无级可调饱和补偿电抗器制造技术

一种无级可调饱和补偿电抗器，包括层压的芯，其每一相具有两个通过磁轭连接的被缠绕的腿部(1,2)，在每个被缠绕的腿部上布置有网络绕组支路(3，4)，且一个相的两个网络绕组支路的高压端连接到相导体，这些网络绕组支路的低压端(N1,N2)连接到直流电压源。该无级可调饱和补偿电抗器应该减小直流电压源的功率、工作电流的畸变度以及减小直流电压源的数目。为此，直流电压源包括两个极性相反的、稳定化且单极接地的换流器(6,7)，且每一相包括两个由控制系统(14)控制的电子晶体管转换开关(5a,5b)，且控制系统构建为使得一相的两个网络绕组支路的直流馈电经由相应的电子晶体管转换开关脉冲式进行，且从不同的换流器的相反极进行所述直流馈电。

Stepless adjustable saturation compensating reactor

A stepless adjustable saturation compensation reactor, including the laminated core, each phase has two connected by a magnetic yoke is wound in the leg (1,2), is wound on each leg is arranged on the winding branch network (3, 4), and a high pressure phase of the two winding branch network the terminal is connected to the phase conductors, low voltage winding branch of these networks (N1, N2) connected to the DC voltage source. The stepless adjustable saturation compensation reactor shall reduce the power of the DC voltage source, the distortion of the operating current, and the number of DC voltage sources. Therefore, the DC voltage source includes two opposite polarity, stabilized and monopolar grounding converter (6,7), and each phase consists of two by the control system (14) electronic control switch transistor (5a, 5b), and the control system is made of one phase of the two network winding branch current fed via an electronic switch transistor corresponding pulse, and different from the converter to the opposite pole of the DC feeder.

【技术实现步骤摘要】
无级可调饱和补偿电抗器
本专利技术涉及一种无级可调饱和补偿电抗器，其包括层压的芯，该芯的每一相具有两个被缠绕的腿部，这两个腿部通过磁轭连接，其中，在每个被缠绕的腿部上布置有网络绕组支路，并且一个相的两个网络绕组支路的高压端连接到相导体，这些网络绕组支路的低压端连接到直流电压源。
技术介绍
开头提及类型的可通过预磁化连续控制的补偿电抗器(MCSR:磁控电抗器)可以用于在高压网络和传输线中负载波动情况下的电压稳定化，以及用于补偿高压网络和工业设备中多余的无功功率。相比于通过分级开关可变的电抗器，MCSR具有如下优点：-无功功率的明显更大的调节范围：在MCSR中是1:100，而非在用分级开关调节时的电抗器情况下的最大1:2(具有强烈波动负载的网络需要至少1:10)，-用于将无功功率从最小变为最大所需的明显更小的时间：在MCSR中是0.3s，而非在用分级开关调节时的电抗器情况下的1-3分钟(为了在甩负荷后补偿网络电压跳跃，需要大约0.3s)，-在MCSR中不限制功率调节的次数(在用分级开关调节时的电抗器情况下，该次数受到分级开关触头使用寿命的限制)。然而，与用分级开关调节时的电抗器相比，MCSR的缺点包括电流曲线畸变、更高的成本和损耗。与例如从Cigré-Paper12-05,1978,"Reactortransformerforcontrollablestaticcompensators"中已知的静止无功补偿器(SVC：静止无功补偿器)相比，MCSR具有更小的成本和损耗以及更高的可靠性。这通过电子开关系统的明显更小的功率引起(在MCSR中的电抗功率的1-2％，而非SVC中的100％)。在BeckerH.:"DiesteuerbareDrosselspule.EinstatischerPhasenschieberzurKompensationvon"ETZ-B,1971,Bd.23,H.12中给出了对于现代MCSR的构造和作用方式的首次描述。按照其，MCSR包括：如在变压器中那样的闭合的层压铁芯；连接于馈电网络的交变电流绕组；从直流电压源馈电的直流控制绕组GW；以及连接成三角形的补偿绕组DW。一相的每个所提及的绕组划分为两个相同的、串联连接的部分，其绕制于两个不同的芯腿部。绕组PW的部分彼此相同地连接，并且在两个腿部中产生相同定向的磁通AC。绕组GW的部分相反连接，并且在两个腿部中产生相反定向的磁通DC。在一个半周期中，磁通AC和DC在第一腿部中相加，并且在第二腿部中相减。在第二半周期中该过程相反。在绕组GW中的预磁化电流足够大时，腿部1在第一半周期的一个部分内进入饱和，并且腿部2在第二半周期的相同部分内进入饱和。在腿部饱和期间，绕组PW的、绕制在腿部上的部分的电感被强烈减小，这引起了具有正或负极性的电流脉冲。通过直流电压在绕组GW上的变化，可以调节腿部的饱和状态的持续时间和由此调节绕组PW中的电流幅度。MCSR的工作电流的曲线基本上不是正弦形的，因为在芯腿部的不饱和状态期间没有电流流过绕组PW。在MCSR的额定运行中，每个腿部的饱和状态的持续时间为恰好半周期。由此，绕组PW中的电流几乎是正弦形的。通过绕组GW的背对背连接(Gegenschaltung)，所有偶次谐波的电流在该绕组中循环。通过补偿绕组DW的三角电路，3次、9次等电流谐波在其中循环。由此，绕组GW和DW用作偶次谐波和可被3整除的谐波的滤波器。其它谐波：5次、7次、11次等未被补偿，并且进入到被馈电的网络中。在需要时可以通过使用外部连接到绕组DW上的LC滤波器来抑制这些谐波。结合MCSR在俄罗斯和乌克兰的发展和生产，在随后的多年里，上面描述的MCSR设计在减低生产成本和损耗的方向上被改进，参见例如UdSSR专利1762322，专利RU2063084、专利RU2132581和专利RU2217829。在O.M.Budargin,L.V.Makarevitsch,L.A.Mastrukov:"Einegesteuerte-Drosselspule180Mvar,500kVvonOAG'Elektrozavod'",ElektroN6,2012中提出了，移除预磁化绕组GW和将其功能传递给网络绕组PW。根据该文献，每个相的网络绕组包括两个相同的并联支路，其布置在不同的芯腿部上。所有相的第一支路形成第一星，第二支路形成第二星。两个星以高压端连接到传输线AC。在两个星的星点之间连接了被调节的直流电流源。每个星点经由接地电抗器接地。通过移除直流绕组，额定损耗减小约50％，总重量减小约15％。在专利RU2320061中，对所提及的方案的改进方式是：用从AC网络AC馈电的、六个(一相两个)分开的交流电压源D替代整个直流电压源。在周期的特定部分中，源D经由功率晶体管或者晶闸管与相应网络绕组支路的低压端连接。由此在其中产生所需的预磁化电流。在周期的其余时间中将该绕组端接地。该方案允许排除接地电抗器并且对进入到相中的电流进行分别调节，这保证了对称性。预磁化脉冲的中点相对于工作电流脉冲的中点推移了四分之一周期，这相比于之前提及的解决方案减小了直流电流源所需的功率。后一提及的方案被视为最接近的现有技术。该解决方案的主要缺点是MCSR的工作电流在周期的一个部分中流过具有较小功率的交变电流源D。随着工作电流上升到额定值，工作电流脉冲的持续时间越来越大，最大是半个周期，即，其超过了工作和预磁化电流的脉冲起点之间的时间偏移。交变电流源D是具有初级和次级绕组之间大的距离的换流器变压器，以便在MCSR星点的检查电压下保证该路径的绝缘强度。因此，换流器变压器的绕组之间的电抗可以与MCSR在芯腿部完全饱和情况下的额定电感相比较。这会导致MCSR的电流波形的畸变和导致电子开关的危险的电压升高。现有技术的又一缺点是，源D在控制脉冲的作用持续时间内非恒定的电压导致的预磁化电流与控制参数-控制脉冲在电子开关上的持续时间-的非线性关系。这导致在MCSR的额定电流范围中，反馈回路中的放大系数减小，以及导致调节误差的相应放大。
技术实现思路
本专利技术的任务是提出一种开头提及类型的无级可调饱和补偿电抗器，其减小了直流电压源的功率、工作电流的畸变度和调节误差，以及减小了直流电压源的数目。该任务根据本专利技术通过如下解决，即，直流电压源包括两个极性相反的、稳定化且单极接地的换流器，以及对于每一相包括两个由控制系统控制的电子晶体管转换开关，以及，控制系统构建为使得一相的两个网络绕组支路的直流馈电经由相应的电子晶体管转换开关脉冲式地进行，以及，从不同的换流器的相反极进行到两个网络绕组支路中的直流馈电。本专利技术基于如下考虑，即，类似于现有技术，首先，MCSR的每一相包含网络绕组的两个并联支路，其布置在层压芯的不同腿部上，并且连接在网络相和预磁化源之间。与现有技术不同，在此提出的MCSR具有带有正和负极性的两个单极接地的稳定化变流器。借助受控的电子晶体管转换开关，将相应的换流器短时地连接至并联绕组支路的低压端。由此，在两个绕组支路中，生成所需的预磁化电流。在此，换流器有利地是相同的，即构造相同，然而在此布置为极性相反。网络绕组的每个并联支路对应于一个晶体管转换开关。晶体管转换开关有利地分别包括至少三个工作位置，并且第一工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无级可调饱和补偿电抗器，包括层压的芯，该芯的每个相具有两个被缠绕的腿部(1，2)，这两个腿部通过磁轭连接，其中，在每个被缠绕的腿部(1，2)上布置有网络绕组支路(3，4)，并且一相的两个网络绕组支路(3，4)的高压端连接到相导体，并且这些网络绕组支路的低压端(N1，N2)连接到直流电压源，其特征在于，直流电压源包括两个极性相反的、稳定化的、单极接地的换流器(6,7)，以及对于每个相包括两个由控制系统(14)控制的电子晶体管转换开关(5a，5b)，以及，控制系统(14)构建为使得一相的两个网络绕组支路(3,4)的直流电流馈电经由相应的电子晶体管转换开关(5a，5b)脉冲式地进行，以及，从不同的换流器(6,7)的相反的极进行到两个网络绕组支路(3,4)中的直流电流馈电。

【技术特征摘要】
2015.11.10 EP 15193880.01.一种无级可调饱和补偿电抗器，包括层压的芯，该芯的每个相具有两个被缠绕的腿部(1，2)，这两个腿部通过磁轭连接，其中，在每个被缠绕的腿部(1，2)上布置有网络绕组支路(3，4)，并且一相的两个网络绕组支路(3，4)的高压端连接到相导体，并且这些网络绕组支路的低压端(N1，N2)连接到直流电压源，其特征在于，直流电压源包括两个极性相反的、稳定化的、单极接地的换流器(6,7)，以及对于每个相包括两个由控制系统(14)控制的电子晶体管转换开关(5a，5b)，以及，控制系统(14)构建为使得一相的两个网络绕组支路(3,4)的直流电流馈电经由相应的电子晶体管转换开关(5a，5b)脉冲式地进行，以及，从不同的换流器(6,7)的相反的极进行到两个网络绕组支路(3,4)中的直流电流馈电。2.根据权利要求1所述的无级可调饱和补偿电抗器，其中，所述换流器(6,7)构造相同。3.根据权利要求1或2所述的无级可调饱和补偿电抗器，其中，所述晶体管转换开关(5a，5b)分别包括至少三个工作位置，第一工作位置将第一网络绕组支路(3)的低压端(N1)与第一换流器(6)连接和将第二网络绕组支路(4)的低压端(N2)与第二换流器(7)连接，第二工作位置将网络绕组支路(3，4)的每个低压端(N1，N2)与接地的星点接头连接，第三工作位置将第一网络绕组支路(3)的低压端(N1)与第二换流器(7)连接和将第二网络绕组支路(4)的低压端(...

【专利技术属性】
技术研发人员：A布宁，K洛帕奇，J施尼德斯，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE