快速响应磁控电抗器抑制特高压操作过电压研究 uhv switching overvoltage suppression by quick response magnetically controlled reactor.pdfVIP

第29卷第1期 电力匐动亿设备 v01．29No．1 2009年1月 ElectricPowerAutomation Equipment Jan．2009 o 快速响应磁控电抗器抑制特高压操作过电压研究 邢海瀛，陈柏超，张亚迪，田翠华，袁佳歆 (武汉大学电气工程学院，湖北武汉430072) 摘要：针对高电压等级电网的过电压限制与无功补偿存在矛盾的问题，提出了一种大容量并具有快速响应能 力的磁控电抗器的设计方案。磁控电抗器的本体采用单相双绕组结构，保证了运行可靠性；接入电网的三相 电抗器组的工作绕组以星形联结，中性点接小电抗，控制绕组为三角形联结以减小输出谐波；通过对低压控制 回路直流电压的调节实现对电抗器输出容量的控制。提出2种励磁方式实现了磁控电抗器响应速度的大幅 提高；也可采用控制绕组短接的方法实现电抗器容量的突增，以限制线路的操作过电压水平。应用一条 1 000 kV特高压线路模型，对采用常规并联高压电抗器和磁控高压电抗器时对三相对称合闸过电压的限制 效果进行了计算分析，结果表明应用快速响应磁控电抗器可以对特高压线路操作过电压进行有效限制。 关键词：磁控电抗器；特高压；操作过电压；过电压抑制；快速响应 47 中图分类号：TM 文献标识码：A 磁控电抗器是可控电抗器的一种，它可以随线 路传输功率的变化自动调整容量，在线路传输大功 率时如果发生操作故障，可以快速响应对线路进行 深度补偿，起到大幅限制工频和操作过电压的作 用[1吧]。世界各国目前正在积极开展特高压等级的 磁控电抗器的研究工作[3]。 1特高压磁控电抗器原理 1．1基本结构 图2大容量磁控电抗器铁心结构 Corestructureof MCR 高压磁控电抗器根据不同需要可以分为小容量 Fig．2 largecapacity 和大容量2种结构。 图2中所示电抗器的铁心Ⅲ、Ⅳ为旁轭，磁通始 高压小容量电抗器的工作绕组和控制绕组合二 终处于不饱和状态；铁心I、Ⅱ为主铁心柱。磁控电 为一，以简化结构和减小损耗。电抗器的铁心采用 抗器工作时，交流工作电压会在铁心I、Ⅱ中产生同 分段布置的小截面段，以获得所需的输出电流和减 方向的交流磁感应强度B。、Bz，B。和B。分别通过 小谐波。电抗器在工作时，小截面段饱和，2个大截 I、Ⅲ柱和Ⅱ、Ⅳ柱形成闭合回路。施加的直流控制 面段始终处于未饱和状态，其铁心结构如图1所示。 电压会在铁心I、Ⅱ中产生反方向的直流磁感应强度 Bo，并通过I、Ⅱ铁心闭合。直流磁通对I、Ⅱ两铁心 分别起到增磁和去磁作用。铁心111、IV仅受交流电压 作用，始终工作于磁化曲线不饱和段状态。可以用 磁饱和度来反映铁心的饱和程度，其值从0到2丌连 续变化，磁场强度也从0到最大值连续变化。调节 直流电流，即调节直流磁场强度即可控制电抗器输 图1小容量磁控电抗器铁心结构 出的无功容量。 C