[实用新型]磁阀式可控电抗器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电抗器，尤其涉及一种磁阀式可控电抗器。

背景技术

静止无功补偿器(Static Var Compensator-SVC)是国外70年代发展起来一类快速无功调节装置，已成功地应用于电气化铁路、冶金、电力、采矿和高能加速器等负荷的补偿上。这类装置在调节的快速性、功能的多样性、工作的可靠性、投资和运行费用的经济性等方面比同步调相机具有明显的优势，能够获得较好的技术经济效益，因而在国内外取得了较快的发展。

主流的SVC主要有三类：晶闸管投切电容器(Thyristor Switched Capacitor，简称TSC)，晶闸管控制电抗器(Thyristor Controlled Reactor，简称TCR)，磁控电抗器(Magnetic valve Controllable Reactor，简称MCR)。

TSC控制简单，成本较低，并且无谐波电流，适合在电网的低压负载端进行分散无功补偿。但只能分组投切电容器，不能连续调节无功功率。

TCR可以平滑调节容量且响应速度较快，在中压电力线路(6～35KV)的无功补偿上得到了大量应用。但是TCR是通过控制晶闸管触发相位角来直接控制电抗器输出电流，输出电流畸变非常严重，波形呈锯齿形，是一个很大的谐波源，必须和滤波电容器组(Filter Capacitor，简称FC)同时运行。TCR的大量使用，会造成电能质量的大幅度下降，并且给电网的安全运行带来新的威胁。此外，TCR系统中晶闸管和电抗器处于同一电压之下，限制了它在110kV及以上电压等级电网上的应用。

MCR是借助控制回路直流控制电流的激磁改变铁芯的磁饱和度(即工作点)，从而达到平滑调节无功输出的目的。MCR的结构形式有很多种，特性差别也较大。近年的研究表明，最有应用前景MCR类型为磁阀式和裂芯式两种。与TCR相比，MCR的控制晶闸管所承受的电压只有额定电压的2％左右，其电流也只要求额定的控制电流，主回路的电压电流将由电抗器部分承受。这可以使MCR应用于任何电压等级，避免了由晶闸管的电压与容量而带来的各种问题。而且MCR输出电流的谐波性能比TCR好，有利于电网的安全高效运行。MCR的制造简单，另外磁阀的设计使得MCR的效率得到了大幅度的提高，噪声大幅度降低。从经济性上考虑，MCR结构简单，价格便宜，占地面积小。基于上述的种种优点，在很多领域都有使用MCR替代TCR的趋势。

国内外研究动态及存在问题。

MCR在国外已有20多年的运行经验，有50多套35～500kV电压等级的MCR在俄罗斯、独联体国家和巴西的工程中应用。2005年俄罗斯已研制出500kV、180Mvar三相磁控电抗器。由于认识到MCR在高压大功率领域的优势，欧洲许多国家也开始对MCR进行深入的研究。

在国内，20世纪90年代初开展了这方面的研究，已成功地研究出了应用于配电网的磁阀式补偿装置和消弧线圈，并在多个电气化铁道牵引站中投运。高校也展开了这方面的研究，并获得了较大进展。相关单位及厂家对超高压MCR和超高压高阻抗变压器式可控电抗器(Transformer Type Controlled Shunt Reactor，简称TCSR)进行了研究和试生产。

2006年4月，相关单位及厂家联合进行110千伏可控电抗器的开发与应用研究。2007年4月，研制出国内首台110千伏MCR，并通过了出厂试验及相关型式试验，6月，完成安装调试并投运成功。2006年由厂家研制的500kV三相40Mvar的MCR样机(裂芯式)通过厂内试验，2007年4月运抵现场并试运行。

由于MCR应用在国际上属于较新的技术，在国内尚属理论阶段或试运行阶段，尚未大范围深入展开，许多技术细节并未涉及。造成技术上还不成熟。具体表现在：

1、现有电抗器采用铁质油箱，运行时漏磁比较大，，油箱箱壁会产生涡流损耗，必要时还得在箱壁加磁屏蔽，导致油箱体积变大。

2、其次，现有的电抗器顶部出线采用出线柱，铁质油箱需要采用2只72kV的高压套管，这样油箱高度增加。场强不均压，容易造成局部放电。

3、运行时由于漏磁的存在，铁质油箱的箱底、箱盖存在过热现象。

4、晶闸管的安装通常设置在电抗器外部，电抗器体积较大，对场地和绝缘都提出更高和多的要求，同时也增加安装工作量。

5、现实中电抗器在理论上的分析性工作较多，真正付诸实施的较少，特别是高压或特高压领域以及对绝缘有较高要求的领域存在更多的空白。