一種提高直流飽和電抗器性能的裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種提高直流飽和電抗器性能的裝置及其方法。利用可控電阻使直流飽和電抗器的調(diào)節(jié)反應(yīng)速度快。它包括直流飽和電抗器，可控電阻M1與M2，控制電路；線圈L5同名端與線圈L8同名端連接端子I；線圈L7異名端與線圈L6異名端連接端子II；線圈L5異名端依次串聯(lián)可控電阻M1，M2；然后連接線圈L7同名端，可控電阻M1與M2之間結(jié)點經(jīng)正向晶閘管D3連接線圈L6同名端，可控電阻M1與M2之間結(jié)點還經(jīng)正向晶閘管D4連接線圈L8異名端；晶閘管D3和D4的觸發(fā)端子分別連接控制電路，控制電路I控制晶閘管觸發(fā)角，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)直流飽和電抗器電抗值；可控電阻M1與M2的控制端子分別連接控制電路。
【專利說明】一種提高直流飽和電抗器性能的裝置及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)送變電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種提高直流飽和電抗器性能的裝置及其方法。

【背景技術(shù)】
[0002]電抗器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛。串聯(lián)電抗器可限制短路電流；并聯(lián)電抗器可限制過電壓；電抗器與電容聯(lián)合可構(gòu)成濾波電路。在一些應(yīng)用領(lǐng)域，電抗器的電抗值是固定不變的；在一些應(yīng)用領(lǐng)域，電抗器的電抗值應(yīng)隨著電力系統(tǒng)運行方式的變化而不斷調(diào)節(jié)。電抗值可以連續(xù)調(diào)節(jié)的可控飽和電抗器(簡稱為:飽和電抗器)是重要研究課題。
[0003]飽和電抗器是利用飽和電抗器閉環(huán)鐵芯的飽和特性來改變電抗器的電抗值。已經(jīng)有許多飽和電抗器被提出來，中國水利水電出版社2008年出版蔡宣三，高越農(nóng)著《可控飽和電抗器原理、設(shè)計與應(yīng)用》一書對飽和電抗器作了總結(jié)。目前提出的各種飽和電抗器，飽和電抗器主體鐵芯上需要直流線圈，直流線圈需要有直流電流，直流電流在主體鐵芯上產(chǎn)生直流磁通；調(diào)節(jié)直流電流的大小，控制飽和電抗器主體鐵芯的飽和程度，實現(xiàn)飽和電抗器交流線圈電抗值的連續(xù)改變。為此，這種工作原理的飽和電抗器可稱為直流飽和電抗器?，F(xiàn)有的直流飽和電抗器反應(yīng)速度慢。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為解決上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，提高直流飽和電抗器性能的裝置及其方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下方法:
[0006]一種提高直流飽和電抗器性能的裝置，它包括直流飽和電抗器；所述直流飽和電抗器采用閉環(huán)鐵芯，閉環(huán)鐵芯至少有兩根截面積相等、均有直流線圈和交流線圈的鐵芯柱；至少有兩個直流線圈分別連接各自的電抗值調(diào)控晶閘管，各個電抗值調(diào)控晶閘管的控制端均與控制電路連接，控制電路控制各個電抗值調(diào)控晶閘管的觸發(fā)角大小，通過連續(xù)調(diào)節(jié)各個電抗值調(diào)控晶閘管整流量的大小，控制各個與電抗值調(diào)控晶閘管連接的直流線圈中直流電流的大小，實現(xiàn)控制直流飽和電抗器電抗值的大??；
[0007]交流線圈之間或各交流線圈與中性點間的交流回路中連接至少一個可調(diào)電阻，可調(diào)電阻由控制電路控制。
[0008]所述可控電阻包含電阻R7，電阻R7的兩端作為可控電阻的兩端，晶閘管D7、晶閘管D8反向并聯(lián)后，與電阻R7并聯(lián)；壓敏電阻R8與電阻R7并聯(lián)；晶閘管D7、晶閘管D8的觸發(fā)端連接控制器，控制器與外部控制電路連接，控制可控電阻進(jìn)行阻值連續(xù)調(diào)節(jié)變化。
[0009]所述直流飽和電抗器為單相直流飽和電抗器，兩根截面積相等、均有直流線圈和交流線圈的鐵芯柱，各自至少有能形成一條不經(jīng)過對方鐵芯柱的磁通閉環(huán)；
[0010]所述單相直流飽和電抗器其中一根鐵芯柱上有交流線圈L5和直流線圈L6，另一根鐵芯柱上有交流線圈端子L7和直流線圈L8 ;所述兩交流線圈的匝數(shù)相等；所述兩直流線圈的匝數(shù)相等；同時所述兩交流線圈的匝數(shù)是相同電壓等級變壓器一次線圈匝數(shù)的K/2倍；交流線圈L5同名端與直流線圈L8同名端連接在一起后，作為單相直流飽和電抗器的端子I ;交流線圈L7異名端與直流線圈L6異名端連接在一起后，作為單相直流飽和電抗器的端子II ;
[0011]交流線圈L5異名端依次串聯(lián)可控電阻M1，可控電阻M2，然后連接交流線圈L7同名端，可控電阻Ml與可控電阻M2之間結(jié)點經(jīng)正向晶閘管D3連接直流線圈L6同名端，可控電阻Ml與可控電阻M2之間結(jié)點還經(jīng)正向晶閘管D4連接直流線圈L8異名端；晶閘管D3和晶閘管D4的觸發(fā)端子分別連接控制電路，控制電路控制晶閘管D3和晶閘管D4觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)單相直流飽和電抗器電抗值的大??；
[0012]可控電阻Ml與可控電阻M2的控制端子分別連接控制電路。
[0013]所述直流飽和電抗器為單相直流飽和電抗器，兩根截面積相等、均有直流線圈和交流線圈的鐵芯柱，各自至少有能形成一條不經(jīng)過對方鐵芯柱的磁通閉環(huán)；
[0014]所述單相直流飽和電抗器其中一根鐵芯柱上有交流線圈L5和直流線圈L6，另一根鐵芯柱上有交流線圈端子L7和直流線圈L8 ;所述兩交流線圈的匝數(shù)相等；所述兩直流線圈的匝數(shù)相等；同時所述兩交流線圈的匝數(shù)是相同電壓等級變壓器一次線圈匝數(shù)的K/2倍；交流線圈L5同名端與直流線圈L8同名端連接在一起后，作為單相直流飽和電抗器的端子I ;交流線圈L7異名端與直流線圈L6異名端連接在一起后，作為單相直流飽和電抗器的端子II ;
[0015]交流線圈L5異名端串聯(lián)可控電阻Ml,然后連接交流線圈L7同名端,交流線圈L5異名端經(jīng)正向晶閘管D3連接直流線圈L6同名端，交流線圈L7同名端經(jīng)正向晶閘管D4連接直流線圈L8異名端；晶閘管D3和晶閘管D4的觸發(fā)端子分別連接控制電路，控制電路控制晶閘管D3和晶閘管D4觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)單相直流飽和電抗器電抗值的大??；
[0016]可控電阻Ml的控制端子分別連接控制電路。
[0017]所述直流飽和電抗器為單相直流飽和電抗器，兩根截面積相等、均有直流線圈和交流線圈的鐵芯柱，各自至少有能形成一條不經(jīng)過對方鐵芯柱的磁通閉環(huán)；
[0018]所述單相直流飽和電抗器其中一根鐵芯柱上有交流線圈L9和直流線圈L10，另一根鐵芯柱上有交流線圈端子Lll和直流線圈L12 ;所述兩交流線圈的匝數(shù)相等；所述兩直流線圈的匝數(shù)相等；同時所述兩交流線圈的匝數(shù)是相同電壓等級變壓器一次線圈匝數(shù)的K倍;
[0019]所述交流線圈同名端與直流線圈同名端均連接在一起，作為單相直流飽和電抗器的端子I ;交流線圈L9剩余端子經(jīng)可控電阻M3連接單相直流飽和電抗器的端子II，交流線圈Lll剩余端子經(jīng)可控電阻M4連接端子II，直流線圈LlO剩余端子經(jīng)正向晶閘管D5連接端子II，直流線圈L12剩余端子經(jīng)反向晶閘管D6連接端子II ;晶閘管D5和晶閘管D6的觸發(fā)端子分別連接控制電路，控制電路控制晶閘管D5和晶閘管D6觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)單相直流飽和電抗器電抗值的大??；
[0020]可控電阻M3與可控電阻M4的控制端子分別連接控制電路。
[0021 ] 所述直流飽和電抗器為三相直流飽和電抗器，由三柱的三相直流飽和電抗器鐵芯I和三柱的三相直流飽和電抗器鐵芯II組成，三柱分別對應(yīng)電力系統(tǒng)的A、B、C三相；雙三柱的鐵芯上端磁軛有橫軛連接，各雙三柱鐵芯下端磁軛有橫軛連接；三相直流飽和電抗器鐵芯I與三相直流飽和電抗器鐵芯II的六根鐵芯柱的截面積相等，任何兩根鐵芯柱都可形成磁通閉環(huán)；六根鐵芯柱均有直流線圈和交流線圈；各交流線圈匝數(shù)相同，各直流線圈匝數(shù)相同；其中各交流線圈匝數(shù)是相同電壓等級三相變壓器一次線圈的匝數(shù)的K倍；
[0022]所述三相直流飽和電抗器鐵芯I與三相直流飽和電抗器鐵芯II中各交流線圈和直流線圈的同名端分別與對應(yīng)的A、B、C相端相連；
[0023]三相直流飽和電抗器鐵芯I的各交流線圈剩余端連接在一起后經(jīng)可控電阻M5連接端子4N ;各直流線圈剩余端則分別經(jīng)各自的正向晶閘管連接端子4N ；
[0024]三相直流飽和電抗器鐵芯II的各交流線圈剩余端連接在一起后經(jīng)可控電阻M6連接端子4N ;各直流線圈剩余端則分別經(jīng)各自的反向晶閘管連接端子4N ；
[0025]全部晶閘管的觸發(fā)端與三相控制電路連接，通過控制觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)三相直流飽和電抗器電抗值的大小；
[0026]可控電阻M5與可控電阻M6的控制端子分別連接三相控制電路。
[0027]所述直流飽和電抗器為三相直流飽和電抗器，由三柱的三相直流飽和電抗器鐵芯I和三柱的三相直流飽和電抗器鐵芯II組成，三柱分別對應(yīng)電力系統(tǒng)的A、B、C三相；雙三柱的鐵芯上端磁軛有橫軛連接，各雙三柱鐵芯下端磁軛有橫軛連接；三相直流飽和電抗器鐵芯I與三相直流飽和電抗器鐵芯II的六根鐵芯柱的截面積相等，任何兩根鐵芯柱都可形成磁通閉環(huán)；六根鐵芯柱均有直流線圈和交流線圈；各交流線圈匝數(shù)相同，各直流線圈匝數(shù)相同；其中各交流線圈匝數(shù)是相同電壓等級三相變壓器一次線圈的匝數(shù)的K/2倍；
[0028]所述三相直流飽和電抗器鐵芯I中的各交流線圈同名端和三相直流飽和電抗器鐵芯II中的各直流線圈同名端均與對應(yīng)的A、B、C相端相連；
[0029]三相直流飽和電抗器鐵芯I中的各直流線圈異名端和三相直流飽和電抗器鐵芯II中的各交流線圈異名端均與端子4N相連；
[0030]所述三相直流飽和電抗器鐵芯I中各交流線圈異名端分別經(jīng)過相應(yīng)的可控電阻與三相直流飽和電抗器鐵芯II中對應(yīng)交流線圈的同名端連接；
[0031]三相直流飽和電抗器鐵芯I中各交流線圈的異名端分別經(jīng)過各自的正向晶閘管與本相中的直流線圈同名端連接；
[0032]三相直流飽和電抗器鐵芯II中各直流線圈的異名端分別經(jīng)過各自的反向晶閘管與本相中的交流線圈同名端連接；
[0033]所述全部晶閘管的觸發(fā)端子分別連接三相控制電路，通過控制觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)晶閘管整流量的大??；
[0034]所述各可控電阻的控制端子分別連接三相控制電路。
[0035]所述三相直流飽和電抗器鐵芯I和三相直流飽和電抗器鐵芯II各相鐵芯柱上增設(shè)交流線圈；
[0036]三相直流飽和電抗器鐵芯I和三相直流飽和電抗器鐵芯II上增設(shè)交流線圈分別組成開口三角形連接，開口處分別串聯(lián)對應(yīng)的另一個可控電阻；這兩個可控電阻的其中一端分別連接端點4N，可控電阻控制端子分別連接三相控制電路。
[0037]所述系數(shù)K, K = I?2。
[0038]一種提高直流飽和電抗器性能裝置的方法，具體控制方法是:
[0039](I)上級給控制電路下達(dá)電抗值變化量指令，控制電路判斷電抗值變化量小于門坎值Zi時，控制電路調(diào)節(jié)電抗值調(diào)控晶閘管的觸發(fā)角，使直流飽和電抗器的電抗值滿足上級指令要求；任務(wù)執(zhí)行完畢；
[0040](2)上級給控制電路下達(dá)電抗值變化量指令，控制電路判斷電抗值變化量大于門坎值Zi時，控制電路控制所有可控電阻立即到Rmax ;同時，控制電路調(diào)節(jié)電抗值調(diào)控晶閘管的觸發(fā)角，使直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于設(shè)定值；直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于整定值以后，控制電路控制所有可控電阻從Rmax逐漸減小，同時，控制電路調(diào)節(jié)電抗值調(diào)控晶閘管的觸發(fā)角，使直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于設(shè)定值；控制電路控制所有可控電阻減小至Rmin，控制電路調(diào)節(jié)電抗值調(diào)控晶閘管的觸發(fā)角，使直流飽和電抗器的電抗值滿足上級指令要求；任務(wù)執(zhí)行完畢。
[0041]所述門坎值Zi大于零,小于5% Zmax ；電阻值Rmax = O?R7,電阻值Rmin = O?R7, Rmax>Rmin0
[0042]本發(fā)明的有益效果是:可控電阻結(jié)構(gòu)簡單。利用安裝在直流飽和電抗器交流線圈回路的可控電阻，可使直流飽和電抗器的暫態(tài)過程縮短、調(diào)節(jié)反應(yīng)速度快。直流飽和電抗器電抗值調(diào)節(jié)過程中可以使可控電阻運行在較大值；直流飽和電抗器電抗值調(diào)節(jié)結(jié)束，可控電阻運行于較小值，既提高直流飽和電抗器反應(yīng)速度，又降低可控電阻的耗能?？煽仉娮璧碾娮柚嫡{(diào)節(jié)曲線可以實現(xiàn)靈活控制，以滿足特殊需要。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1表示第一種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器。
[0044]圖2表不一種可控電阻。
[0045]圖3表示第二種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器。
[0046]圖4表示第三種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器。
[0047]圖5表示第一種安裝有可控電阻的三相直流飽和電抗器。
[0048]圖6a_6c表不一種三相直流飽和電抗器鐵芯組合方式。
[0049]圖7表示第二種安裝有可控電阻的三相直流飽和電抗器。
[0050]其中，21.單相直流飽和電抗器端子I，22.單相直流飽和電抗器端子II，23.單相直流飽和電抗器鐵芯，24.控制電路I，25.控制電路II，26.控制電路III，27.三相直流飽和電抗器鐵芯I，28.三相直流飽和電抗器鐵芯II，29.三相控制電路I，30.三相控制電路II。
[0051]實施例1:
[0052]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0053]第一種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器的結(jié)構(gòu)與連接方式如圖1所示。包括單相直流飽和電抗器I，可控電阻Ml，可控電阻M2，控制電路124。單相直流飽和電抗器I包括單相直流飽和電抗器端子121，單相直流飽和電抗器端子1122，單相直流飽和電抗器閉環(huán)鐵芯23，控制電路124。單相直流飽和電抗器閉環(huán)鐵芯23至少有兩根鐵芯柱；有兩根截面積相等、均有直流線圈和交流線圈的鐵芯柱；這兩根鐵芯柱各自至少有能形成一條不經(jīng)過對方鐵芯柱的磁通閉環(huán)。其中一根鐵芯柱上有交流線圈L5和直流線圈L6，另一根鐵芯柱上有交流線圈端子L7和直流線圈L8 ;交流線圈L5與交流線圈L7的匝數(shù)相等，直流線圈L6與直流線圈L8的匝數(shù)相等；交流線圈L5與交流線圈L7的匝數(shù)是相同電壓等級變壓器一次線圈阻數(shù)的K/2倍，K = I?2。交流線圈L5與直流線圈L6的阻數(shù)相等,或不相等。
[0054]閉環(huán)鐵芯23可以是相互沒有通路的兩個閉環(huán)鐵芯，例如1:兩個口字形鐵芯。也可以是一體的，相互有通路的閉環(huán)鐵芯；例如2:三根鐵芯柱，鐵芯柱兩端有磁軛連通三根鐵芯柱，任何兩根鐵芯柱都能夠相互構(gòu)成磁通閉環(huán)，但至少有兩根能各自形成不經(jīng)過對方鐵芯柱的閉環(huán)。例如3:四根鐵芯柱，鐵芯柱兩端有磁軛連通四根鐵芯柱，任何兩根鐵芯柱都能夠相互構(gòu)成磁通閉環(huán)，但至少有兩根能各自形成不經(jīng)過對方鐵芯柱的閉環(huán)，如圖1所示。
[0055]交流線圈L5同名端與直流線圈L8同名端連接在一起后，連接端子121 ;交流線圈L7異名端與直流線圈L6異名端連接在一起后，連接端子1122。交流線圈L5異名端依次串聯(lián)可控電阻M1，可控電阻M2，然后連接交流線圈L7同名端，可控電阻Ml與可控電阻M2之間結(jié)點經(jīng)正向晶閘管D3連接直流線圈L6同名端，可控電阻Ml與可控電阻M2之間結(jié)點還經(jīng)正向晶閘管D4連接直流線圈L8異名端；晶閘管D3和晶閘管D4的觸發(fā)端子分別連接控制電路124，控制電路124控制晶閘管D3和晶閘管D4觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)晶閘管D3和晶閘管D4整流量的大小。
[0056]設(shè)第一種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器額定電壓為U5，第一種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器接入額定電壓為U5的系統(tǒng)。當(dāng)控制電路124控制晶閘管D3和晶閘管D4全截止時，晶閘管D3和晶閘管D4整流電路不工作，直流線圈L6和直流線圈L8中的直流電流等于零。交流線圈L5與交流線圈L7的電抗值為最大值。直流飽和電抗器有最大值Zmax。
[0057]當(dāng)控制電路124控制晶閘管D3和晶閘管D4全導(dǎo)通時，流過直流線圈L6與直流線圈L8的直流電流達(dá)到最大設(shè)計值。交流線圈L5與交流線圈L7的電抗值為最小值。直流飽和電抗器有最大值Zmin。
[0058]控制電路124控制晶閘管D3和晶閘管D4整流量的大小，可控制直流線圈L6和直流線圈L8中直流電流的大小，實現(xiàn)控制單相直流飽和電抗器I電抗值的大小?？刂齐娐?24連續(xù)控制晶閘管D3和晶閘管D4整流量的大小，可連續(xù)控制直流線圈L6和直流線圈L8中直流電流的大小，實現(xiàn)單相直流飽和電抗器I電抗值的連續(xù)調(diào)節(jié)，單相直流飽和電抗器I電抗值在最大值與最小值之間調(diào)節(jié)、變化。
[0059]一般情況，系數(shù)K = I。K大于I時，缺點是:暫態(tài)過程加長，制造成本增大；優(yōu)點是:電力系統(tǒng)電壓變動，直流飽和電抗器無功電流的變化比較線性。K = I?2，可滿足大部分應(yīng)用需要。
[0060]一種可控電阻如圖2所示。電阻R7的兩端作為可控電阻的兩端，晶閘管D7、晶閘管D8反向并聯(lián)后，與電阻R7并聯(lián)；壓敏電阻R8與電阻R7并聯(lián)。晶閘管D7、晶閘管D8的觸發(fā)端連接控制電路1125，控制電路1125有導(dǎo)線與外部連接，控制電路1125接受外部控制電路的控制?？刂齐娐?125觸發(fā)晶閘管D7、晶閘管D8全導(dǎo)通時，可控電阻很小，接近等于零?？刂齐娐稩I25觸發(fā)晶閘管D7、晶閘管D8全截止時，可控電阻阻值最大，等于電阻R7阻值?？刂齐娐?125連續(xù)調(diào)節(jié)晶閘管D7、晶閘管D8觸發(fā)角時，可控電阻可在零與電阻R7的電阻值之間連續(xù)變化。通過控制電路1125，晶閘管D7、晶閘管D8的觸發(fā)角接受外部控制電路控制。壓敏電阻R8的作用是保護(hù)晶閘管D7、晶閘管D8，不被過電壓脈沖損壞?？煽仉娮杞Y(jié)構(gòu)簡單。
[0061]實驗表明，在直流飽和電抗器交流線圈回路中串聯(lián)電阻，可使直流飽和電抗器的暫態(tài)過程縮短、調(diào)節(jié)反應(yīng)速度快。如果可控電阻Ml、可控電阻M2分別取0.1歐姆的固定電阻，可使單相直流飽和電抗器I的暫態(tài)過程縮短、加快反應(yīng)速度。如果電阻值加大，效果更好。但是，電阻值加大，電阻的功率要求加大，能量損耗加大。在直流飽和電抗器交流線圈回路中串聯(lián)可控電阻，直流飽和電抗器電抗值調(diào)節(jié)過程中可以使可控電阻運行在較大值；直流飽和電抗器電抗值調(diào)節(jié)結(jié)束，可控電阻運行于較小值，既提高直流飽和電抗器反應(yīng)速度，又降低可控電阻的耗能。可控電阻的電阻值調(diào)節(jié)曲線可以實現(xiàn)靈活控制，以滿足特殊需要。
[0062]在直流飽和電抗器正常運行中，如果可控電阻Ml、可控電阻M2的電阻值等于Rmin,其中:電阻值Rmin大于零,交流線圈L5與直流線圈L6的阻數(shù)可以相等。在直流飽和電抗器正常運行中，如果可控電阻Ml、可控電阻M2的電阻值等于零，交流線圈L5與直流線圈L6的匝數(shù)必須不相等。以便電抗值調(diào)控晶閘管兩端獲得電壓，為直流線圈提供直流電流。
[0063]綜上所述，為了提高直流飽和電抗器性能，實際上是在直流飽和電抗器各個交流線圈回路串聯(lián)可控電阻。
[0064]可控電阻Ml、可控電阻M2的控制端子分別連接控制電路124。
[0065]控制電路124的控制方法是:
[0066](I)上級給控制電路124下達(dá)電抗值變化量指令，控制電路124判斷電抗值變化量小于門坎值Zi時，控制電路124調(diào)節(jié)晶閘管D3和晶閘管D4的觸發(fā)角，使第一種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器的電抗值滿足上級指令要求；任務(wù)執(zhí)行完畢。
[0067](2)上級給控制電路124下達(dá)電抗值變化量指令，控制電路124判斷電抗值變化量大于門坎值Zi時，控制電路124控制可控電阻Ml、可控電阻M2立即到Rmax ;同時，控制電路124調(diào)節(jié)晶閘管D3和晶閘管D4的觸發(fā)角，使第一種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于設(shè)定值；第一種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于整定值以后，控制電路124控制可控電阻Ml、可控電阻M2從Rmax逐漸減小，同時，控制電路124調(diào)節(jié)晶閘管D3和晶閘管D4的觸發(fā)角，使第一種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于設(shè)定值；控制電路124控制可控電阻Ml、可控電阻M2減小至Rmin，控制電路124調(diào)節(jié)晶閘管D3和晶閘管D4的觸發(fā)角，使第一種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器I的電抗值滿足上級指令要求；任務(wù)執(zhí)行完畢。
[0068]其中:門坎值Zi大于零，小于5% Zmax ；電阻值Rmax = O?R7,電阻值Rmin =O ?R7，Rmax>Rmin0
[0069]為表述方便，晶閘管D3和晶閘管D4統(tǒng)稱為電抗值調(diào)控晶閘管。
[0070]可控電阻的結(jié)構(gòu)不是唯一的，圖2只是其中一種。圖2中的晶閘管D7、晶閘管D8可以用全控電力電子器件替代。圖2中的電阻R7可以去除，可控電阻完全用電子電路實現(xiàn)?？蓞㈤嗠娏﹄娮蛹夹g(shù)書籍，不再累贅。
[0071]控制電路124控制可控電阻Ml、可控電阻M2、晶閘管D3和晶閘管D4的方法還可以采用更為智能的技術(shù)，以便實現(xiàn)最佳控制?？蓞㈤嗠娏ο到y(tǒng)電壓(無功功率)智能控制的書籍與論文，不再累贅。
[0072]第一種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器的鐵芯可以有磁閥，以改善電壓、電流波形；可加快啟動反應(yīng)速度。分析方法與磁閥型可控電抗器相同，不再累贅。
[0073]實施例2:
[0074]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0075]第二種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器的結(jié)構(gòu)與連接方式如圖3所示。包括單相直流飽和電抗器II，可控電阻Ml，控制電路124。單相直流飽和電抗器11包括單相直流飽和電抗器端子121，單相直流飽和電抗器端子1122，單相直流飽和電抗器閉環(huán)鐵芯23，控制電路124。單相直流飽和電抗器閉環(huán)鐵芯23至少有兩根鐵芯柱；有兩根截面積相等、均有直流線圈和交流線圈的鐵芯柱，這兩根鐵芯柱各自至少有能形成一條不經(jīng)過對方鐵芯柱的磁通閉環(huán)。其中一根鐵芯柱上有交流線圈L5和直流線圈L6，另一根鐵芯柱上有交流線圈端子L7和直流線圈L8 ;交流線圈L5與交流線圈L7的匝數(shù)相等，直流線圈L6與直流線圈L8的匝數(shù)相等；交流線圈L5與交流線圈L7的匝數(shù)是相同電壓等級變壓器一次線圈匝數(shù)的K/2倍，K = I?2。交流線圈L5與直流線圈L6的匝數(shù)相等，或不相等。
[0076]交流線圈L5同名端與直流線圈L8同名端連接在一起后，連接端子121 ;交流線圈L7異名端與直流線圈L6異名端連接在一起后，連接端子1122。交流線圈L5異名端串聯(lián)可控電阻M1，然后連接交流線圈L7同名端，交流線圈L5異名端經(jīng)正向晶閘管D3連接直流線圈L6同名端，交流線圈L7同名端經(jīng)正向晶閘管D4連接直流線圈L8異名端；晶閘管D3和晶閘管D4的觸發(fā)端子分別連接控制電路124，控制電路124控制晶閘管D3和晶閘管D4觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)晶閘管D3和晶閘管D4整流量的大小。
[0077]設(shè)第二種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器額定電壓為U5，第二種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器接入額定電壓為U5的系統(tǒng)。當(dāng)控制電路124控制晶閘管D3和晶閘管D4全截止時，晶閘管D3和晶閘管D4整流電路不工作，直流線圈L6和直流線圈L8中的直流電流等于零。交流線圈L5與交流線圈L7的電抗值為最大值。
[0078]當(dāng)控制電路124控制晶閘管D3和晶閘管D4全導(dǎo)通時，流過直流線圈L6與直流線圈L8的直流電流達(dá)到最大設(shè)計值。交流線圈L5與交流線圈L7的電抗值為最小值。
[0079]控制電路124控制晶閘管D3和晶閘管D4整流量的大小，可控制直流線圈L6和直流線圈L8中直流電流的大小，實現(xiàn)控制單相直流飽和電抗器II電抗值的大小?？刂齐娐?24連續(xù)控制晶閘管D3和晶閘管D4整流量的大小，可連續(xù)控制直流線圈L6和直流線圈L8中直流電流的大小，實現(xiàn)單相直流飽和電抗器II電抗值的連續(xù)調(diào)節(jié)，單相直流飽和電抗器II電抗值在最大值與最小值之間調(diào)節(jié)、變化。
[0080]實驗表明，如果可控電阻Ml取0.1歐姆的固定電阻，可使單相直流飽和電抗器II的暫態(tài)過程縮短、加快反應(yīng)速度。如果電阻值加大，效果更好。但是，電阻值加大，電阻的功率要求加大，能量損耗加大。在直流飽和電抗器交流線圈回路中串聯(lián)可控電阻，直流飽和電抗器電抗值調(diào)節(jié)過程中可以使可控電阻運行在較大值；直流飽和電抗器電抗值調(diào)節(jié)結(jié)束，可控電阻運行于較小值，既提高直流飽和電抗器反應(yīng)速度，又降低可控電阻的耗能。
[0081]可控電阻Ml的控制端子連接控制電路124。
[0082]控制電路124的控制方法是:
[0083](I)上級給控制電路124下達(dá)電抗值變化量指令，控制電路124判斷電抗值變化量小于門坎值Zi時，控制電路124調(diào)節(jié)晶閘管D3和晶閘管D4的觸發(fā)角，使第二種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器的電抗值滿足上級指令要求；任務(wù)執(zhí)行完畢。
[0084](2)上級給控制電路124下達(dá)電抗值變化量指令，控制電路124判斷電抗值變化量大于門坎值Zi時，控制電路124控制可控電阻Ml立即到Rmax ;同時，控制電路124調(diào)節(jié)晶閘管D3和晶閘管D4的觸發(fā)角，使第二種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于設(shè)定值；第二種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于整定值以后，控制電路124控制可控電阻Ml從Rmax逐漸減小，同時，控制電路124調(diào)節(jié)晶閘管D3和晶閘管D4的觸發(fā)角，使第二種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于設(shè)定值；控制電路124控制可控電阻Ml減小至Rmin，控制電路124調(diào)節(jié)晶閘管D3和晶閘管D4的觸發(fā)角，使第二種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器的電抗值滿足上級指令要求；任務(wù)執(zhí)行完畢。
[0085]為表述方便，晶閘管D3和晶閘管D4統(tǒng)稱為電抗值調(diào)控晶閘管。
[0086]第二種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器與第一種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器共性的要求與分析，不再累贅。
[0087]實施例3:
[0088]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0089]第三種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器的結(jié)構(gòu)與連接方式如圖4所示。包括單相直流飽和電抗器III，可控電阻M3，可控電阻M4，控制電路II126。單相直流飽和電抗器III包括單相直流飽和電抗器端子121，單相直流飽和電抗器端子1122，單相直流飽和電抗器閉環(huán)鐵芯23，控制電路11126。單相直流飽和電抗器閉環(huán)鐵芯23至少有兩根鐵芯柱；有兩根截面積相等、均有直流線圈和交流線圈的鐵芯柱，這兩根鐵芯柱各自至少有能形成一條不經(jīng)過對方鐵芯柱的磁通閉環(huán)。其中一根鐵芯柱上有交流線圈L9和直流線圈L10，另一根鐵芯柱上有交流線圈端子Lll和直流線圈L12 ;交流線圈L9與交流線圈Lll的匝數(shù)相等，直流線圈LlO與直流線圈L12的匝數(shù)相等；交流線圈L9與交流線圈Lll的匝數(shù)是相同電壓等級變壓器一次線圈匝數(shù)的K倍，K= I?2。交流線圈L9與直流線圈LlO的匝數(shù)相等，或不相等。
[0090]一般情況，端子121作為單相直流飽和電抗器III的高壓端子，端子1122作為單相直流飽和電抗器III的低壓端子(接地端子)，以此降低控制電路III26對地電壓。
[0091]交流線圈L9同名端，直流線圈LlO同名端，交流線圈Lll同名端，直流線圈L12同名端連接端子121。交流線圈L9剩余端子經(jīng)可控電阻M3連接端子1122，交流線圈Lll剩余端子經(jīng)可控電阻M4連接端子1122，直流線圈LlO剩余端子經(jīng)正向晶閘管D5連接端子1122，直流線圈L12剩余端子經(jīng)反向晶閘管D6連接端子1122。晶閘管D5和晶閘管D6的觸發(fā)端子分別連接控制電路11126，控制電路III26控制晶閘管D5和晶閘管D6觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)晶閘管D5和晶閘管D6整流量的大小。
[0092]設(shè)第三種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器額定電壓為U5，第三種單相直流飽和電抗器接入額定電壓為U5的系統(tǒng)。當(dāng)控制電路III26控制晶閘管D5和晶閘管D6全截止時，晶閘管D5和晶閘管D6整流電路不工作，直流線圈LlO和直流線圈L12中的直流電流等于零。交流線圈L9與交流線圈Lll的電抗值為最大值。
[0093]當(dāng)控制電路III26控制晶閘管D5和晶閘管D6全導(dǎo)通時，流過直流線圈LlO與直流線圈L12的直流電流達(dá)到最大設(shè)計值。交流線圈L9與交流線圈Lll的電抗值為最小值。
[0094]控制電路III26控制晶閘管D5和晶閘管D6整流量的大小，可控制直流線圈LlO和直流線圈L12中直流電流的大小，實現(xiàn)控制單相直流飽和電抗器III電抗值的大小。控制電路1126連續(xù)控制晶閘管D5和晶閘管D6整流量的大小，可連續(xù)控制直流線圈LlO和直流線圈L12中直流電流的大小，實現(xiàn)單相直流飽和電抗器III電抗值的連續(xù)調(diào)節(jié)，單相直流飽和電抗器III電抗值在最大值與最小值之間調(diào)節(jié)、變化。
[0095]實驗表明，如果可控電阻M3、可控電阻M4分別取0.1歐姆的固定電阻，可使單相直流飽和電抗器III的暫態(tài)過程縮短、加快反應(yīng)速度。如果電阻值加大，效果更好。但是，電阻值加大，電阻的功率要求加大，能量損耗加大。在直流飽和電抗器交流線圈回路中串聯(lián)可控電阻，直流飽和電抗器電抗值調(diào)節(jié)過程中可以使可控電阻運行在較大值；直流飽和電抗器電抗值調(diào)節(jié)結(jié)束，可控電阻運行于較小值，既提高直流飽和電抗器反應(yīng)速度，又降低可控電阻的耗能。
[0096]可控電阻M3、可控電阻M4的控制端子分別連接控制電路11126。
[0097]控制電路II126的控制方法是:
[0098](I)上級給控制電路III26下達(dá)電抗值變化量指令，控制電路III26判斷電抗值變化量小于門坎值Zi時，控制電路III26調(diào)節(jié)晶閘管D5和晶閘管D6的觸發(fā)角，使第三種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器的電抗值滿足上級指令要求；任務(wù)執(zhí)行完畢。
[0099](2)上級給控制電路II126下達(dá)電抗值變化量指令，控制電路II126判斷電抗值變化量大于門坎值Zi時，控制電路II126控制可控電阻M3、可控電阻M4立即到Rmax ;同時，控制電路III26調(diào)節(jié)晶閘管D5和晶閘管D6的觸發(fā)角，使第三種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于設(shè)定值；第三種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于整定值以后，控制電路III26控制可控電阻M3、可控電阻M4從Rmax逐漸減小，同時，控制電路II126調(diào)節(jié)晶閘管D5和晶閘管D6的觸發(fā)角，
[0100]使第三種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于設(shè)定值；控制電路III26控制可控電阻M3、可控電阻M4減小至Rmin，控制電路III26調(diào)節(jié)晶閘管D5和晶閘管D6的觸發(fā)角，使第三種安裝有可控電阻的單相直流飽和電抗器的電抗值滿足上級指令要求；任務(wù)執(zhí)行完畢。
[0101 ] 為表述方便，晶閘管D5和晶閘管D6統(tǒng)稱為電抗值調(diào)控晶閘管。
[0102]實施例3與實施例1共性的要求與分析，不再累贅。
[0103]實施例4:
[0104]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0105]第一種安裝有可控電阻的三相直流飽和電抗器的結(jié)構(gòu)與連接方式如圖5所示。包括三相直流飽和電抗器I，可控電阻M5，可控電阻M6，可控電阻M7，可控電阻M8，三相可控電路I。三相直流飽和電抗器I包括三相直流飽和電抗器鐵芯127，三相直流飽和電抗器鐵芯1128，三相控制電路129。三相直流飽和電抗器鐵芯127有三根鐵芯柱(A相鐵芯柱，B相鐵芯柱，C相鐵芯柱)，鐵芯柱兩端有磁軛使三根鐵芯柱相互形成磁通閉環(huán)，類似三相變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)。三相直流飽和電抗器鐵芯127與三相直流飽和電抗器鐵芯1128并列，雙三柱鐵芯上端磁軛有三個橫軛連接，雙三柱鐵芯下端磁軛有三個橫軛連接，三相直流飽和電抗器鐵芯127與三相直流飽和電抗器鐵芯1128被六個橫軛連接成一個整體。雙三柱鐵芯上端磁軛的三個橫軛，可以組合成一個橫軛；雙三柱鐵芯下端磁軛的三個橫軛，也可以組合成一個橫軛。三相直流飽和電抗器鐵芯127與三相直流飽和電抗器鐵芯1128中的六根鐵芯柱還可以在一個平面上，六根鐵芯柱一排，六根鐵芯柱兩端由磁軛連接。三相直流飽和電抗器鐵芯有多種組合方式，建議:雙三柱鐵芯被連接的組合方式如圖6a、6b、6c所示。三相直流飽和電抗器鐵芯I與三相直流飽和電抗器鐵芯II的六根鐵芯柱的截面積相等，任何兩根鐵芯柱都可形成磁通閉環(huán)。
[0106]A相鐵芯柱上有交流線圈L9A和直流線圈L10A，B相鐵芯柱上有交流線圈L9B和直流線圈L10B，C相鐵芯柱上有交流線圈L9C和直流線圈L10C。交流線圈L9A，交流線圈L9B交流線圈L9C的匝數(shù)相等，直流線圈L1A，直流線圈L1B，直流線圈LlOC的匝數(shù)相等；交流線圈L9A，交流線圈L9B交流線圈L9C的匝數(shù)是相同電壓等級三相變壓器一次線圈匝數(shù)的K倍，K = I?2。交流線圈L9A與直流線圈LlOA的匝數(shù)相等，或不相等。
[0107]三相直流飽和電抗器鐵芯1128與三相直流飽和電抗器鐵芯127相同，三相直流飽和電抗器鐵芯Π28上有線圈，三相直流飽和電抗器鐵芯1128上線圈的結(jié)構(gòu)與參數(shù)與三相直流飽和電抗器鐵芯127上的線圈相同。為表示方便，三相直流飽和電抗器鐵芯1128上線圈分別表示為:A相鐵芯柱上有交流線圈LllA和直流線圈L12A，B相鐵芯柱上有交流線圈LllB和直流線圈L12B，C相鐵芯柱上有交流線圈LllC和直流線圈L12C。
[0108]三相直流飽和電抗器I還包括:三相直流飽和電抗器端子4A、端子4B、端子4C、端子4N ;端子4A、端子4B、端子4C分別連接電力系統(tǒng)A、B、C相電壓，端子4N為中性點，中性點可接地，也可不接地。
[0109]交流線圈L9A同名端，直流線圈LlOA同名端，交流線圈LllA同名端，直流線圈L12A同名端連接端子4A ;交流線圈L9B同名端，直流線圈LlOB同名端，交流線圈LllB同名端，直流線圈L12B同名端連接端子4B ;交流線圈L9C同名端，直流線圈LlOC同名端，交流線圈LllC同名端，直流線圈L12C同名端連接端子4C。
[0110]交流線圈L9A剩余端子,交流線圈L9B剩余端子，交流線圈L9C剩余端子連接在一起后經(jīng)可控電阻M5連接端子4N ;交流線圈LllA剩余端子，交流線圈LllB剩余端子，交流線圈LllC剩余端子連接在一起后經(jīng)可控電阻M6連接端子4N ;直流線圈LlOA剩余端子，直流線圈LlOB剩余端子，直流線圈LlOC剩余端子分別經(jīng)正向晶閘管D5A，正向晶閘管D5B，正向晶閘管D5C連接端子4N ;直流線圈L12A剩余端子，直流線圈L12B剩余端子，直流線圈L12C剩余端子分別經(jīng)反向晶閘管D6A，反向晶閘管D6B，反向晶閘管D6C連接端子4N ；晶閘管D5A，晶閘管D5B，晶閘管D5C，晶閘管D6A，晶閘管D6B，晶閘管D6C的觸發(fā)端子分別連接三相控制電路129，三相控制電路129控制晶閘管D5A，晶閘管D5B，晶閘管D5C，晶閘管D6A，晶閘管D6B，晶閘管D6C觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)晶閘管D5A，晶閘管D5B，晶閘管D5C，晶閘管D6A，晶閘管D6B，晶閘管D6C整流量的大小。
[0111]設(shè)第一種安裝有可控電阻的三相直流飽和電抗器額定電壓為U5，第一種安裝有可控電阻的三相直流飽和電抗器接入額定電壓為U5的系統(tǒng)。當(dāng)三相控制電路129控制晶閘管D5A，晶閘管D5B，晶閘管D5C，晶閘管D6A，晶閘管D6B，晶閘管D6C全截止時，晶閘管D5A，晶閘管D5B，晶閘管D5C，晶閘管D6A，晶閘管D6B，晶閘管D6C整流電路不工作，直流線圈L10A，直流線圈L10B，直流線圈L10C，直流線圈L12A，直流線圈L12B，直流線圈L12C中的直流電流等于零。交流線圈L9A，交流線圈L9B，交流線圈L9C，交流線圈LI 1A，交流線圈LllB，交流線圈LllC電抗值為最大值。
[0112]當(dāng)三相控制電路129控制晶閘管D5A，晶閘管D5B，晶閘管D5C，晶閘管D6A，晶閘管D6B，晶閘管D6C全導(dǎo)通時，流過直流線圈L1A，直流線圈L1B，直流線圈L1C，直流線圈L12A，直流線圈L12B，直流線圈L12C的直流電流達(dá)到最大設(shè)計值。交流線圈L9A，交流線圈L9B，交流線圈L9C，交流線圈L11A，交流線圈L11B，交流線圈LllC的電抗值為最小值。
[0113]三相控制電路129控制晶閘管D5A，晶閘管D5B，晶閘管D5C，晶閘管D6A，晶閘管D6B，晶閘管D6C整流量的大小，可控制直流線圈L10A，直流線圈L10B，直流線圈L10C，直流線圈L12A，直流線圈L12B，直流線圈L12C中直流電流的大小，實現(xiàn)控制三相直流飽和電抗器I電抗值的大小。三相控制電路129連續(xù)控制晶閘管D5A，晶閘管D5B，晶閘管D5C，晶閘管D6A，晶閘管D6B，晶閘管D6C整流量的大小，可連續(xù)控制直流線圈L10A，直流線圈L10B，直流線圈L10C，直流線圈LI2A，直流線圈L12B，直流線圈LI2C中直流電流的大小，實現(xiàn)三相直流飽和電抗器I電抗值的連續(xù)調(diào)節(jié)，三相直流飽和電抗器I電抗值在最大值與最小值之間調(diào)節(jié)、變化。
[0114]為了減小高次諧波，三相直流飽和電抗器鐵芯127的A相鐵芯柱上還有交流線圈L13A，B相鐵芯柱上還有交流線圈L13B，C相鐵芯柱上還有交流線圈L13C。三相直流飽和電抗器鐵芯1128的A相鐵芯柱上還有交流線圈L14A，B相鐵芯柱上還有交流線圈L14B，C相鐵芯柱上還有交流線圈L14C。
[0115]交流線圈L13A、交流線圈L13B、交流線圈L13C開口三角形連接，開口處串聯(lián)可控電阻M7。交流線圈L14A、交流線圈L14B、交流線圈L14C開口三角形連接，開口處串聯(lián)可控電阻M8。常見的開口三角形連接如圖5所示。交流線圈L13A同名端連接交流線圈L13B異名端，交流線圈L13B同名端連接交流線圈L13C異名端,交流線圈L13C同名端串聯(lián)可控電阻M7后連接交流線圈L13A異名端。交流線圈L14A同名端連接交流線圈L14B異名端，交流線圈L14B同名端連接交流線圈L14C異名端，交流線圈L14C同名端串聯(lián)可控電阻M8后連接交流線圈L14A異名端。直流飽和電抗器三次諧波對電力系統(tǒng)的影響最大，三相交流線圈三角形連接，為三次、九次、等高次諧波提供通道，減小直流飽和電抗器高次諧波對電力系統(tǒng)的影響。為了降低可控電阻M7，可控電阻M8對地電壓，可控電阻M7的其中一端連接端點4N，可控電阻M8的其中一端連接端點4N?？煽仉娮鐼7，可控電阻M8的控制端分別連接三相控制電路129。
[0116]實驗表明，如果可控電阻M5、可控電阻M6、可控電阻M7、可控電阻M8分別取0.1歐姆的固定電阻，可使三相直流飽和電抗器I的暫態(tài)過程縮短、加快反應(yīng)速度。如果電阻值加大，效果更好。但是，電阻值加大，電阻的功率要求加大，能量損耗加大。在直流飽和電抗器交流線圈回路中串聯(lián)可控電阻，直流飽和電抗器電抗值調(diào)節(jié)過程中可以使可控電阻運行在較大值；直流飽和電抗器電抗值調(diào)節(jié)結(jié)束，可控電阻運行于較小值，既提高直流飽和電抗器反應(yīng)速度，又降低可控電阻的耗能。
[0117]可控電阻M5、可控電阻M6、可控電阻M7、可控電阻M8的控制端子分別連接三相控制電路129。
[0118]三相控制電路129的控制方法是:
[0119](I)上級給三相控制電路129下達(dá)電抗值變化量指令，三相控制電路129判斷電抗值變化量小于門坎值Zi時，三相控制電路129調(diào)節(jié)電抗值調(diào)控晶閘管的觸發(fā)角，使第一種安裝有可控電阻的三相直流飽和電抗器的電抗值滿足上級指令要求；任務(wù)執(zhí)行完畢；
[0120](2)上級給三相控制電路129下達(dá)電抗值變化量指令，三相控制電路129判斷電抗值變化量大于門坎值Zi時，三相控制電路129控制所有可控電阻立即到Rmax ;同時，三相控制電路129調(diào)節(jié)電抗值調(diào)控晶閘管的觸發(fā)角，使第一種安裝有可控電阻的三相直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于設(shè)定值；第一種安裝有可控電阻的三相直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于整定值以后，三相控制電路129控制所有可控電阻從Rmax逐漸減小，同時，三相控制電路129調(diào)節(jié)電抗值調(diào)控晶閘管的觸發(fā)角，使第一種安裝有可控電阻的三相直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于設(shè)定值；三相控制電路129控制所有可控電阻減小至Rmin，三相控制電路129調(diào)節(jié)電抗值調(diào)控晶閘管的觸發(fā)角，使第一種安裝有可控電阻的三相直流飽和電抗器的電抗值滿足上級指令要求；任務(wù)執(zhí)行完畢。
[0121]為表述方便，晶閘管D5A，晶閘管D5B，晶閘管D5C，晶閘管D6A，晶閘管D6B，晶閘管D6C統(tǒng)稱為電抗值調(diào)控晶閘管。
[0122]實施例4與實施例1共性的要求與分析，不再累贅。
[0123]實施例5:
[0124]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0125]第二種安裝有可控電阻的三相直流飽和電抗器的結(jié)構(gòu)與連接方式如圖7所示。包括三相直流飽和電抗器II,可控電阻M7,可控電阻M8,可控電阻M9,可控電阻M10,可控電阻MlI，三相可控電路1130。三相直流飽和電抗器II包括三相直流飽和電抗器鐵芯127，三相直流飽和電抗器鐵芯1128，三相控制電路1130。三相直流飽和電抗器鐵芯127、三相直流飽和電抗器鐵芯Π28與實施例4相同，不再累贅。
[0126]A相鐵芯柱上有交流線圈L5A和直流線圈L6A，B相鐵芯柱上有交流線圈L5B和直流線圈L6B，C相鐵芯柱上有交流線圈L5C和直流線圈L6C。交流線圈L5A，交流線圈L5B交流線圈L5C的匝數(shù)相等，直流線圈L6A，直流線圈L6B，直流線圈L6C的匝數(shù)相等；交流線圈L5A，交流線圈L5B交流線圈L5C的匝數(shù)是相同電壓等級三相變壓器一次線圈匝數(shù)的K/2倍，K = I?2。交流線圈L5A與直流線圈L6A的匝數(shù)相等，或不相等。
[0127]三相直流飽和電抗器鐵芯1128與三相直流飽和電抗器鐵芯127相同，三相直流飽和電抗器鐵芯Π28上有線圈，三相直流飽和電抗器鐵芯1128上線圈的結(jié)構(gòu)與參數(shù)與三相直流飽和電抗器鐵芯127上的線圈相同。為表示方便，三相直流飽和電抗器鐵芯1128上線圈分別表示為:A相鐵芯柱上有交流線圈L7A和直流線圈L8A，B相鐵芯柱上有交流線圈L7B和直流線圈L8B，C相鐵芯柱上有交流線圈L7C和直流線圈L8C。
[0128]三相直流飽和電抗器II還包括:三相直流飽和電抗器端子4A、端子4B、端子4C、端子4N ;端子4A、端子4B、端子4C分別連接電力系統(tǒng)A、B、C相電壓，端子4N為中性點，中性點可接地，也可不接地。
[0129]交流線圈L5A同名端，直流線圈L8A同名端連接端子4A ；交流線圈L5B同名端，直流線圈L8B同名端連接端子4B ;交流線圈L5C同名端，直流線圈L8C同名端連接端子4C。交流線圈L7A異名端，直流線圈L6A異名端，交流線圈L7B異名端，直流線圈L6B異名端，交流線圈L7C異名端，直流線圈L6C異名端連接端子4N。交流線圈L5A異名端經(jīng)可控電阻M9連接交流線圈L7A同名端，交流線圈L5B異名端經(jīng)可控電阻MlO連接交流線圈L7B同名端，交流線圈L5C異名端經(jīng)可控電阻Mll連接交流線圈L7C同名端。交流線圈L5A異名端經(jīng)正向晶閘管D3A連接直流線圈L6A同名端，交流線圈L5B異名端經(jīng)正向晶閘管D3B連接直流線圈L6B同名端，交流線圈L5C異名端經(jīng)正向晶閘管D3C連接直流線圈L6C同名端。交流線圈L7A同名端經(jīng)正向晶閘管D4A連接直流線圈L8A異名端，交流線圈L7B同名端經(jīng)正向晶閘管D4B連接直流線圈L8B異名端，交流線圈L7B同名端經(jīng)正向晶閘管D4B連接直流線圈L8B異名端。
[0130]晶閘管D3A，晶閘管D3B，晶閘管D3C，晶閘管D4A，晶閘管D4B，晶閘管D4C的觸發(fā)端子分別連接三相控制電路1130，三相控制電路1130控制晶閘管D3A，晶閘管D3B，晶閘管D3C，晶閘管D4A，晶閘管D4B，晶閘管D4C觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)晶閘管D3A，晶閘管D3B，晶閘管D3C，晶閘管D4A，晶閘管D4B，晶閘管D4C整流量的大小。
[0131 ] 設(shè)第二種安裝有可控電阻的三相直流飽和電抗器額定電壓為U5，第二種安裝有可控電阻的三相直流飽和電抗器接入額定電壓為U5的系統(tǒng)。當(dāng)三相控制電路1130控制晶閘管D3A，晶閘管D3B，晶閘管D3C，晶閘管D4A，晶閘管D4B，晶閘管D4C全截止時，晶閘管D3A，晶閘管D3B，晶閘管D3C，晶閘管D4A，晶閘管D4B，晶閘管D4C整流電路不工作，直流線圈L6A，直流線圈L6B，直流線圈L6C，直流線圈L8A，直流線圈L8B，直流線圈L8C中的直流電流等于零。交流線圈L5A，交流線圈L5B，交流線圈L5C，交流線圈L7A，交流線圈L7B，交流線圈L7C電抗值為最大值。
[0132]當(dāng)三相控制電路1130控制晶閘管D3A，晶閘管D3B，晶閘管D3C，晶閘管D4A，晶閘管D4B，晶閘管D4C全導(dǎo)通時，流過直流線圈L6A，直流線圈L6B，直流線圈L6C，直流線圈L8A，直流線圈L8B，直流線圈L8C的直流電流達(dá)到最大設(shè)計值。交流線圈L5A，交流線圈L5B，交流線圈L5C，交流線圈L7A，交流線圈L7B，交流線圈L7C的電抗值為最小值。
[0133]三相控制電路1130控制晶閘管D3A，晶閘管D3B，晶閘管D3C，晶閘管D4A，晶閘管D4B，晶閘管D4C整流量的大小，可控制直流線圈L6A，直流線圈L6B，直流線圈L6C，直流線圈L8A，直流線圈L8B，直流線圈L8C中直流電流的大小，實現(xiàn)控制三相直流飽和電抗器II電抗值的大小。三相控制電路Π30連續(xù)控制晶閘管D3A，晶閘管D3B，晶閘管D3C，晶閘管D4A，晶閘管D4B，晶閘管D4C整流量的大小，可連續(xù)控制直流線圈L6A，直流線圈L6B，直流線圈L6C，直流線圈L8A，直流線圈L8B，直流線圈L8C中直流電流的大小，實現(xiàn)三相直流飽和電抗器II電抗值的連續(xù)調(diào)節(jié)，三相直流飽和電抗器電抗值II在最大值與最小值之間調(diào)節(jié)、變化。
[0134]與實施例4同理，為了減小高次諧波，三相直流飽和電抗器鐵芯127的A相鐵芯柱上還有交流線圈L13A，B相鐵芯柱上還有交流線圈L13B，C相鐵芯柱上還有交流線圈L13C。三相直流飽和電抗器鐵芯Π28的A相鐵芯柱上還有交流線圈L14A，B相鐵芯柱上還有交流線圈L14B，C相鐵芯柱上還有交流線圈L14C。詳細(xì)分析不再累贅。
[0135]實驗表明，如果可控電阻M7、可控電阻M8、可控電阻M9、可控電阻M10、可控電阻Mll分別取0.1歐姆的固定電阻，可使三相直流飽和電抗器II的暫態(tài)過程縮短、加快反應(yīng)速度。如果電阻值加大，效果更好。但是，電阻值加大，電阻的功率要求加大，能量損耗加大。在直流飽和電抗器交流線圈回路中串聯(lián)可控電阻，直流飽和電抗器電抗值調(diào)節(jié)過程中可以使可控電阻運行在較大值；直流飽和電抗器電抗值調(diào)節(jié)結(jié)束，可控電阻運行于較小值，既提高直流飽和電抗器反應(yīng)速度，又降低可控電阻的耗能。
[0136]可控電阻M7、可控電阻M8、可控電阻M9、可控電阻M10、可控電阻Mll的控制端子分別連接三相控制電路Π30。
[0137]三相控制電路1130的控制方法是:
[0138](I)上級給三相控制電路1130下達(dá)電抗值變化量指令，三相控制電路1130判斷電抗值變化量小于門坎值Zi時，三相控制電路1130調(diào)節(jié)電抗值調(diào)控晶閘管的觸發(fā)角，使第二種安裝有可控電阻的三相直流飽和電抗器的電抗值滿足上級指令要求；任務(wù)執(zhí)行完畢；
[0139](2)上級給三相控制電路1130下達(dá)電抗值變化量指令，三相控制電路1130判斷電抗值變化量大于門坎值Zi時，三相控制電路1130控制所有可控電阻立即到Rmax ;同時，三相控制電路1130調(diào)節(jié)電抗值調(diào)控晶閘管的觸發(fā)角，使第二種安裝有可控電阻的三相直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于設(shè)定值；第二種安裝有可控電阻的三相直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于整定值以后，三相控制電路1130控制所有可控電阻從Rmax逐漸減小，同時，三相控制電路1130調(diào)節(jié)電抗值調(diào)控晶閘管的觸發(fā)角，使第二種安裝有可控電阻的三相直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于設(shè)定值；三相控制電路Π30控制所有可控電阻減小至Rmin，三相控制電路1130調(diào)節(jié)電抗值調(diào)控晶閘管的觸發(fā)角，使第二種安裝有可控電阻的三相直流飽和電抗器的電抗值滿足上級指令要求；任務(wù)執(zhí)行完畢。
[0140]為表述方便，晶閘管D3A，晶閘管D3B，晶閘管D3C，晶閘管D4A，晶閘管D4B，晶閘管D4C統(tǒng)稱為電抗值調(diào)控晶閘管。
[0141]實施例5與實施例1共性的要求與分析，不再累贅。
[0142]本發(fā)明的一種提高直流飽和電抗器性能的裝置及其方法可用現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計制造，完全可以實現(xiàn)。有廣闊應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.一種提高直流飽和電抗器性能的裝置，其特征是，它包括直流飽和電抗器；所述直流飽和電抗器采用閉環(huán)鐵芯，閉環(huán)鐵芯至少有兩根截面積相等、均有直流線圈和交流線圈的鐵芯柱；至少有兩個直流線圈分別連接各自的電抗值調(diào)控晶閘管，各個電抗值調(diào)控晶閘管的控制端均與控制電路連接，控制電路控制各個電抗值調(diào)控晶閘管的觸發(fā)角大小，通過連續(xù)調(diào)節(jié)各個電抗值調(diào)控晶閘管整流量的大小，控制各個與電抗值調(diào)控晶閘管連接的直流線圈中直流電流的大小，實現(xiàn)控制直流飽和電抗器電抗值的大?。? 交流線圈之間或各交流線圈與中性點間的交流回路中連接至少一個可調(diào)電阻，可調(diào)電阻由控制電路控制。
2.如權(quán)利要求1所述的提高直流飽和電抗器性能的裝置，其特征是，所述可控電阻包含電阻R7，電阻R7的兩端作為可控電阻的兩端，晶閘管D7、晶閘管D8反向并聯(lián)后，與電阻R7并聯(lián)；壓敏電阻R8與電阻R7并聯(lián)；晶閘管D7、晶閘管D8的觸發(fā)端連接控制器，控制器與外部控制電路 連接，控制可控電阻進(jìn)行阻值連續(xù)調(diào)節(jié)變化。
3.如權(quán)利要求1所述的提高直流飽和電抗器性能的裝置，其特征是，所述直流飽和電抗器為單相直流飽和電抗器，兩根截面積相等、均有直流線圈和交流線圈的鐵芯柱，各自至少有能形成一條不經(jīng)過對方鐵芯柱的磁通閉環(huán)； 所述單相直流飽和電抗器其中一根鐵芯柱上有交流線圈L5和直流線圈L6，另一根鐵芯柱上有交流線圈端子L7和直流線圈L8 ;所述兩交流線圈的匝數(shù)相等；所述兩直流線圈的匝數(shù)相等；同時所述兩交流線圈的匝數(shù)是相同電壓等級變壓器一次線圈匝數(shù)的K/2倍；交流線圈L5同名端與直流線圈L8同名端連接在一起后，作為單相直流飽和電抗器的端子I ;交流線圈L7異名端與直流線圈L6異名端連接在一起后，作為單相直流飽和電抗器的端子II ; 交流線圈L5異名端依次串聯(lián)可控電阻M1，可控電阻M2，然后連接交流線圈L7同名端，可控電阻Ml與可控電阻M2之間結(jié)點經(jīng)正向晶閘管D3連接直流線圈L6同名端，可控電阻Ml與可控電阻M2之間結(jié)點還經(jīng)正向晶閘管D4連接直流線圈L8異名端；晶閘管D3和晶閘管D4的觸發(fā)端子分別連接控制電路，控制電路控制晶閘管D3和晶閘管D4觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)單相直流飽和電抗器電抗值的大?。? 可控電阻Ml與可控電阻M2的控制端子分別連接控制電路。
4.如權(quán)利要求1所述的提高直流飽和電抗器性能的裝置，其特征是，所述直流飽和電抗器為單相直流飽和電抗器，兩根截面積相等、均有直流線圈和交流線圈的鐵芯柱，各自至少有能形成一條不經(jīng)過對方鐵芯柱的磁通閉環(huán)； 所述單相直流飽和電抗器其中一根鐵芯柱上有交流線圈L5和直流線圈L6，另一根鐵芯柱上有交流線圈端子L7和直流線圈L8 ;所述兩交流線圈的匝數(shù)相等；所述兩直流線圈的匝數(shù)相等；同時所述兩交流線圈的匝數(shù)是相同電壓等級變壓器一次線圈匝數(shù)的K/2倍；交流線圈L5同名端與直流線圈L8同名端連接在一起后，作為單相直流飽和電抗器的端子I ;交流線圈L7異名端與直流線圈L6異名端連接在一起后，作為單相直流飽和電抗器的端子II; 交流線圈L5異名端串聯(lián)可控電阻Ml,然后連接交流線圈L7同名端,交流線圈L5異名端經(jīng)正向晶閘管D3連接直流線圈L6同名端，交流線圈L7同名端經(jīng)正向晶閘管D4連接直流線圈L8異名端；晶閘管D3和晶閘管D4的觸發(fā)端子分別連接控制電路，控制電路控制晶閘管D3和晶閘管D4觸發(fā)角的大小,實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)單相直流飽和電抗器電抗值的大?。? 可控電阻Ml的控制端子分別連接控制電路。
5.如權(quán)利要求1所述的提高直流飽和電抗器性能的裝置，其特征是，所述直流飽和電抗器為單相直流飽和電抗器，兩根截面積相等、均有直流線圈和交流線圈的鐵芯柱，各自至少有能形成一條不經(jīng)過對方鐵芯柱的磁通閉環(huán)； 所述單相直流飽和電抗器其中一根鐵芯柱上有交流線圈L9和直流線圈L10，另一根鐵芯柱上有交流線圈端子Lll和直流線圈L12 ;所述兩交流線圈的匝數(shù)相等；所述兩直流線圈的匝數(shù)相等；同時所述兩交流線圈的匝數(shù)是相同電壓等級變壓器一次線圈匝數(shù)的K倍；所述交流線圈同名端與直流線圈同名端均連接在一起，作為單相直流飽和電抗器的端子I ;交流線圈L9剩余端子經(jīng)可控電阻M3連接單相直流飽和電抗器的端子II，交流線圈Lll剩余端子經(jīng)可控電阻M4連接端子II，直流線圈LlO剩余端子經(jīng)正向晶閘管D5連接端子II，直流線圈L12剩余端子經(jīng)反向晶閘管D6連接端子II ;晶閘管D5和晶閘管D6的觸發(fā)端子分別連接控制電路，控制電路控制晶閘管D5和晶閘管D6觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)單相直流飽和電抗器電抗值的大小； 可控電阻M3與可控電阻M4的控制端子分別連接控制電路。
6.如權(quán)利要求1所述的一種提高直流飽和電抗器性能的裝置，其特征是，所述直流飽和電抗器為三相直流飽和電抗器，由三柱的三相直流飽和電抗器鐵芯I和三柱的三相直流飽和電抗器鐵芯II組成，三柱分別對應(yīng)電力系統(tǒng)的A、B、C三相；雙三柱的鐵芯上端磁軛有橫軛連接，各雙三柱鐵芯下端磁軛有橫軛連接；三相直流飽和電抗器鐵芯I與三相直流飽和電抗器鐵芯II的六根鐵芯柱的截面積相等，任何兩根鐵芯柱都可形成磁通閉環(huán)；六根鐵芯柱均有直流線圈和 交流線圈；各交流線圈匝數(shù)相同，各直流線圈匝數(shù)相同；其中各交流線圈匝數(shù)是相同電壓等級三相變壓器一次線圈的匝數(shù)的K倍； 所述三相直流飽和電抗器鐵芯I與三相直流飽和電抗器鐵芯II中各交流線圈和直流線圈的同名端分別與對應(yīng)的A、B、C相端相連； 三相直流飽和電抗器鐵芯I的各交流線圈剩余端連接在一起后經(jīng)可控電阻M5連接端子4N ;各直流線圈剩余端則分別經(jīng)各自的正向晶閘管連接端子4N ； 三相直流飽和電抗器鐵芯II的各交流線圈剩余端連接在一起后經(jīng)可控電阻M6連接端子4N ;各直流線圈剩余端則分別經(jīng)各自的反向晶閘管連接端子4N ； 全部晶閘管的觸發(fā)端與三相控制電路連接，通過控制觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)三相直流飽和電抗器電抗值的大??； 可控電阻M5與可控電阻M6的控制端子分別連接三相控制電路。
7.如權(quán)利要求1所述的一種提高直流飽和電抗器性能的裝置，其特征是，所述直流飽和電抗器為三相直流飽和電抗器，由三柱的三相直流飽和電抗器鐵芯I和三柱的三相直流飽和電抗器鐵芯II組成，三柱分別對應(yīng)電力系統(tǒng)的A、B、C三相；雙三柱的鐵芯上端磁軛有橫軛連接，各雙三柱鐵芯下端磁軛有橫軛連接；三相直流飽和電抗器鐵芯I與三相直流飽和電抗器鐵芯II的六根鐵芯柱的截面積相等，任何兩根鐵芯柱都可形成磁通閉環(huán)；六根鐵芯柱均有直流線圈和交流線圈；各交流線圈匝數(shù)相同，各直流線圈匝數(shù)相同；其中各交流線圈匝數(shù)是相同電壓等級三相變壓器一次線圈的匝數(shù)的K/2倍； 所述三相直流飽和電抗器鐵芯I中的各交流線圈同名端和三相直流飽和電抗器鐵芯II中的各直流線圈同名端均與對應(yīng)的A、B、C相端相連； 三相直流飽和電抗器鐵芯I中的各直流線圈異名端和三相直流飽和電抗器鐵芯II中的各交流線圈異名端均與端子4N相連； 所述三相直流飽和電抗器鐵芯I中各交流線圈異名端分別經(jīng)過相應(yīng)的可控電阻與三相直流飽和電抗器鐵芯II中對應(yīng)交流線圈的同名端連接； 三相直流飽和電抗器鐵芯I中各交流線圈的異名端分別經(jīng)過各自的正向晶閘管與本相中的直流線圈同名端連接； 三相直流飽和電抗器鐵芯II中各直流線圈的異名端分別經(jīng)過各自的反向晶閘管與本相中的交流線圈同名端連接； 所述全部晶閘管的觸發(fā)端子分別連接三相控制電路，通過控制觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)晶閘管整流量的大??； 所述各可控電阻的控制端子分別連接三相控制電路。
8.如權(quán)利要求6或7所述的提高直流飽和電抗器性能的裝置，其特征是，所述三相直流飽和電抗器鐵芯I和三相直流飽和電抗器鐵芯II各相鐵芯柱上增設(shè)交流線圈； 三相直流飽和電抗器鐵芯I和三相直流飽和電抗器鐵芯II上增設(shè)交流線圈分別組成開口三角形連接，開口處分別串聯(lián)對應(yīng)的另一個可控電阻；這兩個可控電阻的其中一端分別連接端點4N，可控電阻控制端子分別連接三相控制電路。
9.如權(quán)利要求3或4或5或6或7所述的一種提高直流飽和電抗器性能的裝置，其特征是，所述系數(shù)K, K = 1~2。
10.如權(quán)利要求1所述的提高直流飽和電抗器性能裝置的方法，其特征是，控制方法是: (1)上級給控制電路下達(dá)電抗值變化量指令，控制電路判斷電抗值變化量小于門坎值Zi時，控制電路調(diào)節(jié)電抗值調(diào)控晶閘管的觸發(fā)角，使直流飽和電抗器的電抗值滿足上級指令要求；任務(wù)執(zhí)行完畢； (2)上級給控制電路下達(dá)電抗值變化量指令，控制電路判斷電抗值變化量大于門坎值Zi時，控制電路控制所有可控電阻立即到Rmax ;同時，控制電路調(diào)節(jié)電抗值調(diào)控晶閘管的觸發(fā)角，使直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于設(shè)定值；直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于整定值以后，控制電路控制所有可控電阻從Rmax逐漸減小，同時，控制電路調(diào)節(jié)電抗值調(diào)控晶閘管的觸發(fā)角，使直流飽和電抗器的電抗值與上級指令要求的誤差小于設(shè)定值；控制電路控制所有可控電阻減小至Rmin，控制電路調(diào)節(jié)電抗值調(diào)控晶閘管的觸發(fā)角，使直流飽和電抗器的電抗值滿足上級指令要求；任務(wù)執(zhí)行完畢。
11.如權(quán)利要求10所述的一種提高直流飽和電抗器性能的裝置的方法，其特征是，所述門坎值Zi大于零，小于5% Zmax ；電阻值Rmax = O~R7,電阻值Rmin = O~R7,Rmax>Rmin。
【文檔編號】H01F21/02GK104078199SQ201410353026
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】李曉明 申請人:山東大學(xué)