磁控电抗器(magnetic control reactor)全称是磁阀式可控电抗器,简称MCR,是一种容量可调的并联电抗器,主要用于电力系统的无功补偿。 reactor 原理
MCR的由来
由于电力系统的需求,可控电抗器一直以来就是一个研究热点,其中前苏联科学家提出的借助直流控制的磁饱和型可控电抗器得到了推广和应用。该类电抗器是借助控制回路直流控制电流的激磁改变铁心的磁饱和度,从而达到平滑调节无功输出的目的。它是在磁放大器的基础上发展起来的。早在1916年就由美国的E.F.W亚历山德逊提出了“磁放大器”的报告。到了40年代,随着高磁感应强度及低损耗的晶粒取向硅钢带和高磁导、高矩形系数的坡莫合金材料的出现,将饱和电抗器的理论和应用提高到了一个新水平,1955年世界上第一台可控电抗器在英国制造成功,其额定容量为100MVA,工作电压为6.6 ~22 。20世纪70年代以来,由于可控硅器件迅速发展及相控电抗器的出现,可控电抗器被打入“冷宫”。 随着电力工业的高速发展,人们对供电质量及可靠性的要求越来越高。由此产生了一系列问题:超(特)高压大电网的形成及负荷变化加剧,要求大量快速响应的可调无功电源来调整电压,维持系统无功潮流平衡,减少损耗,提高供电可靠性。20世纪70年代以来发展起来的相控电抗器(TCR)高昂的造价决定了
其在电力系统中广泛应用的不合理性。鉴于上述原因,电力专家们转而寻求更加经济和可靠的可调无功补偿装置。
1986年,原苏联学者提出了磁阀式可控电抗器的新型结构,从而使得可控电抗器的发展有的突破性进展。新型可控电抗器可以应用于直到1150KV 的任何电压等级的电网作为连续可调的无功补偿装置,因而可直接接于超高压线路侧,同时发挥同步补偿机和并联电抗器的作用。
编辑本段MCR的原理
磁控电抗器由控制部分和电抗器本体组成,原理图(单相)如下,该电抗器的主铁芯中间部分是长度为L的小截面段,上下两个半芯柱上分别对称地绕有匝数为N/2的绕组;每一铁芯柱的上(下)绕组有一抽头比为δ=N2/N的抽头,它们与各自铁芯柱的下(上)绕组的首(末)端之间接有晶闸管K1和K2,不同铁芯的上、下两个绕组交叉联接后并至电网,二极管D则横跨在交叉端点用于续流。当晶闸管K1、K2均不导通时,可控电抗器相当于空载变压器,容量很小;若在电源电压的正负半周内轮流触发导通K1、K2,则可在绕组回路中产生一定大小的直流偏磁电流,其在两并联绕组中自成回路,不流向外部电路。该控制电流所产
生的直流磁通使工作铁芯柱饱和,可控电抗器等值容量增大。调节晶闸管触发延迟角的大小可以改变铁芯磁饱和度,从而达到控制电抗器容量的目的。
编辑本段MCR的作用
磁控电抗器用作无功补偿可以平滑的调节输出的无功,比一般的无功补偿设备具有更多的作用。
对电网
(1) 提高功率因子,降低网损,可以使功率因子达到0.9-0.99的要求
(2) 阻尼系统振荡,提高阻尼极限,提高输电线传输能力
(3) 提高电网的电压稳定能力
对用户
(1) 稳定端点电压(防止电压过高或过低),提高变压器与输电线以及其他电器设备的寿命。
(2) 消除谐波污染,提高系统安全系数,延长设备寿命,降低系统损耗
(3) 降低异步电机启动、电弧炉运行等本地电网冲击,提高系统安全性,对于弱电网尤其如此。
(4) 消除电压闪变,专门针对闪变设计的算法,将电压闪变降至最低水平,提高用户电能质量。
(5) 扩容。在很多场合安装动态无功补偿装置,可以实现1.2-1.5倍的扩容,大幅节约扩容开支。
(6) 提高功率因子。可以使功率因子达到0.9-0.99的要求,降低网损,降低无功损耗,节省电费开支,适 用于电力系统庞大网损非常严重的用户。
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