快速响应磁控电抗器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种快速响应磁控电抗器，适用于风电场动态无功补偿装置。本实用新型专利技术是在现有的普通磁控电抗器的基础上改进而成的，其主要改进点是增加一阻尼电阻R和与阻尼电阻R并联的IGBT。所述阻尼电阻R接在续流二极管D1的正极与第一线圈L1的尾端D11之间；所述绝缘栅双极型晶体管IGBT与阻尼电阻R并联，其栅极G接IGBT驱动芯片的输出端；所述第一抽头K11与第二抽头K12之间的匝数为n1，所述第一线圈L1和第二线圈L2的第一抽头比δ1==1.5～3.0%；所述第三抽头K21与第四抽头K22之间的匝数为n2，所述第三线圈L3和第四线圈L4的第二抽头比δ2==15～20%。本实用新型专利技术的优点是由于采用阻尼电阻实现快速退磁，实现磁控电抗器的快速动态响应，简单实用、可靠高、成本低。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种快速响应磁控电抗器，适用于风电场动态无功补偿装置。
技术介绍
风电是一种清洁、可再生能源，是各国争相发展的新能源，我国的风电装机容量的增长速度近几年都是世界最高的。为了保证电网的稳定可靠，风电并网必须满足一系列严格的条件，对无功补偿不仅有容量要求，还要求有足够快速的响应速度。国家电网调2011974号《关于印发风电并网运行反事故措施要点的通知》要求:“风电场应综合考虑各种发电出力水平和接入系统各种运行工况下的稳态、暂态、动态过程，配置足够的动态无功补偿容量，且动态调节的响应时间不大于30ms。风电场无功动态调整的响应速度应与风电机组高电压穿越能力相匹配，确保在调节过程中风电机组不因高电压而脱网。”响应速度的提高作为动态无功补偿装置优化的重要组成部分越来越受到极高的重视。当前风电场中存在大量磁控(MSVC)动态无功补偿成套装置，其响应速度都在IOOms以上，远远超出国家电网调2011974号文件要求的30ms，急待解决。目前采用的普通磁控电抗器(见图1)的每相包括对称设置的两个铁芯柱、套在两个铁芯柱上的带抽头的第一至第四线圈Lf L4、第一至第二可控硅Κ1 (2、续流二极管Dl ；所述第一至第四线圈Lf L4的匝数均为N匝；第一线圈LI和第二线圈L2套在一个铁芯柱上，第三线圈L3和第四线圈L4套在另一个铁芯柱上，第一线圈LI的尾端Dll接第四线圈L4的首端D22，第二线圈 L2的首端D12接第三线圈L3的尾端D21，绕流二极管Dl的正极接第一线圈LI的尾端D11，续流二极管Dl的负极接第三线圈L3的尾端D21 ;第一至第四线圈Lf L4的抽头分别为第一至第四抽头Κ11、Κ12、Κ21、Κ22 ;第一可控硅Kl的阳极接第一抽头KlI，其阴极接第二抽头Κ12 ;第二可控硅Κ2的阴极接第三抽头Κ21，其阳极接第四抽头Κ22 ;所述第一线圈LI的首端Al和第三线圈L3的首端Α2均接三相交流电源的A相接线端子；第二线圈L2的尾端Xl和第四线圈L4的尾端Χ2均接X接线端子。上述普通磁控电抗器的第一抽头比为S1，第二抽头比为δ2，并且δ1=δ2。由于普通磁控电抗器的第一至第四线圈LfL4的电感值较大，充放电时间常数(τ =L/R)数值大，因此，响应速度慢。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单、可靠性高和成本低的快速响应的磁控电抗器。本技术解决其技术问题所采用的技术方案:本技术是在现有的普通磁控电抗器的基础上改进而成的，其主要改进点是增加一阻尼电阻R和与阻尼电阻R并联的IGBT。本技术的技术方案如下:—种快速响应磁控电抗器,所述快速响应磁控电抗器为三相或单相快速响应磁控电抗器；所述快速响应磁控电抗器的每相包括对称设置的两个铁芯柱、套在两个铁芯柱上的带抽头的第一至第四线圈LfL4、第一至第二可控硅Κ1 (2、续流二极管Dl ;所述第一至第四线圈Lf L4的匝数均为N匝；第一线圈LI和第二线圈L2套在一个铁芯柱上，第三线圈L3和第四线圈L4套在另一个铁芯柱上，第一线圈LI的尾端Dll接第四线圈L4的首端D22，第二线圈L2的首端D12接第三线圈L3的尾端D21，续流二极管Dl的正极接第一线圈LI的尾端D11，续流二极管Dl的负极接第三线圈L3的尾端D21 ;第一至第四线圈Lf L4的抽头分别为第一至第四抽头Κ11、Κ12、Κ21、Κ22 ;第一可控硅Kl的阳极接第一抽头Κ11，其阴极接第二抽头Κ12 ;第二可控硅Κ2的阴极接第三抽头Κ21，其阳极接第四抽头Κ22 ;所述第一线圈LI的首端Al和第三线圈L3的首端Α2均接三相交流电源的A相接线端子；第二线圈L2的尾端Xl和第四线圈L4的尾端Χ2均接X接线端子；其特征在于所述快速响应磁控电抗器的每相还包括绝缘栅双极型晶体管IGBT和阻尼电阻R ;所述阻尼电阻R接在续流二极管Dl的正极与第一线圈LI的尾端Dll之间；所述绝缘栅双极型晶体管IGBT与阻尼电阻R并联，其栅极G接IGBT驱动·芯片的输出端；所述第一抽头Kll与第二抽头Κ12之间的匝数为nl，所述第一线圈LI和第二线圈L2的第一抽头比5=盖=1.5 3.0% ；所述第三抽头K21与第四抽头K22之间的匝数为n2，所述第三线圈L3和第四线圈L4的第二抽头比δ 2=暴=15 20%。本技术的工作原理如下:本技术所述快速动态响应包括两部分，分别是快速励磁和快速退磁。快速励磁通过大抽头比的自行强励磁实现——抽头比δ增大就是直流励磁电源的电压提高，励磁速度相应提高；快速退磁，通过增设的阻尼电阻来实现。对于大抽头比的强励，不影响设计难度和装置成本，目前各厂家的MCR产品已经普遍应用，实现快速励磁的效果也有了大量事实印证，这里不再赘述。本技术的优点是由于采用阻尼电阻实现快速退磁，实现磁控电抗器的快速动态响应，简单实用、可靠高、成本低。附图说明图1为现有普通磁控电抗器的电路原理图。图2为本技术每相的电路原理图。图3为本技术的二次控制部分的原理框图。具体实施方式由图1所示实施例可知，快速响应磁控电抗器为三相或单相快速响应磁控电抗器；所述快速响应磁控电抗器的每相包括对称设置的两个铁芯柱、套在两个铁芯柱上的带抽头的第一至第四线圈Lf L4、第一至第二可控硅Κ1 (2、续流二极管Dl ;所述第一至第四线圈Lf L4的匝数均为N匝；第一线圈LI和第二线圈L2套在一个铁芯柱上，第三线圈L3和第四线圈L4套在另一个铁芯柱上，第一线圈LI的尾端Dll接第四线圈L4的首端D22，第二线圈L2的首端D12接第三线圈L3的尾端D21，续流二极管Dl的正极接第一线圈LI的尾端D11，续流二极管Dl的负极接第三线圈L3的尾端D21 ;第一至第四线圈Lf L4的抽头分别为第一至第四抽头K11、K12、K21、K22 ;第一可控硅Kl的阳极接第一抽头K11，其阴极接第二抽头K12 ;第二可控硅K2的阴极接第三抽头K21，其阳极接第四抽头K22 ;所述第一线圈LI的首端Al和第三线圈L3的首端A2均接三相交流电源的A相接线端子；第二线圈L2的尾端Xl和第四线圈L4的尾端X2均接X接线端子；其特征在于所述快速响应磁控电抗器的每相还包括绝缘栅双极型晶体管IGBT和阻尼电阻R ;所述阻尼电阻R接在续流二极管Dl的正极与第一线圈LI的尾端Dll之间；所述绝缘栅双极型晶体管IGBT与阻尼电阻R并联，其栅极G接IGBT驱动芯片的输出端；所述第一抽头Kll与第二抽头K12之间的匝数为nl，所述第一线圈LI和第二线圈L2的第一抽头比δ =蒂=1.5 3.0% ；所述第三抽头Κ21与第四抽头Κ22之间的匝数为η2，所述第三线圈L3和第四线圈L4的第二抽头比δ 2= -jp =15 20%。图3所示的二次控制部分由CPU、光纤发送芯片、光纤接收芯片、IGBT驱动芯片组成。本实施例的工作原理:在本实施例中，第一抽头比δ 1=1.5 3.0%与普通磁控电抗器的抽头比δ相等，简称普通抽头，补偿容量小幅波动时由普通抽头进行调节；第二抽头比为δ 2=15 20%，为强励抽头。在大的容量跃升即需要快速励磁时，强励抽头可以保证响应时间不超过30mS。相对于普通磁控电抗器，在续流二极管Dl支路中串接了一只阻尼电阻R，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速响应磁控电抗器，所述快速响应磁控电抗器为三相或单相快速响应磁控电抗器；所述快速响应磁控电抗器的每相包括对称设置的两个铁芯柱、套在两个铁芯柱上的带抽头的第一至第四线圈L1~L4、第一至第二可控硅K1~K2、续流二极管D1；所述第一至第四线圈L1~L4的匝数均为N匝；第一线圈L1和第二线圈L2套在一个铁芯柱上，第三线圈L3和第四线圈L4套在另一个铁芯柱上，第一线圈L1的尾端D11接第四线圈L4的首端D22，第二线圈L2的首端D12接第三线圈L3的尾端D21，续流二极管D1的正极接第一线圈L1的尾端D11，续流二极管D1的负极接第三线圈L3的尾端D21；第一至第四线圈L1~L4的抽头分别为第一至第四抽头K11、K12、K21、K22；第一可控硅K1的阳极接第一抽头K11，其阴极接第二抽头K12；第二可控硅K2的阴极接第三抽头K21，其阳极接第四抽头K22；所述第一线圈L1的首端A1和第三线圈L3的首端A2均接三相交流电源的A相接线端子；第二线圈L2的尾端X1和第四线圈L4的尾端X2均接X接线端子；其特征在于所述快速响应磁控电抗器的每相还包括绝缘栅双极型晶体管IGBT和阻尼电阻R；所述阻尼电阻R接在续流二极管D1的正极与第一线圈L1的尾端D11之间；所述绝缘栅双极型晶体管IGBT与阻尼电阻R并联，其栅极G接IGBT驱动芯片的输出端；所述第一抽头K11与第二抽头K12之间的匝数为n1，所述第一线圈L1和第二线圈L2的第一抽头比δ1=???????????????????????????????????????????????=1.5～3.0%；所述第三抽头K21与第四抽头K22之间的匝数为n2，所述第三线圈L3和第四线圈L4的第二抽头比δ2==15～20%。dest_path_image002.jpg,dest_path_image004.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞桂，张加玉，王苏，
申请(专利权)人：河北旭辉电气股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：