磁阀式与磁控式可控电抗器比较
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磁阀式可控电抗器技术原理:
磁阀式可控电抗器,两个芯柱上对称地绕N/2匝数的绕组;每一绕组各有N2/N 的抽头,之间接有晶闸管T1和T2,两个绕组交叉联接后并至电网,二极管D用于续流。
当T1、T2均不导通时,电抗器相当于空载变压器;在电源电压正负半周内轮流触发T1、T2,则在绕组回路中产生直流偏磁电流。
该控制电流产生直流磁通使铁芯饱和,可控电抗器等值容量增大。
调节晶闸管触发角的大小以改变铁芯磁饱和度,从而达到控制电抗器容量的目的。
磁阀式可控电抗器结构示意图:
磁阀式可控电抗器,具有:
⏹晶闸管控制电压低
⏹可靠性高
⏹占地面积小
⏹免维护
⏹制造和维护成本低
⏹抑制过电压能力强等优点;
但是,磁阀式可控电抗器,也存在着铁芯的硅钢片长期工作在过饱和区域,铁芯损耗大、温升高、噪声大、铁芯截面利用率低、结构和加工工艺十分复杂等问题。
致使磁阀式可控电抗器这项先进技术,长期以来,未能在电网中广泛的推广应用。
磁控式可控电抗器技术原理:
绕组N1、Nk是自耦式,Nk是绕组N1的一部分,Nk的匝数是N1的1~2 %;可控硅T1、T2连接在绕组Nk的两端,其上的电压比较低,仅为系统电压的1~2 %,数量一般为1只串联,保证了可控硅运行的可靠性。
电源电压正半周,触发导通可控硅T1,在回路中产生励磁电流;电源电压负半周,触发导通可控硅T2,也在回路中产生励磁电流;一个周期内电源电压轮流触发导通可控硅T1、T2,经过二极管续流,产生连续的励磁电流。
励磁电流的大小取决于可控硅控制导通角а,а越小产生的励磁电流越大,使电抗器处于励磁程度低的区域铁芯的磁化程度加强,同时,使处于励磁程度高的区域铁芯的磁化程度也加强,电抗器电抗值变小而输出电流变大。
由此,实现了通过改变可控硅导通角а,可以平滑调节电抗器的容量;并且,可以根据设定铁芯的励磁磁化程度,以满足电抗器对调节速度的要求。
磁控式可控电抗器技术特点
⏹(1)磁路和电路均为对称结构,直流助磁结构简单,铁心中的直流和交
流励磁,各自形成回路,结构合理;
⏹(2)铁心磁密不饱和,对称结构互相不干扰,铁心损耗小,噪音低;伏
安特性,近似直线(硅钢片磁化曲线的线性段);本体基本上不产生谐波,
控制回路产生的少量谐波,由于采用Δ接线,不向系统输出;
⏹(3)漏磁通在铁心内得到有效自屏蔽,在线圈和油箱中产生附加损耗小,
总损耗小;自身有功损耗占容量的0.5%~2%,是磁阀式电抗器或相控电抗器的1/3以下。
⏹(4)自励磁,体积小,用料少,成本低。
⏹(5)应用高压绝缘技术,实现了磁控电抗器在110、220、500kV电压等
级的应用;
⏹(6)可以设计成油浸式、环氧浇注干式等单相、三相磁控电抗器;
⏹(7)可靠性高:内部为全静态结构,无运动旋转部件,使用的材料是高
导磁冷轧硅钢片、铜质或铝质导线、油纸绝缘技术等,和电力变压器用的材料基本相同,工作可靠性高。
和TSVC比较:可靠!MCR中可控硅或二极管,即使被击穿,磁控电抗器仅相当于一台空载变压器在运行,不影响系统的其他装置的运行;
⏹(8)用户投资省:比TCR型SVC省30% ;
⏹(9)安装方便,占地面积小(是TSVC的1/10),基本上不需要维护;
⏹(10)采用变压器生产工艺,成熟可靠;
⏹(11)电抗器调节范围大:1%~100%。
⏹(12)无污染:TCR型SVC,辐射大量工频磁场,对人体危害。
⏹(13)过载能力强:可短时过载150%,磁阀式和TSVC则不允许过载。