释放产生的反向过电压的则通过高压辅助电源释放。