一種縮短暫態(tài)響應時間的飽和電抗器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)送變電技術領域，特別涉及一種縮短暫態(tài)響應時間的飽和電抗器。
【背景技術】
[0002]電抗器在電力系統(tǒng)中的應用非常廣泛。串聯(lián)電抗器可限制短路電流；并聯(lián)電抗器可限制過電壓；電抗器與電容聯(lián)合可構成濾波電路。在一些應用領域，電抗器的電抗值是固定不變的；在一些應用領域，電抗器的電抗值應隨著電力系統(tǒng)運行方式的變化而不斷調節(jié)。電抗值可以連續(xù)調節(jié)的可控飽和電抗器(也稱為:飽和電抗器，磁控電抗器)是重要研宄課題。
[0003]飽和電抗器是利用飽和電抗器閉環(huán)鐵芯的飽和特性來改變電抗器的電抗值。已經有許多飽和電抗器被提出來，中國水利水電出版社2008年出版蔡宣三，高越農著《可控飽和電抗器原理、設計與應用》一書對飽和電抗器作了總結。CN201410714156.6 一種反應快速的直流飽和電抗器，對飽和電抗器的暫態(tài)響應時間作了改進。而如何進一步縮短現(xiàn)有飽和電抗器的暫態(tài)響應時間仍然是重要的研宄課題與研宄方向。
[0004]CN201410714156.6 一種反應快速的直流飽和電抗器，采用在飽和電抗器回路串聯(lián)電阻的方式縮短飽和電抗器的暫態(tài)響應時間。電阻串聯(lián)在電路中，會消耗能量，會發(fā)熱，需要散熱措施。因此如能不用電阻也能縮短飽和電抗器的暫態(tài)響應時間的發(fā)明是有意義的。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為解決上述問題，提供一種不需要增加電阻，并能縮短暫態(tài)響應時間的飽和電抗器。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下方式:
[0007]一種縮短暫態(tài)響應時間的飽和電抗器，它為單相的，包括飽和電抗器閉環(huán)鐵芯，安裝在閉環(huán)鐵芯的兩個鐵芯柱上的各線圈、與各線圈連接的晶閘管以及控制晶閘管的控制電路；
[0008]每個所述鐵芯柱上有三個線圈，三個線圈的匝數(shù)不同，但兩鐵芯柱上處于相同位置的線圈匝數(shù)則相同；
[0009]其中一個鐵芯柱上第一位置的線圈異名端與另一鐵芯柱上第二位置上的線圈的同名端連接；
[0010]其中一個鐵芯柱上第三位置的線圈的同名端與本鐵芯柱第二位置的線圈的同名端連接；
[0011]各鐵芯柱上第三位置的線圈的異名端分別與一個晶閘管連接，晶閘管的控制端與控制電路連接，控制電路控制晶閘管觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調節(jié)晶閘管整流量的大??；
[0012]同一鐵芯柱上第一位置的線圈和第三位置的線圈的暫態(tài)響應趨勢相反，抵消大部分暫態(tài)響應時間，使得飽和電抗器的總體暫態(tài)響應時間縮短。
[0013]本發(fā)明的另一種技術方案為，一種縮短暫態(tài)響應時間的飽和電抗器，它為單相的，包括飽和電抗器閉環(huán)鐵芯，安裝在閉環(huán)鐵芯的兩個鐵芯柱上的各線圈、與各線圈連接的晶閘管以及控制晶閘管的控制電路；
[0014]每個所述鐵芯柱上有三個線圈，三個線圈的匝數(shù)不同，但兩鐵芯柱上處于相同位置的線圈匝數(shù)則相同；
[0015]其中一個鐵芯柱上第一位置的線圈異名端與另一鐵芯柱上第二位置上的線圈的同名端連接；
[0016]其中一個鐵芯柱上第三位置的線圈的同名端與本鐵芯柱第一位置的線圈的異名端連接；
[0017]各鐵芯柱上第三位置的線圈的異名端分別與一個晶閘管連接，晶閘管的控制端與控制電路連接，控制電路控制晶閘管觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調節(jié)晶閘管整流量的大小。
[0018]進一步的，上述所述兩方案中，所述一個鐵芯柱上第一位置線圈的異名端和第二位置線圈的同名端間連接二極管。
[0019]進一步的，所述二極管兩端并聯(lián)電阻。
[0020]進一步的，上述所述兩方案中，所述兩鐵芯柱上第一位置的兩線圈與二極管在控制電路控制晶閘管的觸發(fā)角大小時，則作為高次諧波整流通路；
[0021]在兩鐵芯柱中的工頻磁通不平衡時，二極管提供半波整流勵磁電流即可平衡兩鐵芯柱中的工頻磁通。
[0022]進一步的，上述所述兩方案中，所述晶閘管全截止時，飽和電抗器有最大電抗值，晶閘管兩端有交流電壓；
[0023]所述晶閘管全導通時，飽和電抗器有最小電抗值，晶閘管構成半波整流電路。
[0024]進一步的，所述晶閘管導通時，兩鐵芯柱產生方向相反的直流磁通。
[0025]進一步的，上述所述兩方案中，所述兩鐵芯柱截面積相等，各自至少有能形成一條不經過對方鐵芯柱的磁通閉環(huán)。
[0026]進一步的，上述所述兩方案中，所述閉環(huán)鐵芯是相互沒有通路的兩個閉環(huán)鐵芯或是一體的相互有通路的閉環(huán)鐵芯。
[0027]本發(fā)明的另一種擴展方案為三相飽和電抗器，它為采用上述兩方案中任一所述單相的縮短暫態(tài)響應時間的飽和電抗器的三相的縮短暫態(tài)響應時間的飽和電抗器。
[0028]本發(fā)明的有益效果是:不需要增加電阻，即可縮短飽和電抗器的暫態(tài)響應時間；與晶閘管分別串聯(lián)的直流線圈的匝數(shù)較少，可縮短暫態(tài)響應時間。且第一種縮短暫態(tài)響應時間的飽和電抗器的同一鐵芯柱上兩線圈的暫態(tài)響應趨勢相反，抵消大部分暫態(tài)響應時間，使得飽和電抗器的暫態(tài)響應時間很短。兩種縮短暫態(tài)響應時間的飽和電抗器的電路簡單。
【附圖說明】
[0029]圖1表不一種縮短暫態(tài)響應時間的飽和電抗器。
[0030]圖2表不另一種縮短暫態(tài)響應時間的飽和電抗器。
[0031]其中，1.端子I，2.端子II，3.閉環(huán)鐵芯，4.控制電路。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖與實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0033]實施例1:
[0034]下面結合附圖與實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0035]一種縮短暫態(tài)響應時間的飽和電抗器的結構與連接方式如圖1所示。包括端子II，端子112，飽和電抗器閉環(huán)鐵芯3，控制電路4。飽和電抗器閉環(huán)鐵芯3至少有兩根截面積相等、均有線圈的鐵芯柱；這兩根鐵芯柱各自至少有能形成一條不經過對方鐵芯柱的磁通閉環(huán)。
[0036]閉環(huán)鐵芯3可以是相互沒有通路的兩個閉環(huán)鐵芯，例如1:兩個口字形鐵芯。也可以是一體的，相互有通路的閉環(huán)鐵芯；例如2:三根鐵芯柱，鐵芯柱兩端有磁軛連通三根鐵芯柱，任何兩根鐵芯柱都能夠相互構成磁通閉環(huán)，但至少有兩根能各自形成不經過對方鐵芯柱的閉環(huán)。例如3:四根鐵芯柱，鐵芯柱兩端有磁軛連通四根鐵芯柱，任何兩根鐵芯柱都能夠相互構成磁通閉環(huán)，但至少有兩根能各自形成不經過對方鐵芯柱的閉環(huán)，如圖1所示。
[0037]在閉環(huán)鐵芯3兩根截面積相等的鐵芯柱中，其中一根鐵芯柱上有線圈L1、線圈L3、線圈L5 ;另一根鐵芯柱上有線圈L2、線圈L4、線圈L6 ;線圈L1、線圈L2的匝數(shù)相等；線圈L3、線圈L4的匝數(shù)相等；線圈L5、線圈L6的匝數(shù)相等；線圈L1、線圈L5的匝數(shù)不相等；線圈L3、線圈L5的匝數(shù)不相等。線圈L1、線圈L2的同名端連接端子I 1，線圈LI的異名端連接線圈L4的同名端，線圈L2的異名端連接線圈L3的同名端，線圈L3、線圈L4的異名端連接端子112，線圈L5的同名端連接線圈L3的同名端，線圈L6的同名端連接線圈L4的同名端，線圈L5、線圈L6的異名端分別經正向晶閘管D1、反向晶閘管D2連接端子112 ;晶閘管D1、晶閘管D2的控制端子分別連接控制電路4。
[0038]控制電路4控制晶閘管Dl和晶閘管D2觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調節(jié)晶閘管Dl和晶閘管D2整流量的大小。
[0039]設一種縮短暫態(tài)響應時間的飽和電抗器額定電壓為Ul。一種縮短暫態(tài)響應時間的飽和電抗器接入額定電壓為Ul的電力系統(tǒng)，當控制電路4控制晶閘管Dl和晶閘管D2全截止時，晶閘管Dl和晶閘管D2整流電路不工作，線圈L1、線圈L2、線圈L3、線圈L4流過的是很小的勵磁電流。飽和電抗器有最大電抗值Zmax。
[0040]線圈L1、線圈L2、線圈L3、線圈L4有勵磁電流，會在線圈L1、線圈L2、線圈L3、線圈L4、線圈L5、線圈L6產生感應電壓。由于線圈L1、線圈L2的匝數(shù)相等，線圈L3、線圈L4的匝數(shù)相等，線圈L5、線圈L6的匝數(shù)相等，線圈L3、線圈L5的匝數(shù)不相等；晶閘管Dl和晶閘管D2兩端會有交流電壓，為晶閘管Dl和晶閘管D2整流電路提供交流電源。
[0041]當控制電路4控制晶閘管Dl和晶閘管D2全導通時，晶閘管Dl和晶閘管D2就變?yōu)槎O管特性，晶閘管Dl和晶閘管D2分別構成半波整流電路。線圈L1、線圈L2、線圈L5、線圈L6的直流電流達到最大設計值。線圈L2、線圈L5中的直流電流方向朝下，線圈L1、線圈L6中的直流電流方向朝上。線圈L1、線圈L5在同一鐵芯柱上，如果線圈L1、線圈L5的匝數(shù)相等，線圈LI在鐵芯柱中產生的磁勢與線圈L5在鐵芯柱中產生的磁勢大小相等、方向相反，鐵芯柱中產生的合成磁勢等于零。同理，線圈L2、線圈L6在同一鐵芯柱上，如果線圈L2、線圈L6的匝數(shù)相等，鐵芯柱中產生的合成磁勢等于零。
[0042]由于規(guī)定線圈L1、線圈L5的匝數(shù)不相等，線圈L1、線圈L2的匝數(shù)相等，線圈L5與線圈L6的匝數(shù)相等；兩鐵芯柱中產生的合成磁勢不等于零，且一根鐵芯柱中的直流磁通朝上，另一根鐵芯柱中的直流磁通朝下。線圈LI與線圈L5匝數(shù)不相等的程度越大，鐵芯柱中的直流磁通越大。鐵芯柱中的直流磁通越大，飽和電抗器的的交流無功電流就越大，飽和電抗器的電抗值就越小。根據(jù)設計要求，當控制電路4控制晶閘管Dl和晶閘管D2全導通時，飽和電抗器有最小電抗值Zmin。
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