探討高壓可調(diào)電抗器型靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置

      摘 要：介紹一種新型高壓靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置，它是由可調(diào)電抗器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電容器電流的補(bǔ)償?shù)�，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠、易于控制的特點(diǎn)。    

      關(guān)鍵詞：電抗器  串聯(lián)電抗器  靜止無(wú)功補(bǔ)償   
 
      一、前言
　　無(wú)功靜止補(bǔ)償裝置是上個(gè)世紀(jì)70年代出現(xiàn)的一項(xiàng)用來(lái)調(diào)節(jié)無(wú)功功率的新技術(shù)。由于這種裝置具有快速、連續(xù)調(diào)節(jié)無(wú)功等優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)中得到重視與應(yīng)用。但是由于其技術(shù)復(fù)雜成本又高，限制了在我國(guó)的普及。
　　
      可調(diào)電抗器型無(wú)功靜止補(bǔ)償裝置與現(xiàn)行靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置不同，它采用電抗器與電力電容器相配合來(lái)調(diào)整供電系統(tǒng)的無(wú)功功率，具有不產(chǎn)生諧波，控制電路簡(jiǎn)單，成本低，可靠性好的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行快速、連續(xù)自動(dòng)調(diào)節(jié)，使供電系統(tǒng)的功率因數(shù)達(dá)到最佳狀態(tài)。
   
      二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理
　　高壓可調(diào)電抗器型無(wú)功靜止補(bǔ)償裝置由電抗器、電力電容器組和控制電路組成，如圖1所示。由電壓互感器和電流互感器從電網(wǎng)取得電壓、電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)控制電路輸出與相角成比率的電壓信號(hào)，控制和改變可控硅的導(dǎo)通角來(lái)改變可調(diào)電抗器控制繞組的電流，電抗器主繞組的電流也隨之改變。

      由于可調(diào)電抗器與電容器組是并聯(lián)在供電網(wǎng)絡(luò)上的，可調(diào)電抗器中電流改變的同時(shí)也改變了主回路中電流的相位，使相位保持在預(yù)定值上。當(dāng)負(fù)荷變化引起相位變動(dòng)時(shí)，控制電路將相位變化值檢測(cè)出來(lái)，改變可控硅的導(dǎo)通角，由可調(diào)電抗器控制繞組中電流的變化，去改變主繞組中的電流，調(diào)整主回路中電流的相位，使功率因數(shù)保持在預(yù)定值上。
   
      三、電抗器的工作原理
　　電抗器是這種靜止補(bǔ)償裝置的關(guān)鍵設(shè)備，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖中A、N是電抗器主繞組，K1、K2是控制繞組。電抗器工作時(shí)，K1、K2中通直流電流。當(dāng)直流電流的大小發(fā)生變化時(shí)，鐵心的相對(duì)磁導(dǎo)率將隨之變化，主繞組電感量也隨之變化，實(shí)現(xiàn)電抗值的連續(xù)可調(diào)。
　　
      鐵心的磁導(dǎo)率隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化而變化。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度為0時(shí)，相對(duì)磁導(dǎo)率并不等于1，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到H0時(shí)，相對(duì)磁導(dǎo)率最大，而達(dá)到H??1時(shí)，相對(duì)磁導(dǎo)率最小。當(dāng)控制電流等于零時(shí)，電抗器工作在H0附近；加大控制電流，鐵心的相對(duì)磁導(dǎo)率變小，電感量變小，電抗器電流變大，也就是電抗器的容量變大，反映在A、N兩端的電抗值相對(duì)變小，這樣用改變控制繞組的電流來(lái)達(dá)到改變電抗值的目的。這種可調(diào)電抗器的調(diào)節(jié)范圍可達(dá)90%，電抗器本身產(chǎn)生的諧波也很小，實(shí)測(cè)值是2.5%。
   
      四、無(wú)功電流的測(cè)量及線路組成
      4.1基本原理   
      設(shè)：電壓信號(hào)為sinωt,其中ω=2π×50，作為基準(zhǔn)信號(hào)；電流信號(hào)為 I0sin(ωt φ),其中φ為功率因數(shù)角。將兩個(gè)正交項(xiàng)的幅值I0sinφ及I0cosφ分離出來(lái)，就是有功電流和無(wú)功電流。    
 
      4.2控制電路
　　以A相為例(B、C相與A相電路結(jié)構(gòu)相同)，IA、UA是經(jīng)電流、電壓互感器從A相獲得的電流電壓信號(hào)。信號(hào)IA經(jīng)濾波、放大后送入cosφ檢測(cè)電路；信號(hào)UA移相90°后變換成與UA同頻率的方波，送入cosφ檢測(cè)電路，cosφ檢測(cè)電路輸出與系統(tǒng)無(wú)功電流成比率的電壓信號(hào)，與功率因數(shù)給定值比較，其差值經(jīng)放大后觸發(fā)可控硅，可控硅輸出電壓經(jīng)整流后送給可調(diào)電抗器控制繞組。
  
      五、結(jié)論
　　研制的10kV，180kvar可調(diào)電抗器型靜補(bǔ)裝置，經(jīng)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)表明，諧波不大于25%，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間不大于0.3s，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)功率因數(shù)保持在0.95～0.98�？梢詽M足電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)男枰��?/FONT>