[发明专利]磁控电压型无功功率动态补偿装置

说明书

本发明的磁控电压型无功功率动态补偿装置，兼顾有高次谐波电流滤波功能，属电力设备技术领域。装置由自耦变压器、有载调压开关、磁控电抗器支路、无功功率补偿滤波支路、磁控电抗器控制系统、后台数据处理工控机和有载调压开关控制器构成。它具有零电压、零电流投入，即投入时无涌流冲击；零电压、零电流切除，即切除时不产生过电压现象。装置运行中安全可靠性高，有功功率损耗小。特别适用于铁道电气化牵引变电所，作为电力牵引机车无功功率动态补偿、高次谐波电流滤波、系统母线电压调整装置。以提高牵引供电系统电压质量和系统运行经济性。

技术领域

本发明公开的磁控电压型无功功率动态补偿装置，兼顾有高次谐波电流滤波功能，属电力设备技术领域。特别是一种装置可以做到零电压、零电流投入，即投入时不产生涌流冲击；零电压、零电流切除，即切除时不产生过电压现象。装置调压环节可以控制装置的调节范围，磁控电抗器环节可以控制装置的响应速度。

背景技术

现有的无功功率动态补偿装置的类型有：磁控电抗器型(MCR)无功功率动态补偿装置、自耦调压型无功功率动态补偿装置。

磁控电抗器型无功功率动态补偿装置的工作原理为一个相对不变的电容电流I_C与一个实时反映系统无功功率需求和系统母线电压变化的可调的感性电流I_L合成，提供给系统一个可调的感性或容性无功功率。故称之为电流型无功功率动态补偿装置。其主要缺点是：装置在投入时产生涌流冲击，切除时产生过电压现象，装置调节范围不可控。

自耦调压型无功功率动态补偿装置的工作原理为通过对补偿滤波支路两端电压的控制，使装置发出一个分级可调的感性无功功率。其主要缺点是：响应速度受有载调节开关动作时间的限制，满足不了快速变化的无功功率负载需求，如铁道电气化电力牵引负载。

发明内容

本发明的任务是研制一种新型磁控电压型无功功率动态补偿装置，并兼顾高次谐波电流滤波功能。特别适用于铁道电气化牵引变电所，作为电力牵引机车的无功功率动态补偿、高次谐波电流滤波、母线电压调整装置。

本发明所述的技术方案是这样的，这种磁控电压型无功功率动态补偿装置，由自耦变压器(1)、有载调压开关(2)、磁控电抗器支路(3)、无功功率补偿滤波支路(4)、磁控电抗器控制系统(5)、后台数据处理工控机(6)和有载调压开关控制器(7)构成。

如上所述的磁控电压型无功功率动态补偿装置技术特点有，磁控电抗器控制系统(5)在线实时监测母线电压变化和系统无功功率需求，控制磁控电抗器的励磁电流以控制磁控电抗器铁芯饱和度，从而控制磁控电抗器电抗值变化而控制磁控电抗器感性电流I_L的变化，与一个相对不变的电容电流I_C合成，向系统提供一个可变的感性或容性无功功率。

如上所述的磁控电压型无功功率动态补偿装置技术特点还有，自耦变压器(1)和有载调压开关(2)可实现磁控电抗器支路(3)和无功功率补偿滤波支路(4)零电压、零电流投入，零电压、零电流切除。

如上所述的磁控电压型无功功率动态补偿装置技术特点还有，磁控电抗器控制系统(5)和磁控电抗器支路(3)可实现装置快速响应速度。

如上所述的磁控电压型无功功率动态补偿装置技术特点还有，后台数据处理工控机(6)、有载调压开关控制器(7)和无功功率补偿滤波支路(4)可控制装置调节范围。

如上所述的磁控电压型无功功率动态补偿装置技术特点还有，磁控电抗器控制系统(5)和后台数据处理工控机(6)构成协调控制，使装置处于最优、节能状态运行。

如上所述的磁控电压型无功功率动态补偿装置技术特点还有：自耦变压器(1)各分接头可按等电压调节，分成n级，每级电压为U_o/n；也可按等功率调节，分成n级，第i级的电压为以实现分级等电压调节或分级等功率调节。