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其它類型的電抗器

时间:2018-08-08 14:31:25 来源:

CRT 作为一种重要的可控电抗器类型, 对其分类的研究目前尚无文献报道。 近些年的研究主要集中在控制绕组的结构形式及控制方式的方面, 笔者根据控制绕组的结构不同将 CRT 分为单控制绕组型、多控制绕组型、多并联支路型、控制绕组分级式。[3] 

1 单控制绕组型电抗器
单控制绕组型只有一个控制绕组 (单相),考虑谐波抑制目的,增加一个第三绕组。 随着晶闸管触发角的变化,电抗器的功率也随之变化, 由于晶闸管的不完全导通 , 将向CRT 注入谐波。 W3 为谐波抑制绕组,多个 LC 滤波器与其并联, 用来抑制电抗器运行中产生的 3、5、7等各次谐波, 每个 LC 支路对相应次数的谐波产生谐振, 呈现很低的纯电阻性阻抗。 如果将 W3 置于W1 与 W2 之间时,将获得很小,甚至为零的等效电抗,这时谐波电流将不会流入 W1,达到谐波抑制效果。 这种 CRT 的工作绕组与控制绕组间短路阻抗达到 100%, 它的谐波补偿绕组连接 LC 滤波器,连结成三相三角形。 谐波含量低至 2%~3%。 在印度输电系统中投入使用的 CRT 就是这种结构形式。单控制绕组型 CRT 主要有两个优点:一是高速响应, 尤其对比磁控式电抗器; 二是低谐波,在CRT 结构上增加带滤波器的第三绕组,相对于 BBC的 CRT 高压侧安装的滤波装置,不但成本经济而且效果更好。 当然这种 CRT 也存在一些缺点,一是高低压两个绕组导致增大造价,二是降压后的工作电流按变比增大并全部通过晶闸管,必须象直流阀站那样设置相应的散热控制装置,占地和运行维护工作量大。 对于早期 BBC 的 CRT,铁心损耗较大是主要缺陷之一。 研究表明,通过改进 CRT 磁路结构,在线圈顶部设置硅钢磁卷或使磁轭宽度覆盖全 部绕组,将漏磁通收集和导引到磁轭之中,可以显著降低电抗器的损耗。
这种结构的 CRT 不但被用于输电系统中,还可用于配电网中性点接地自动灭弧系统,略有不同的是不带有第三绕组。 由其组成的快速自动消弧系统具有伏安特性线性度优良、响应快、电流由零到额定值都能无级连续调节、补偿效果好、对系统适应性强等优点。[3]
2 多控制绕组电抗器
针 对 BBC 的 CRT 存 在 的 谐 波 较 大 的 主 要 缺点,俄罗斯专家 G. N. Aleksandrov 在深入研究后,提出了多控制绕组 CRT 的基本原理。 CRT 实质上相当于高短路阻抗的多绕组变压器。 W1 为高压工作绕组,W21、W22、……、W2n 为低压控制绕组,各个控制绕组中串接反并联晶闸管, 每个 CW 的额定功率是电抗器总额定功率的一部分, 主要根据电网谐波要求而定。 当第 i 个控制绕组投入工作时,第 1、2、…、i-1 个控制绕组均工作于短路状态, 第 i+1、i+2、…、n 个控制绕组均工作于开路状态,可以认为其中没有谐波电流存在,这样,工作绕组中的电流谐波只由第 i 个控制绕组的晶闸管的导通程度决定,因此,当依次把控制绕组投入工作并正确控制晶闸管的导通和关断时,CRT 的功率就可从空载功率到额定功率连续自动变化,而且满足谐波的要求,必要时控制绕组还要串入限流电抗器。这样,CRT 不仅继承了单控制绕组型 CRT 响应速度快的特点,而且具有通过设计控制绕组个数和容量,达到减小谐波的优点。
3 多并联支路型电抗器
多并联支路型 CRT 中绕组 W1 为电抗器的高压绕组,并接在高压电网上;绕组 W2 为低压控制绕组,外接 n 个通过双向反并联晶闸管控制的并联电抗支路。 多并联支路的作用是将高次谐波电流抑制到预定水平以下而无需滤波装置。 在对谐波有特殊要求时,也可增加第三绕组为谐波补偿绕组,在三相三角形接线中用以抑止 3 及 3 的倍数次谐波。并联 CRT 是多绕组 CRT 的一种变形结构,两者具有极为相似的阻抗矩阵,多绕组 CRT 的设计原则同样适用。在满足谐波水平要求的前提下,多并联支路型 CRT 有多种工作模式可供选择。 分析表明,CRT 主绕组和控制绕组之间的短路阻抗的减小可以简化设计和提高效率。 多并联支路型 CRT具有响应速度快、谐波可控、晶闸管工作电压低、绕组结构简单等特点。
4 控制绕组分级式电抗器
分级式 CRT 通 过抽头 可 将CRT 电抗分成 n 份,每一等份电抗由双向晶闸管和断路器并联组成的复合开关控制投入和切除,对应控制多组输出容量,实现容量调节。 高低压绕组间短路阻抗同样为 100%。 L1、L2、L3 为低压侧电抗,由双向晶闸管和断路器控制其投退, 分别控制 100%级、75%级、50%级的电抗器容量。如果开关控制仅使用断路器,则电抗器不能连续可调,若采用晶闸管控制,则电抗器可连续控制,但存在谐波问题
 

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