[发明专利]一种变压器式可控电抗器新型磁集成装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统动态无功补偿的可控技术以及磁集成技术领域，特别是涉及一种变压器式可控电抗器新型磁集成系统。

背景技术

随着我国新能源发电的大规模集中接入以及超高压交流输电线路剧烈的潮流变化，超高压电网对并联可控电抗器在技术和性能上提出了更高的要求。变压器式可控电抗器作为一种新型无功补偿装置，其电流谐波小、响应速度快，为电力系统的安全可靠、经济优质运行提供了重要保障。目前，变压器式可控电抗器具有同心式和磁集成式两种结构。同心式结构通过在控制绕组回路串联限流电抗来提高短路阻抗进而使控制绕组短路电流维持在额定值，但基于该方式的变压器式可控电抗器所需的限流电抗非常大，且各控制绕组之间存在严重的磁耦合，降低了绕组容量利用率。磁集成结构的变压器式可控电抗器将磁集成技术引入变压器式可控电抗器的结构设计，虽在一定程度上解决了上述问题，但其对绕组的拆分或在铁心中设置不同磁导率的材料，无疑增加了结构的复杂度以及工艺制作与运行维护的难度，大大降低了其实用价值。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的缺陷而提供一种变压器式可控电抗器新型磁集成装置，有效解决了现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所述的一种变压器式可控电抗器新型磁集成装置，其特点是包括多个与电网并联的控制绕组基本单元，每个控制绕组基本单元由铁轭、工作绕组和控制绕组组成。

所述的多个与电网并联的控制绕组基本单元，将变控制绕组级数定义为s，当s为偶数时，控制绕组基本单元均为双控制绕组基本单元；当s为偶数时，最后一个控制绕组基本单元为单控制绕组基本单元；双控制绕组基本单元包括上铁轭、下铁轭、左旁轭和右旁轭，左旁轭上设置有工作绕组，铁轭上通过设置控制绕组构成上下两个控制绕组单元，每个控制绕组单元均由控制绕组以及并联于控制绕组所在铁芯的相邻位置处的气隙柱所构成，控制绕组端口均串联一组反并联晶闸管；单控制绕组基本单元铁芯上仅有一个控制绕组单元，控制绕组所对应的气隙柱设置于工作绕组与控制绕组之间，控制绕组端口串联一组反并联晶闸管。

所述的双控制绕组基本单元中的上下两个控制绕组单元集成于同一铁芯，且两个控制绕组之间实现解耦；所述的气隙柱并联在控制绕组所在铁芯相邻处，为与控制绕组交流的磁通提供一条额外的低磁阻磁路，实现一个独立基本单元中的两个控制绕组之间的解耦，并使工作绕组与控制绕组之间的短路阻抗达到100％。

所述的控制绕组的容量分配通过对每个控制绕组对应的气隙柱中的气隙大小进行调节，控制绕组容量随气隙的增大而增大。

本发明的有益效果是：所述的一种变压器式可控电抗器新型磁集成装置，其将磁集成技术应用于变压器式可控电抗器的结构设计，在满足其高阻抗、弱耦合的设计要求的基础上减少了磁件数量。该装置的使用材料易获得、绕组容量分配方便且容量利用率高。此外，其电流谐波小、容量连续可控，而且体积小、损耗低、易拓展、结构简单、装配灵活、运行维护方便等特点，也是其相较于现有技术的优越性的体现。

附图说明

图1为本发明整体结构原理示意图；

图2是本发明图1中的第k个双控制绕组基本单元结构示意图；

图3是本发明单控制绕组基本单元的结构示意图；

图4是本发明中的第k个双控制绕组基本单元的等效磁路示意图；

图5是本发明中的第k个双控制绕组基本单元的等效电路示意图。

图中所示：1.工作绕组；2.气隙柱；3.上铁轭；4.控制绕组；5.反并联晶闸管；6.气隙；7.右旁轭；8.下铁轭；9.控制绕组单元；10.左旁轭。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1和3所示，所述的一种变压器式可控电抗器新型磁集成装置，其特点是包括多个与电网并联的控制绕组基本单元，每个控制绕组基本单元由铁轭、工作绕组1和控制绕组4组成。