磁控电抗器基本原理
磁控电抗器产品介绍
成套装置采用低电压控制，正常运行时无需承受高电压、大电流、采用自 然冷却即可，不需要水冷却或大功率空调制冷。磁控电抗器结构简单，占地面积 小，基础投资可大大压缩。MCR 自身有功损耗低，仅为 0.5～1.0%。相同容量装 置的造价，MCR 远小于 TCR。成套装置可以实现无人值守。
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MSVC 成套装置（磁控电抗器）产品介绍
z 安全性
磁控电抗器（简称 MCR）利用低压可控硅作为调节装置，不需要串、并联， 承受电压只有总电压的 1％～2％，可控硅不容易被击穿，运行稳定可靠。即使 可控硅或二极管损坏，磁控电抗器也仅相当于一台空载变压器，不影响系统其他 装置的运行。接入三相系统的 MCR 采用△连接，可控硅整流控制产生的谐波不流 入外交流系统。磁控电抗器的磁通采用铁心闭合，不产生电磁污染。
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MSVC 成套装置（磁控电抗器）产品介绍
智能电网以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础, 利用先进的通信、信息和控制技术,构建以信息化、自动化、数字化、互动化为 特征的统一坚强智能化电网。传统的无功补偿采用的是开关控制电容器投切，机 械开关的投切速度慢、调节不平滑，并且分级控制，对电容的冲击大，可靠性低。 智能电网的建设和发展,对电网电压无功控制提出了更高的要求。新型磁控式可 控电抗器应用于电网变电站电压、无功（谐波）综合控制，可以实现无功的平滑 补偿和控制，反应快，调节精细，可以优化电网运行性能，提高电容器的运行可 靠性和控制的自动化水平，是智能电网所需的自动化产品。新型磁控式可控电抗 器所具有的平滑调节、自动化及适应性程度高的特点，不仅在技术上完全能满足 电压、无功、谐波的控制，而且在经济性上占有绝对优势，完全适应智能电网发 展的需要。新型磁控式可控电抗器可以广泛应用于电网变电站、风力发电系统、 电气化铁路及地铁供电系统，用以改善电能质量。
BKSMC系列磁控电抗器
➢ 提供远方测温电阻及就地显示装置，远方测温电阻是采用
Pt100Ω的铂电阻。当电抗器温度达到85℃时，提供一对常开报 警接点（信号）；当温度达到95℃时，提供一对常开跳闸接点 （信号）。
➢ 电抗器设置有储油柜、吸湿器（硅胶吸湿剂）、净油器（在容 量≥3150 kvar时配置净油器）和放油阀。
➢ 储油柜上装有板式油位表或指针油位计，便于观察油位，储油 柜中的油量符合油位标志的要求。
大，5次<5.0%,7次<2.6% 11次<1.0%，13次<0.7%
可控硅承受电压 可控硅发热
可控硅安装方式 运行维护 可靠性
电磁污染
声级水平 损耗
占地面积
小，无需串联 小，自然风冷
户外箱体 免维护
高
无
稍高，62-72分贝 H 低 小
大，需要串联 大，需要水或专用热管冷却
户内空调房 结构复杂，维护量大 一般，可控硅易烧毁 主电抗器辐射大量交变磁场，
上级电网功率因数降低，电压也会波动，为保
证风电场的电压稳定性，需要采用MCR对风电
场进行无功和电压优化控制，随着电网对风电
场接入的要求（电压，功率因数）越来越高，
MCR在风电场的应用将会越来越广泛。
H
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4. 电气化铁路
电气化铁路的牵引负荷是一个典型的大功率
冲击性负荷，当牵引区间内无机车时牵引变近
乎空载，当有机车通过时，牵引变的负荷快速
较低，普通无功补偿装置又无法跟踪负荷的变
化速度，补偿效果不好，使得某些矿热炉企业
需要交纳一定数额的罚款。MCR型SVC可以完
H
6
全解决上述问题，提高功率因数到0.98以上。
钢厂的轧机：轧机在工作时由于被轧材料供给的不连续
磁控电抗器
磁控电抗器磁控电抗器（magnetic control reactor)全称是磁阀式可控电抗器，简称MCR，是一种容量可调的并联电抗器，主要用于电力系统的无功补偿。
磁控电抗器MCR 通过电压调整，减少波动，滤除无功冲击，提高输送电能的品质。
并通过阻尼电压振荡，提高系统的静稳极限，允许更高的电压传输。
∙磁控电抗器的工作原理o磁控电抗器是基于磁放大器原理来工作的。
它是一种交直流同时磁化的可控饱和度的铁芯电抗器，工作时，可以用极小的直流功率(约为电抗器额定功率的0.1%～0.5%)来改变控制铁芯的工作点(即铁芯的饱和度或者说改变铁芯的导磁率μ)，来改变其感抗值，从而达到调节电抗电流的大小并平滑调节无功功率的目的。
MCR的工作其原理如图2所示，电抗器由两组交流线圈w i1、w i2以及两组直流控制线圈w k1、w k2组成，w i1、w i2首尾串联，w k1、w k2反极性串联，这样可以有效地抵消交流线圈工频感应电压对直流控制绕组的影响。
铁芯工作时的磁化曲线如图3所示，由图可知，直流控制电流i k可以使铁芯工作点发生偏移，从而可以显着改变交流线圈的感抗和电感电流i。
∙磁控电抗器的应用o1、煤炭与化工在我国的煤炭企业中存在大量的提升机等间隙性冲击负荷，不仅无功波动较大而且谐波污染严重，如果不对这些问题进行处理，将会导致电能质量低下且谐波污染严重，并导致功率因数以及谐波超标罚款，采用电容投切时无功补偿装置时会出现两种情况：当无功或功率因数设置过小时虽然能保证这些提升设备工作期间不频繁投切，但会造成此时井下的电气设备供电电压突然降低，影响电气设备及其保护控制设备正常工作；如果无功或功率因数设定值较高，则会出现电容器组频繁投切现象，容易造成电气设备的损坏，影响电气设备的使用寿命。
采用MCR型高压动态无功补偿装置是解决这个问题的理想解决方案。
此外，在煤炭与化工企业，由于存在着一些危险因素（如煤井下的瓦斯气体、化工厂的易爆炸性气体），采用传统的开关投切方式由于投切过程中机械动作时产生火花、电容器组受冲击易损坏等诸多因素，使得在这些环境中工作时的安全性降低，而采用磁控电抗器的静态无功补偿装置由于不进行任何的机械操作，可以在危险环境中安全工作20年以上。
磁控电抗器技术原理磁控电抗器是利用直流助磁的原理
磁控电抗器技术原理磁控电抗器是利用直流助磁的原理，即利用附加直流励磁，磁化电抗器铁心，通过调节磁控电抗器铁心的磁饱和程度，改变铁心的磁导率，实现电抗值的连续可调。
专利技术《磁路并联漏磁自屏蔽式可控电抗器》(专利号：200820022995.1)：该专利技术是在电抗器铁芯上，设置了由不饱和区域铁芯和饱和区域铁芯，交错排列组成并联磁路；通过调节可控硅触发导通角，来控制附加直流励磁电流，利用附加直流电流励磁磁化铁芯；通过调整不饱和区域铁心和饱和区域铁心的面积或磁阻，以改变并联磁路中不饱和区域铁心的磁化程度和饱和区域铁心的磁饱和程度，从而实现电抗值的连续、快速可调。
2、新型磁控电抗器特点：·独特的设计理念（1）电抗器的设计突破磁阀式可控电抗器设计的误区，采取铁芯不饱和设计；（2）交直流磁路并联互不叠加；（3）漏磁通自屏，不需另外铺设磁屏蔽层。
·高压电器技术的综合使用（1）大型变压器结构技术（2）高压互感器（CT、PT、CVT）绝缘技术及创新技术等综合利用。
做到结构合理、生产工艺成熟、批量生产。
·优秀的电气性能：由于独特设计和加工工艺。
成功地解决了磁阀式可控电抗器长期未解的两大技术难题：噪音大、功耗大。
新型磁控式电抗器电气性能：变电站动态无功补偿装置噪音：大型电抗器（8000K Var 以上）<65db中型电抗器（2000~6300KVar 以下）<60db小型电抗器 (2000kvar 以下) <55db功耗：空载≤1.6‰；满载≤1.0-2%。
以上指标接近S7、 S9 变压器指标。
谐波：<1％（三相三角形接法）无电磁辐射3、DS-MSVC 动态无功补偿装置技术优势·安全可靠：晶闸管串接于线圈内，工作电压低，不宜损坏；电抗器采取变压器加工工艺，寿命可达２５年以上；不需频繁投切，充电放电电容器寿命延长；整套装置可做到免维护，无人值守。
·绿色环保：由于不频繁投切，不产生电压冲击和涌流；电抗器采取三角型接法，产生谐波≤１％；电抗器自屏蔽设计不产生电磁辐射；；电抗器独特设计和加工工艺、噪音低、功耗小。
磁控电抗器的工作原理知
磁控电抗器的工作原理知磁控电抗器是一种能够改变电路等效电抗的器件，其主要原理是通过磁场的调节来改变电感元件的等效电感。
在磁控电抗器中，有一个可调节的铁芯或磁性材料，通过控制电流流过磁性材料，从而改变其磁场强度，从而改变电路中的电感值。
下面将从磁控电抗器的结构和原理、控制方式以及应用方面详细介绍磁控电抗器的工作原理。
1. 磁控电抗器的结构和原理磁控电抗器由一个螺线管和可移动磁芯组成，一般采用环型或C型磁芯结构。
螺线管的线圈通过电流激励产生磁场，磁芯能够在螺线管周围移动，调节磁场的强度。
当电流通过线圈时，线圈产生的磁场会使磁芯受到力的作用，从而产生一种平衡态，即电感等效值稳定。
磁控电抗器的等效电感值由磁芯与线圈磁场的交互作用决定。
磁芯在磁场的作用下会发生磁化过程，使磁芯的磁导率发生变化，从而改变磁芯对于线圈磁场的感应。
磁芯的磁导率和磁场强度呈非线性关系，因此可以通过调节电流大小以及方向来改变磁场强度，从而改变电感的等效值。
2. 磁控电抗器的控制方式磁控电抗器可以通过调节电流和磁场的大小和方向来改变电感值，进而调节电路的功率因数和电压等参数。
根据控制方式的不同，可以将磁控电抗器分为手动控制和自动控制两种方式。
手动控制是指通过人工调节电流大小来改变磁场强度，从而改变电感等效值。
这种方式操作简单，但需要人工实时监测和调整电流大小，不适用于自动化控制系统。
自动控制是指通过电子控制技术实现对磁控电抗器的控制。
一般通过传感器实时采集电路的参数，如电流、电压、功率因数等，然后通过控制器对电路进行监测和控制，自动调节电流大小和方向，以达到控制电感等效值的目的。
3. 磁控电抗器的应用磁控电抗器由于其调节范围广、响应速度快、噪音低以及节能效果显著等优点，被广泛应用于各种电力系统中，主要应用包括：3.1 电力系统的无功功率补偿。
在电力系统中，负载变化或谐振等问题会导致电力系统的功率因数下降，从而影响系统的稳定运行。
通过引入磁控电抗器，在适当的时候调节电感值，可以补偿系统的无功功率，提高系统的功率因数，增强系统的稳定性。
磁控式动态无功补偿装置技术原理、优势及适用行业
磁控式动态无功补偿装置技术原理、优势及适用行业摘要无功补偿有多种形式，基于MCR的动态无功补偿是其中较为先进的一类，磁控电抗器（MCR）利用直流励磁原理，采用小截面磁饱和技术通过调节磁控电抗器的磁饱和度，改变其输出的感性无功功率，中和电容器组的容性无功功率，实现无功功率的连续可调。
该系统装置具有较高的安全性，运行稳定可靠。
与其他类型的无功补偿装置对比。
此类补偿装置与其它类型的无功补偿装置的区别主要在于磁控电抗器（MCR），因此，该文重点讲述了MCR的基本原理和技术优势，与它类型的无功补偿装置做了技术比较，预测了MSVC技术的发展前景。
关键词：MCR；直流励磁；可控硅；无功功率引言目前，无功补偿的主要装置是电容器、电抗器和少量的动态无功补偿装置。
开关（断路器）投切电容器的调节方式是离散的，不能取得理想的补偿效果。
开关投切电容器所造成的涌流和过电压对系统和设备本身都十分有害。
20世纪80年代以来，基于相控电抗器（TCR）的静止型动态无功补偿器（SVC）在电力系统中投入实际运行。
但由于其投资昂贵，难以推广。
20世纪末，因具有价格便宜、维护方便等优点，基于磁阀式可控电抗器（MCR）的SVC，相继在一些国家电网投入运行，并展示了它的优越性。
磁控电抗器（MCR）型SVC（简称MSVC）装置利用直流励磁原理，采用小截面磁饱和技术通过调节磁控电抗器的磁饱和度，改变其输出的感性无功功率，中和电容器组的容性无功功率，实现无功功率的连续可调。
一、MSVC装置的基本结构：MSVC装置由补偿（滤波）支路和磁控电抗器（MCR）并联支路组成，其中补偿（滤波）支路经隔离开关固定接于母线，通过调节磁控电抗器的输出容量（感性无功功率）实现无功的柔性补偿。
因与其它各类补偿装置的主要区别在于磁控电抗器，故下面集中对磁控电抗器（MCR）作介绍。
图1动态无功补偿装置（MSVC）一次系统图二、磁控电抗器（MCR）2.1基本工作原理磁控电抗器采用直流助磁原理，利用附加直流励磁磁化铁芯，改变铁芯磁导率，实现电抗值的连续可调，其内部为全静态结构，无运动部件，工作可靠性高。
磁控电抗器一
1、 磁控电抗器 （2学时）2、1 基本原理288200000001010IWS S W W W L W I I l I l R µµµµψ−−Φ===== （亨）000l R S µµ=,ψΦ磁链，磁通（韦伯）；I电流；W 匝数；µ相对磁导率0µ空气磁导率，80.410π− 亨/厘米；0l 磁路长度（厘米）S 磁路横截面（厘米2）；0R 磁阻（1/亨）通过施加励磁改变铁芯磁路的磁导率µ，达到调节电抗的目的。
图2-1 磁化曲线 0B H µµ=磁化曲线可简化为两条折线表示：简化后，B-H 曲线可用下式描述：⎩⎨⎧>−+<=SS S S B B tg B B tg B B B Btg H 011)(ααα只存在偏磁电流，工作绕组中奇次谐波电流为零，只存在基波电流。
当-1≤K S <0时，工作点在磁化曲线的未饱和区，工作区间多半处在未饱和区，少半处在饱和区；当0<K S ≤1时，工作点处于饱和区，工作区间多半处于饱和区，少半处于未饱和区，在这两个区间，控制绕组电流中含感应直流、偏磁直流及偶次谐波电流三部分；工作绕组电流中含基波电流和奇次谐波电流两部分。
当K S >1时，工作区间全部进入饱和区，控制绕组电流只有偏磁电流，无其他谐波成分。
工作绕组电流中奇次谐波电流变为零，只剩下基波电流。
此后再继续增加偏磁电流，工作绕组电流已不会再发生变化，所以磁化的极端情况宜控制在1≤S K 的范围内。
因此我们的研究重点是-1<K S <1的情况。
2、2 它励偏磁式磁控电抗器特点：励磁电源靠外部提供这种结构的特点是偏磁磁通0φ经两边柱和上下轭铁构成回路；交流工作磁通j φ经两边柱、上下轭铁汇集到中柱构成回路；铁芯的边柱上布置了两级减小截面的部分，这两部分为铁芯磁化区，称中截面部分为第一级磁化区，小截面部分为第二级磁化区，他们工作在不同的饱和度下。
电抗器工作原理
电抗器工作原理一、概述电抗器是一种电气元件，用于调节电路中的电流和电压。
它通过改变电路中的电感或者电容来实现阻抗的调节。
本文将详细介绍电抗器的工作原理及其在电路中的应用。
二、电抗器的工作原理电抗器是由线圈和铁芯组成的。
线圈是由绝缘导线绕制而成，而铁芯则用于增强线圈的磁场。
电抗器的工作原理基于线圈中的电感和铁芯中的磁场。
1. 电感电感是指导线中储存的磁能量。
当通过电流时，导线中会产生磁场，这个磁场会导致导线中的电流发生变化。
电感的大小取决于线圈的绕组数目、导线的长度和线圈的形状。
2. 铁芯铁芯是电抗器中的重要组成部份，它可以增强线圈中的磁场。
铁芯是由铁或者其他磁性材料制成的，具有高导磁性能。
当电流通过线圈时，铁芯中的磁场会与线圈中的磁场相互作用，从而增加线圈的电感。
3. 工作原理电抗器的工作原理可以通过以下步骤来解释：- 当电流通过电抗器时，线圈中会产生磁场。
- 磁场会导致线圈中的电流发生变化，从而产生电动势。
- 电动势会抵消电流的变化，从而稳定电流的流动。
- 通过调整线圈的电感和铁芯的磁场强度，可以控制电抗器的阻抗。
三、电抗器的应用电抗器在电路中有多种应用，主要包括以下几个方面：1. 电力系统中的无功补偿电抗器可以用于电力系统中的无功补偿，以提高电力系统的功率因数。
通过调整电抗器的阻抗，可以补偿电力系统中的无功功率，从而减少电网的负荷。
2. 电子设备中的滤波器电抗器可以用作电子设备中的滤波器，用于滤除电路中的高频噪声。
通过选择合适的电感值，可以将高频信号滤除，从而提高电子设备的性能和稳定性。
3. 电力传输路线中的稳压器电抗器可以用于电力传输路线中的稳压器，用于调节电压的波动。
通过调整电抗器的阻抗，可以稳定电力传输路线中的电压，从而保护电力设备和提高电力传输的效率。
4. 电动机的启动和控制电抗器可以用于电动机的启动和控制。
通过调整电抗器的阻抗，可以控制电动机的启动和运行过程中的电流和电压，从而实现电动机的平稳启动和精确控制。
磁控电抗器基本原理
基本原理磁阀式可控电抗器，简称磁控电抗器（MCR），是基于磁放大器原理来工作的，它是一种交直流同时磁化的可控其饱和度的铁芯电抗器，工作时，可以用极小的直流功率（约为电抗器额定功率的0.1%～0.5%）来改变控制铁芯的工作点（即铁芯的饱和度或者说改变铁芯的导磁率μ），来改变其感抗值，从而达到调节电抗电流的大小并平滑调节无功功率的目的。
其突出的优点是：稳定、可靠、体积小、成本较低、控制灵活、维护管理简便。
图 1 磁控电抗器的原理示意图及工作时的磁化曲线图 2 磁控电抗器工作原理图如上图所示，磁控电抗器的主铁心分裂为两半（即铁心1和铁心2），截面积为A,每一半铁心截面积具有减小的一段，四个匝数为N/2的线圈分别对称地绕在两个半铁心柱上（半铁心柱上的线圈总匝数为N），每一半铁心柱的上下两绕组各有一抽头比为δ=N2/N的抽头，它们之间接有晶闸管K1(K2),不同铁心上的上下两个绕组交叉连接后，并联至电网电源，续流二极管则横跨在交叉端点上。
在整个容量调节范围内，只有小面积段的磁路饱和，其余段均处于未饱和的线性状态，通过改变小截面段磁路的饱和程度来改变电抗器的容量。
MCR制造工艺简单，结构稳定，对于提高电网的输电能力、调整电网电压、补偿无功功率以及限制过电压都有非常大的应用潜力。
图 3 MCR电路结构图由上图可以看出，若K1、K2不导通，根据绕组结构的对称性可知，MCR 相当于一个空载变压器。
假设电源e处于正半周，晶闸管K1承受正向电压，K2承受反向电压。
若K1被触发导通（即a、b两点等电位），电源e经变比为δ的线圈自耦变压后由匝数为N2的线圈向电路提供直流控制电压（δEm sin ωt）和电流iy′、iy′′。
不难得出K1导通时的等效电路如下图(a)所示。
同理，若K2在电源的负半周导通（即c、d两点等电位），则可以得出如下图(b)所示的等效电路。
图 4 晶闸管导通的等效电路图由图可见，K2导通所产生的控制电流iy′和iy′′的方向与K1导通时所产生的一致，也就是说在电源的一个工频周期内，晶闸管K1、K2的轮流导通起了全波整流的作用，二极管起着续流作用。
磁控电抗器的动态无功补偿装置
率采样点既可以为变压器 110 kV 侧，也可以为220 kV
侧，主要取决于功率的考核点，实际选择点为110 kV。
5.2 效果分析
变电站主变压器容 量 为 120 MVA，220 kV 线 路 出 线 6 条 ，110 kV 出 线 6 条 ， 装 有 容 性 补 偿 装 置 4 组共 24 Mvar，感性补偿装置 4 组共 40 Mvar。 投运以 来，丰水期 220 kV 侧存在高电压水平运行。 110 kV 侧电压受所带负荷（电气化铁路等波动性负荷）性质 影响较大。 通过现场试验，对电抗器投运后系统的 电压质量进行了分析。
3 控制系统设计
3.1 信号检测
从实际 情 况 出 发 ，假 定 系 统 电 压 （u）为 正 弦 波 ，
电 流 （i）为 非 正 弦 波 ，分 别 表 示 为 ：
Σ
ΣΣu= 姨 2 Usin ωt
ΣΣ
Σ
∞
Σ ΣΣΣΣi=I0 + 姨 2 In sin（nωt+φn ）
Σ
n=1
（1）
33
输配电
中国电力
器 的 功 率 ，QL 为 磁 控 电 抗 器 吸 收 的 感 性 无 功 功 率 ， QC 为电容器组发出的感性无功功率 （吸收的容性无 功功率）。
1.3 谐波特性
从 文 献 ［11］知 单 级 磁 饱 和 电 抗 器 在 不 同 磁 饱 和 度时的基波和谐波电流关系， 得到磁控电抗器在单 相运行方式下所产生的谐波电流（In ）分布如图 3 所 示。 可见 3 次谐波含量的最大值约为 6.9%，5 次的约 为 2.5%，7 次的约为 1.3%。 谐波电流中主要是 3 次谐 波含量。 控制绕组为三角形接线方式，3 次谐波在其 中流通，不在主绕组中出现，可大大减小谐波含量。
磁控电抗器介绍
由图2.3(b)的电路图可知，若晶闸管K1、K2不导通，由绕组结构的对称性可知 可控电抗器与空载变压器相同。当电源e处在正半周期时，晶闸管K1承受正向电 压， K2承受反向电压。若K1触发导通(a、b点电位相等)，电源e经变比为d的线圈 (N/2)自耦变压后由匝数N2的线圈向电路提供直流控制电压和电流iKˊ、 iK〞 。不 难得出K1导通时的等效电路，如图2.4(a)所示。同理，若K2在电源的负半周期导 通(c、d电位相同)，则可得出图2.4(b)所示的等值电路。由图可见，K1导通所产生 的控制电流方向与K2导通时所产生的一致，也就是说在电源的一个工频周期内， K1、K2的轮流导通起了全波整流的作用，而二极管D的作用是续流。与一般的可 控整流原理一样，其有利于晶闸管K1、K2的关断，提高整流效率。
目前世界上最主要的MCR制造商有独联体可控电抗器 集团(Controllable Electfic Reactors Consortium of Russia & the Commonwealth of Independent States (CIS)，CERC)，在 美国建立了网站()进行宣传； 俄罗斯表示将会用MCR全部取代TCR；美国电力科学研究 院(EPRI)于2002年9月宣布推广MCR技术在国内的应用， 并给予经费资助；印度和巴西等国也表示出对MCR的极大 关注。为满足电力系统结构不断升级的要求，相信随着我 国特高压电网建设时代的到来，MCR在我国也将具有广阔 的应用前景。
图2.4 晶闸管导通时可控电抗器等效电路图
图2.5 K1、K2导通时等效电路图
2.2.3
磁控电抗器的工作状态
根据上图的磁阀式可控电抗器原理，磁阀式可控电抗器的晶闸管K1、晶闸管 K2及二极管D的可能导通情况，可以列出一下5种状态： (1) K1导通、D截止、K2截止； (2) K1导通、D导通、K2截止； (3) K1截止、D导通、K2截止； (4) K2导通、D截止、K2截止； (5) K1截止、D导通、K2导通； 总结5种状态，磁阀式可控电抗器在正弦电压的作用下，K1 、K2 、D轮流 导通的情况如下图2.6所示：
磁控电抗器原理
磁控电抗器原理磁控电抗器MCR通过电压调整，减少波动，滤除无功冲击，提高输送电能的品质。
并通过阻尼电压振荡，提高系统的静稳极限，允许更高的电压传输。
在技术、价格和使用维护方面MCR与TCR、固定电容器、SVC、同步补偿器等补偿装置相比具有很强的竞争力。
2.1电动机软起动的定义运用串接于电网和电动机之间的、导通能力可控的软起动装置，令电动机以小于其堵转值的电流使电动机的转速平缓上升，直至起动完成再投全电压，即为软起动。
软起动可减小电动机硬起动（即直接起动）引起的电网电压降，不妨碍共网其它电气设备的正常运行，可减小电动机的冲击电流，避免它所造成的电动机过大的局部温升，从而延长电动机寿命，可减少电磁干扰，确保周边电气仪表的正常运行，可减小机械冲力，减缓对所驱动的机械设备（轴、啮合齿轮等）的冲击。
2.2我公司选用磁控软起动装置的原因当前可采用的软起动装置主要类型是：变频器软起动、晶闸管软起动、磁控软起动和液阻软起动。
我们对磁控软起动装置的比较特点作了如下的分析：2.2.1与高压变频器软起动装置比较：变频器起动高压电动机是目前最理想的起动装置，它性能优越且参数设置方便，但变频器一般用于调速，若仅作为起动装置，其优越性无法充分体现。
与之相比，磁控软起动装置价格便宜（约为高压变频器软起动装置价格的1/4～1/8），性价比高，可实施性好。
2.2.2与液体电阻软起动装置比较：液体电阻软起动装置具有不产生高次谐波，价格低的优点，但其装置的体积大，且需定期给液箱补水，给极板作清洁处理，起动重复性差。
与之相比，磁控软起动装置体积小、维护方便、性能稳定，而且价格上也不相上下。
2.2.3与晶闸管软起动装置比较：晶闸管软起动装置具有起动平稳、体积小，结构紧凑，起动重复性好，保护周全等优点，但是晶闸管高压产品的价格太高、引起的高次谐波较严重。
磁控软起动装置具有其所具有的几乎全部功能，但价格便宜、高次谐波污染不严重。
我们认为，磁控软起动的性价比占优。
3 磁控电抗器(二)
谐波含量随 KS 的变化关系
KFeq=0.9 0.6 0.8 Ks 1
2）采用两级变化截面可以有效减小谐波
2.3.3 提高动态响应的方法
1） 预偏磁
常态下无电压，如何提供预偏磁，如何调节电抗器呢？ 外部接入励磁电流的方法如下：
10
2） 提高δ 值：
δ = N1
它反映整流电压的大小，但是这将使电流分辩率降低
+
X
A
N1
-D N2 + +
-
+
- K2
+
X
X
X
图 4 负半波整流励磁电路
4
A
A
A
N1
K1
N2
N1
K1
N2
K2
N1
K1
+D N2 -
K2
+
K2
-
X
X
X
图 5 单相全波整流电路
A
A
A
X
K1 导通时
X
D 导通时 图 6 偏磁电流
X
K2 导通时
5
图 3 电源正负半周时的交直流磁路
1) 5 种可能的状态：
2.3.1 自励偏磁式磁控电抗器原理分析（磁阀式可控电抗器）
A
N1
K1
+D N2 -
+
-
图 1 结构图
K2
X
图 2 接线图
1
复习 1：大电感负载下单相半波可控整流电路
无续流情况
有续流情况
大电感负载下需要加续流二极管
2
复习 2：大电感负载下单相全波可控整流电路
大电感负载下加续流二极管可以使移相范围从 0 ∼ π 扩大到 0 ∼ π ，且整流输出电压
磁控电抗器与SVG配合补偿在地铁供电系统中的应用
- 56 -工 业 技 术０ 引言随着城市轨道交通的飞速发展，地铁供电系统的重要性越来越高，对城市轨道交通供电系统的质量要求也越来越高。
因此，地铁供电系统功率因数的高低决定了地铁供电系统的供电质量，对提升电能效益具有积极意义。
但是在实际应用中，地铁用电负荷随时间呈现不均匀性，大量的感性负载及容性负载分部，使得地铁供电系统的功率功率因数时刻在变化，地铁的供电质量有待提高。
一般而言，供电管理部门会根据相关的电源管理规定确定功率因数，设置下限值。
因此，积极有效地进行地铁供电系统内的无功补偿，提高功率因数，成为现场应用研究的重点问题。
１ 地铁供电系统中传统ＳＶＧ补偿方式介绍现在比较常见的补偿方式是在地铁供电系统35 kV 电源母线上，并联SVG 动态补偿装置和固定电抗器进行配合补偿，固定电抗器为供电系统提供固定的感性无功，用于补偿高压电缆的容性无功。
SVG 动态无功补偿装置以大功率IGBT管为核心[1]，通过调节工作方式，可以补偿容性无功，又可以补偿感性无功。
通常SVG 通过连接变压器接入35 kV 母线，与系统电压保持同频、同相，通过调节输出电压的幅值与系统电压幅值之间的关系来确定输出功率的性质，即当电压幅度值高于系统侧，则其作为容性运行，输出容性无功功率，抬升网压；反之当电压幅度小于系统侧电压幅度时，其作为感性运行，输出感性无功功率，拉低网压。
SVG 动态无功补偿装置的优点是响应时间快、工作范围广，缺点是控制复杂且成本高。
采用SVG 加固定电抗器的补偿方式是将设备并接入35 kV 中压系统，补偿的容量有限[2]。
２ 磁控电抗器补偿方式介绍２．１ 磁控电抗器电气结构与原理磁控电抗器（MCR）是指磁阀式可控电抗器，是一种容量可调节的电抗器。
磁控电抗器采用并联方式接入110 kV系统，通过调节磁控电抗器的输出容量实现对容性无功的补偿。
磁控电抗器的工作原理是通过改变电抗器内直流电流的大小来改变铁心的磁饱和度[3]，从而平滑地改变电抗值和电抗容量，实现容量的平滑调节。
MCR是什么
磁控电抗器（magnetic control reactor)全称是磁阀式可控电抗器，简称MCR，是一种容量可调的并联电抗器，主要用于电力系统的无功补偿。
MCR的由来由于电力系统的需求，可控电抗器一直以来就是一个研究热点，其中前苏联科学家提出的借助直流控制的磁饱和型可控电抗器得到了推广和应用。
该类电抗器是借助控制回路直流控制电流的激磁改变铁心的磁饱和度，从而达到平滑调节无功输出的目的。
它是在磁放大器的基础上发展起来的。
早在1916年就由美国的E.F.W亚历山德逊提出了“磁放大器”的报告。
到了40年代，随着高磁感应强度及低损耗的晶粒取向硅钢带和高磁导、高矩形系数的坡莫合金材料的出现，将饱和电抗器的理论和应用提高到了一个新水平，1955年世界上第一台可控电抗器在英国制造成功，其额定容量为100MVA，工作电压为6.6 ~22 。
20世纪70年代以来，由于可控硅器件迅速发展及相控电抗器的出现，可控电抗器被打入“冷宫”。
随着电力工业的高速发展，人们对供电质量及可靠性的要求越来越高。
由此产生了一系列问题:超(特)高压大电网的形成及负荷变化加剧，要求大量快速响应的可调无功电源来调整电压，维持系统无功潮流平衡，减少损耗，提高供电可靠性。
20世纪70年代以来发展起来的相控电抗器（TCR）高昂的造价决定了其在电力系统中广泛应用的不合理性。
鉴于上述原因，电力专家们转而寻求更加经济和可靠的可调无功补偿装置。
1986年，原苏联学者提出了磁阀式可控电抗器的新型结构，从而使得可控电抗器的发展有的突破性进展。
新型可控电抗器可以应用于直到1150KV 的任何电压等级的电网作为连续可调的无功补偿装置，因而可直接接于超高压线路侧，同时发挥同步补偿机和并联电抗器的作用。
编辑本段MCR的原理磁控电抗器由控制部分和电抗器本体组成，原理图(单相)如下，该电抗器的主铁芯中间部分是长度为L的小截面段，上下两个半芯柱上分别对称地绕有匝数为N/2的绕组；每一铁芯柱的上（下）绕组有一抽头比为δ＝N2／N的抽头，它们与各自铁芯柱的下（上）绕组的首（末）端之间接有晶闸管K1和K2，不同铁芯的上、下两个绕组交叉联接后并至电网，二极管D则横跨在交叉端点用于续流。
磁阀式可控电抗器MCR原理及应用
磁阀式可控电抗器原理及应用在电力系统中，电压和频率是衡量电能质量的两个最基本、最重要的指标。
而无功补偿技术是电压控制的重要方法之一。
交流电网输出的功率包括两部分：有功功率和无功功率。
有功功率是指直接消耗电能，把电能转变为机械能、热能或化学能，利用这部分能量作功。
而无功功率则是指为建立交变磁场所需要的电功率，这部分电能并不做功。
1.无功补偿目的供电部门对电网的期望是安全稳定、输电能力好。
工业用户的期望则是提高用户侧电能质量、提高用电效率和降低电能损耗。
然而大型电力电子装置、非线性电力电子器件、大型冲击性负载（如轧机、电弧炉等）、铁磁饱和型设备（如变压器、电抗器等）、电弧型设备（各种炼钢电弧炉、交流电弧焊机等）、新能源接入（风电等）等的应用，造成电网的电压波动、闪变，产生大量的谐波，导致功率因数低、三相不平衡等。
同步发电机是电力系统中最基本的有功和无功电源（额定功率因数为0.85～0.9，即每发出100kW有功就要发出62～48kvar无功）。
输电线路是一个被动的无功电源（主要在超高压电网影响显著）。
然而由于无功消耗源的分散性，如果仅仅依靠发电机集中提供无功电源，将造成无功功率的长距离传输，将加大有功损耗和电压降落；因此，国家统一规定了各分散点电压、频率偏移幅度的容许范围，谐波允许范围，功率因数奖惩制度等，使得供电部门和用户需要分散性地配置各类无功补偿装置，如同步调相机、并联电容器、静止无功补偿器等。
1）对电力系统随着空调负荷的增长，特别是各类电力电子负荷的快速增加，配电网络无功波动变化率越来越大，谐波影响也越来越明显，极大地影响了供电质量。
而各类民用、工业设备对供电电压、系统谐波等要求日趋严格，对供电质量的要求越来越高。
因此，在配电网中也存在应用SVC装置的客观要求：一是就地补偿各类动态无功负荷变化；二是抑制无功变化引起的电压波动和闪变；三是消除谐波；四是通过分相调节，补偿三相不平衡度。
在高压、超高压输电系统中应用无功补偿装置则着力于提高通道输送容量、增强暂态稳定性、抑制低频振荡、控制电压波动、缓解次同步谐振、改善直流输电系统性能、限制工频过电压等作用。
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基本原理
磁阀式可控电抗器，简称磁控电抗器（MCR），是基于磁放大器原理来工作的，它是一种交直流同时磁化的可控其饱和度的铁芯电抗器，工作时，可以用极小的直流功率（约为电抗器额定功率的0.1%～0.5%）来改变控制铁芯的工作点（即铁芯的饱和度或者说改变铁芯的导磁率μ），来改变其感抗值，从而达到调节电抗电流的大小并平滑调节无功功率的目的。
其突出的优点是：稳定、可靠、体积小、成本较低、控制灵活、维护管理简便。
图 1 磁控电抗器的原理示意图及工作时的磁化曲线
图 2 磁控电抗器工作原理图
如上图所示，磁控电抗器的主铁心分裂为两半（即铁心1和铁心2），截面积为A,每一半铁心截面积具有减小的一段，四个匝数为N/2的线圈分别对称地绕在两个半铁心柱上（半铁心柱上的线圈总匝数为N），每一半铁心柱的上下两绕组各有一抽头比为δ=N2/N的抽头，它们之间接有晶闸管K1(K2),不同铁心上的上下两个绕组交叉连接后，并联至电网电源，续流二极管则横跨在交叉端点上。
在整个容量调节范围内，只有小面积段的磁路饱和，其余段均处于未饱和的线性状态，通过改变小截面段磁路的饱和程度来改变电抗器的容量。
MCR制造工艺简单，结构稳定，对于提高电网的输电能力、调整电网电压、补偿无功功率以及限制过电压都有非常大的应用潜力。
图 3 MCR电路结构图
由上图可以看出，若K1、K2不导通，根据绕组结构的对称性可知，MCR 相当于一个空载变压器。
假设电源e处于正半周，晶闸管K1承受正向电压，K2承受反向电压。
若K1被触发导通（即a、b两点等电位），电源e经变比为δ的线圈自耦变压后由匝数为N2的线圈向电路提供直流控制电压（δEm sin ωt）和电流iy′、iy′′。
不难得出K1导通时的等效电路如下图(a)所示。
同理，若K2在电源的负半周导通（即c、d两点等电位），则可以得出如下图(b)所示的等效电路。
图 4 晶闸管导通的等效电路图
由图可见，K2导通所产生的控制电流iy′和iy′′的方向与K1导通时所产生的一致，也就是说在电源的一个工频周期内，晶闸管K1、K2的轮流导通起了全波整流的作用，二极管起着续流作用。
改变K1、K2的触发角便可改变控制电流的大小，从而改变电抗器铁心的饱和度，以平滑连续地调节电抗器的容量。