CN104078199A - 一种提高直流饱和电抗器性能的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高直流饱和电抗器性能的装置及其方法。利用可控电阻使直流饱和电抗器的调节反应速度快。它包括直流饱和电抗器，可控电阻M1与M2，控制电路；线圈L5同名端与线圈L8同名端连接端子I；线圈L7异名端与线圈L6异名端连接端子II；线圈L5异名端依次串联可控电阻M1，M2；然后连接线圈L7同名端，可控电阻M1与M2之间结点经正向晶闸管D3连接线圈L6同名端，可控电阻M1与M2之间结点还经正向晶闸管D4连接线圈L8异名端；晶闸管D3和D4的触发端子分别连接控制电路，控制电路I控制晶闸管触发角，实现连续调节直流饱和电抗器电抗值；可控电阻M1与M2的控制端子分别连接控制电路。

Description

一种提高直流饱和电抗器性能的装置及其方法

技术领域

本发明涉及电力系统送变电技术领域，特别涉及一种提高直流饱和电抗器性能的装置及其方法。

背景技术

电抗器在电力系统中的应用非常广泛。串联电抗器可限制短路电流；并联电抗器可限制过电压；电抗器与电容联合可构成滤波电路。在一些应用领域，电抗器的电抗值是固定不变的；在一些应用领域，电抗器的电抗值应随着电力系统运行方式的变化而不断调节。电抗值可以连续调节的可控饱和电抗器(简称为：饱和电抗器)是重要研究课题。

饱和电抗器是利用饱和电抗器闭环铁芯的饱和特性来改变电抗器的电抗值。已经有许多饱和电抗器被提出来，中国水利水电出版社2008年出版蔡宣三，高越农著《可控饱和电抗器原理、设计与应用》一书对饱和电抗器作了总结。目前提出的各种饱和电抗器，饱和电抗器主体铁芯上需要直流线圈，直流线圈需要有直流电流，直流电流在主体铁芯上产生直流磁通；调节直流电流的大小，控制饱和电抗器主体铁芯的饱和程度，实现饱和电抗器交流线圈电抗值的连续改变。为此，这种工作原理的饱和电抗器可称为直流饱和电抗器。现有的直流饱和电抗器反应速度慢。

发明内容

本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种结构简单，提高直流饱和电抗器性能的装置及其方法。

为实现上述目的，本发明采用如下方法：

一种提高直流饱和电抗器性能的装置，它包括直流饱和电抗器；所述直流饱和电抗器采用闭环铁芯，闭环铁芯至少有两根截面积相等、均有直流线圈和交流线圈的铁芯柱；至少有两个直流线圈分别连接各自的电抗值调控晶闸管，各个电抗值调控晶闸管的控制端均与控制电路连接，控制电路控制各个电抗值调控晶闸管的触发角大小，通过连续调节各个电抗值调控晶闸管整流量的大小，控制各个与电抗值调控晶闸管连接的直流线圈中直流电流的大小，实现控制直流饱和电抗器电抗值的大小；

交流线圈之间或各交流线圈与中性点间的交流回路中连接至少一个可调电阻，可调电阻由控制电路控制。

所述可控电阻包含电阻R7，电阻R7的两端作为可控电阻的两端，晶闸管D7、晶闸管D8反向并联后，与电阻R7并联；压敏电阻R8与电阻R7并联；晶闸管D7、晶闸管D8的触发端连接控制器，控制器与外部控制电路连接，控制可控电阻进行阻值连续调节变化。

所述直流饱和电抗器为单相直流饱和电抗器，两根截面积相等、均有直流线圈和交流线圈的铁芯柱，各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的磁通闭环；

所述单相直流饱和电抗器其中一根铁芯柱上有交流线圈L5和直流线圈L6，另一根铁芯柱上有交流线圈端子L7和直流线圈L8；所述两交流线圈的匝数相等；所述两直流线圈的匝数相等；同时所述两交流线圈的匝数是相同电压等级变压器一次线圈匝数的K/2倍；交流线圈L5同名端与直流线圈L8同名端连接在一起后，作为单相直流饱和电抗器的端子I；交流线圈L7异名端与直流线圈L6异名端连接在一起后，作为单相直流饱和电抗器的端子II；

交流线圈L5异名端依次串联可控电阻M1，可控电阻M2，然后连接交流线圈L7同名端，可控电阻M1与可控电阻M2之间结点经正向晶闸管D3连接直流线圈L6同名端，可控电阻M1与可控电阻M2之间结点还经正向晶闸管D4连接直流线圈L8异名端；晶闸管D3和晶闸管D4的触发端子分别连接控制电路，控制电路控制晶闸管D3和晶闸管D4触发角的大小，实现连续调节单相直流饱和电抗器电抗值的大小；

可控电阻M1与可控电阻M2的控制端子分别连接控制电路。

所述直流饱和电抗器为单相直流饱和电抗器，两根截面积相等、均有直流线圈和交流线圈的铁芯柱，各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的磁通闭环；

所述单相直流饱和电抗器其中一根铁芯柱上有交流线圈L5和直流线圈L6，另一根铁芯柱上有交流线圈端子L7和直流线圈L8；所述两交流线圈的匝数相等；所述两直流线圈的匝数相等；同时所述两交流线圈的匝数是相同电压等级变压器一次线圈匝数的K/2倍；交流线圈L5同名端与直流线圈L8同名端连接在一起后，作为单相直流饱和电抗器的端子I；交流线圈L7异名端与直流线圈L6异名端连接在一起后，作为单相直流饱和电抗器的端子II；

交流线圈L5异名端串联可控电阻M1，然后连接交流线圈L7同名端，交流线圈L5异名端经正向晶闸管D3连接直流线圈L6同名端，交流线圈L7同名端经正向晶闸管D4连接直流线圈L8异名端；晶闸管D3和晶闸管D4的触发端子分别连接控制电路，控制电路控制晶闸管D3和晶闸管D4触发角的大小，实现连续调节单相直流饱和电抗器电抗值的大小；

可控电阻M1的控制端子分别连接控制电路。

所述直流饱和电抗器为单相直流饱和电抗器，两根截面积相等、均有直流线圈和交流线圈的铁芯柱，各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的磁通闭环；

所述单相直流饱和电抗器其中一根铁芯柱上有交流线圈L9和直流线圈L10，另一根铁芯柱上有交流线圈端子L11和直流线圈L12；所述两交流线圈的匝数相等；所述两直流线圈的匝数相等；同时所述两交流线圈的匝数是相同电压等级变压器一次线圈匝数的K倍；

所述交流线圈同名端与直流线圈同名端均连接在一起，作为单相直流饱和电抗器的端子I；交流线圈L9剩余端子经可控电阻M3连接单相直流饱和电抗器的端子II，交流线圈L11剩余端子经可控电阻M4连接端子II，直流线圈L10剩余端子经正向晶闸管D5连接端子II，直流线圈L12剩余端子经反向晶闸管D6连接端子II；晶闸管D5和晶闸管D6的触发端子分别连接控制电路，控制电路控制晶闸管D5和晶闸管D6触发角的大小，实现连续调节单相直流饱和电抗器电抗值的大小；

可控电阻M3与可控电阻M4的控制端子分别连接控制电路。

所述直流饱和电抗器为三相直流饱和电抗器，由三柱的三相直流饱和电抗器铁芯I和三柱的三相直流饱和电抗器铁芯II组成，三柱分别对应电力系统的A、B、C三相；双三柱的铁芯上端磁轭有横轭连接，各双三柱铁芯下端磁轭有横轭连接；三相直流饱和电抗器铁芯I与三相直流饱和电抗器铁芯II的六根铁芯柱的截面积相等，任何两根铁芯柱都可形成磁通闭环；六根铁芯柱均有直流线圈和交流线圈；各交流线圈匝数相同，各直流线圈匝数相同；其中各交流线圈匝数是相同电压等级三相变压器一次线圈的匝数的K倍；

所述三相直流饱和电抗器铁芯I与三相直流饱和电抗器铁芯II中各交流线圈和直流线圈的同名端分别与对应的A、B、C相端相连；

三相直流饱和电抗器铁芯I的各交流线圈剩余端连接在一起后经可控电阻M5连接端子4N；各直流线圈剩余端则分别经各自的正向晶闸管连接端子4N；

三相直流饱和电抗器铁芯II的各交流线圈剩余端连接在一起后经可控电阻M6连接端子4N；各直流线圈剩余端则分别经各自的反向晶闸管连接端子4N；

全部晶闸管的触发端与三相控制电路连接，通过控制触发角的大小，实现连续调节三相直流饱和电抗器电抗值的大小；

可控电阻M5与可控电阻M6的控制端子分别连接三相控制电路。

所述直流饱和电抗器为三相直流饱和电抗器，由三柱的三相直流饱和电抗器铁芯I和三柱的三相直流饱和电抗器铁芯II组成，三柱分别对应电力系统的A、B、C三相；双三柱的铁芯上端磁轭有横轭连接，各双三柱铁芯下端磁轭有横轭连接；三相直流饱和电抗器铁芯I与三相直流饱和电抗器铁芯II的六根铁芯柱的截面积相等，任何两根铁芯柱都可形成磁通闭环；六根铁芯柱均有直流线圈和交流线圈；各交流线圈匝数相同，各直流线圈匝数相同；其中各交流线圈匝数是相同电压等级三相变压器一次线圈的匝数的K/2倍；

所述三相直流饱和电抗器铁芯I中的各交流线圈同名端和三相直流饱和电抗器铁芯II中的各直流线圈同名端均与对应的A、B、C相端相连；

三相直流饱和电抗器铁芯I中的各直流线圈异名端和三相直流饱和电抗器铁芯II中的各交流线圈异名端均与端子4N相连；

所述三相直流饱和电抗器铁芯I中各交流线圈异名端分别经过相应的可控电阻与三相直流饱和电抗器铁芯II中对应交流线圈的同名端连接；

三相直流饱和电抗器铁芯I中各交流线圈的异名端分别经过各自的正向晶闸管与本相中的直流线圈同名端连接；

三相直流饱和电抗器铁芯II中各直流线圈的异名端分别经过各自的反向晶闸管与本相中的交流线圈同名端连接；

所述全部晶闸管的触发端子分别连接三相控制电路，通过控制触发角的大小，实现连续调节晶闸管整流量的大小；

所述各可控电阻的控制端子分别连接三相控制电路。

所述三相直流饱和电抗器铁芯I和三相直流饱和电抗器铁芯II各相铁芯柱上增设交流线圈；

三相直流饱和电抗器铁芯I和三相直流饱和电抗器铁芯II上增设交流线圈分别组成开口三角形连接，开口处分别串联对应的另一个可控电阻；这两个可控电阻的其中一端分别连接端点4N，可控电阻控制端子分别连接三相控制电路。

所述系数K，K＝1～2。

一种提高直流饱和电抗器性能装置的方法，具体控制方法是：

(1)上级给控制电路下达电抗值变化量指令，控制电路判断电抗值变化量小于门坎值Zi时，控制电路调节电抗值调控晶闸管的触发角，使直流饱和电抗器的电抗值满足上级指令要求；任务执行完毕；

(2)上级给控制电路下达电抗值变化量指令，控制电路判断电抗值变化量大于门坎值Zi时，控制电路控制所有可控电阻立即到Rmax；同时，控制电路调节电抗值调控晶闸管的触发角，使直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于设定值；直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于整定值以后，控制电路控制所有可控电阻从Rmax逐渐减小，同时，控制电路调节电抗值调控晶闸管的触发角，使直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于设定值；控制电路控制所有可控电阻减小至Rmin，控制电路调节电抗值调控晶闸管的触发角，使直流饱和电抗器的电抗值满足上级指令要求；任务执行完毕。

所述门坎值Zi大于零，小于5％Zmax；电阻值Rmax＝0～R7，电阻值Rmin＝0～R7，Rmax>Rmin。

本发明的有益效果是：可控电阻结构简单。利用安装在直流饱和电抗器交流线圈回路的可控电阻，可使直流饱和电抗器的暂态过程缩短、调节反应速度快。直流饱和电抗器电抗值调节过程中可以使可控电阻运行在较大值；直流饱和电抗器电抗值调节结束，可控电阻运行于较小值，既提高直流饱和电抗器反应速度，又降低可控电阻的耗能。可控电阻的电阻值调节曲线可以实现灵活控制，以满足特殊需要。

附图说明

图1表示第一种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器。

图2表示一种可控电阻。

图3表示第二种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器。

图4表示第三种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器。

图5表示第一种安装有可控电阻的三相直流饱和电抗器。

图6a-6c表示一种三相直流饱和电抗器铁芯组合方式。

图7表示第二种安装有可控电阻的三相直流饱和电抗器。

其中，21.单相直流饱和电抗器端子I，22.单相直流饱和电抗器端子II，23.单相直流饱和电抗器铁芯，24.控制电路I，25.控制电路II，26.控制电路III，27.三相直流饱和电抗器铁芯I，28.三相直流饱和电抗器铁芯II，29.三相控制电路I，30.三相控制电路II。

实施例1：

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

第一种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器的结构与连接方式如图1所示。包括单相直流饱和电抗器I，可控电阻M1，可控电阻M2，控制电路I24。单相直流饱和电抗器I包括单相直流饱和电抗器端子I21，单相直流饱和电抗器端子II22，单相直流饱和电抗器闭环铁芯23，控制电路I24。单相直流饱和电抗器闭环铁芯23至少有两根铁芯柱；有两根截面积相等、均有直流线圈和交流线圈的铁芯柱；这两根铁芯柱各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的磁通闭环。其中一根铁芯柱上有交流线圈L5和直流线圈L6，另一根铁芯柱上有交流线圈端子L7和直流线圈L8；交流线圈L5与交流线圈L7的匝数相等，直流线圈L6与直流线圈L8的匝数相等；交流线圈L5与交流线圈L7的匝数是相同电压等级变压器一次线圈匝数的K/2倍，K＝1～2。交流线圈L5与直流线圈L6的匝数相等，或不相等。

闭环铁芯23可以是相互没有通路的两个闭环铁芯，例如1：两个口字形铁芯。也可以是一体的，相互有通路的闭环铁芯；例如2：三根铁芯柱，铁芯柱两端有磁轭连通三根铁芯柱，任何两根铁芯柱都能够相互构成磁通闭环，但至少有两根能各自形成不经过对方铁芯柱的闭环。例如3：四根铁芯柱，铁芯柱两端有磁轭连通四根铁芯柱，任何两根铁芯柱都能够相互构成磁通闭环，但至少有两根能各自形成不经过对方铁芯柱的闭环，如图1所示。

交流线圈L5同名端与直流线圈L8同名端连接在一起后，连接端子I21；交流线圈L7异名端与直流线圈L6异名端连接在一起后，连接端子II22。交流线圈L5异名端依次串联可控电阻M1，可控电阻M2，然后连接交流线圈L7同名端，可控电阻M1与可控电阻M2之间结点经正向晶闸管D3连接直流线圈L6同名端，可控电阻M1与可控电阻M2之间结点还经正向晶闸管D4连接直流线圈L8异名端；晶闸管D3和晶闸管D4的触发端子分别连接控制电路I24，控制电路I24控制晶闸管D3和晶闸管D4触发角的大小，实现连续调节晶闸管D3和晶闸管D4整流量的大小。

设第一种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器额定电压为U5，第一种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器接入额定电压为U5的系统。当控制电路I24控制晶闸管D3和晶闸管D4全截止时，晶闸管D3和晶闸管D4整流电路不工作，直流线圈L6和直流线圈L8中的直流电流等于零。交流线圈L5与交流线圈L7的电抗值为最大值。直流饱和电抗器有最大值Zmax。

当控制电路I24控制晶闸管D3和晶闸管D4全导通时，流过直流线圈L6与直流线圈L8的直流电流达到最大设计值。交流线圈L5与交流线圈L7的电抗值为最小值。直流饱和电抗器有最大值Zmin。

控制电路I24控制晶闸管D3和晶闸管D4整流量的大小，可控制直流线圈L6和直流线圈L8中直流电流的大小，实现控制单相直流饱和电抗器I电抗值的大小。控制电路I24连续控制晶闸管D3和晶闸管D4整流量的大小，可连续控制直流线圈L6和直流线圈L8中直流电流的大小，实现单相直流饱和电抗器I电抗值的连续调节，单相直流饱和电抗器I电抗值在最大值与最小值之间调节、变化。

一般情况，系数K＝1。K大于1时，缺点是：暂态过程加长，制造成本增大；优点是：电力系统电压变动，直流饱和电抗器无功电流的变化比较线性。K＝1～2，可满足大部分应用需要。

一种可控电阻如图2所示。电阻R7的两端作为可控电阻的两端，晶闸管D7、晶闸管D8反向并联后，与电阻R7并联；压敏电阻R8与电阻R7并联。晶闸管D7、晶闸管D8的触发端连接控制电路II25，控制电路II25有导线与外部连接，控制电路II25接受外部控制电路的控制。控制电路II25触发晶闸管D7、晶闸管D8全导通时，可控电阻很小，接近等于零。控制电路II25触发晶闸管D7、晶闸管D8全截止时，可控电阻阻值最大，等于电阻R7阻值。控制电路II25连续调节晶闸管D7、晶闸管D8触发角时，可控电阻可在零与电阻R7的电阻值之间连续变化。通过控制电路II25，晶闸管D7、晶闸管D8的触发角接受外部控制电路控制。压敏电阻R8的作用是保护晶闸管D7、晶闸管D8，不被过电压脉冲损坏。可控电阻结构简单。

实验表明，在直流饱和电抗器交流线圈回路中串联电阻，可使直流饱和电抗器的暂态过程缩短、调节反应速度快。如果可控电阻M1、可控电阻M2分别取0.1欧姆的固定电阻，可使单相直流饱和电抗器I的暂态过程缩短、加快反应速度。如果电阻值加大，效果更好。但是，电阻值加大，电阻的功率要求加大，能量损耗加大。在直流饱和电抗器交流线圈回路中串联可控电阻，直流饱和电抗器电抗值调节过程中可以使可控电阻运行在较大值；直流饱和电抗器电抗值调节结束，可控电阻运行于较小值，既提高直流饱和电抗器反应速度，又降低可控电阻的耗能。可控电阻的电阻值调节曲线可以实现灵活控制，以满足特殊需要。

在直流饱和电抗器正常运行中，如果可控电阻M1、可控电阻M2的电阻值等于Rmin，其中：电阻值Rmin大于零，交流线圈L5与直流线圈L6的匝数可以相等。在直流饱和电抗器正常运行中，如果可控电阻M1、可控电阻M2的电阻值等于零，交流线圈L5与直流线圈L6的匝数必须不相等。以便电抗值调控晶闸管两端获得电压，为直流线圈提供直流电流。

综上所述，为了提高直流饱和电抗器性能，实际上是在直流饱和电抗器各个交流线圈回路串联可控电阻。

可控电阻M1、可控电阻M2的控制端子分别连接控制电路I24。

控制电路I24的控制方法是：

(1)上级给控制电路I24下达电抗值变化量指令，控制电路I24判断电抗值变化量小于门坎值Zi时，控制电路I24调节晶闸管D3和晶闸管D4的触发角，使第一种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器的电抗值满足上级指令要求；任务执行完毕。

(2)上级给控制电路I24下达电抗值变化量指令，控制电路I24判断电抗值变化量大于门坎值Zi时，控制电路I24控制可控电阻M1、可控电阻M2立即到Rmax；同时，控制电路I24调节晶闸管D3和晶闸管D4的触发角，使第一种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于设定值；第一种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于整定值以后，控制电路I24控制可控电阻M1、可控电阻M2从Rmax逐渐减小，同时，控制电路I24调节晶闸管D3和晶闸管D4的触发角，使第一种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于设定值；控制电路I24控制可控电阻M1、可控电阻M2减小至Rmin，控制电路I24调节晶闸管D3和晶闸管D4的触发角，使第一种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器I的电抗值满足上级指令要求；任务执行完毕。

其中：门坎值Zi大于零，小于5％Zmax；电阻值Rmax＝0～R7，电阻值Rmin＝0～R7，Rmax>Rmin。

为表述方便，晶闸管D3和晶闸管D4统称为电抗值调控晶闸管。

可控电阻的结构不是唯一的，图2只是其中一种。图2中的晶闸管D7、晶闸管D8可以用全控电力电子器件替代。图2中的电阻R7可以去除，可控电阻完全用电子电路实现。可参阅电力电子技术书籍，不再累赘。

控制电路I24控制可控电阻M1、可控电阻M2、晶闸管D3和晶闸管D4的方法还可以采用更为智能的技术，以便实现最佳控制。可参阅电力系统电压(无功功率)智能控制的书籍与论文，不再累赘。

第一种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器的铁芯可以有磁阀，以改善电压、电流波形；可加快启动反应速度。分析方法与磁阀型可控电抗器相同，不再累赘。

实施例2：

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

第二种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器的结构与连接方式如图3所示。包括单相直流饱和电抗器II，可控电阻M1，控制电路I24。单相直流饱和电抗器II包括单相直流饱和电抗器端子I21，单相直流饱和电抗器端子II22，单相直流饱和电抗器闭环铁芯23，控制电路I24。单相直流饱和电抗器闭环铁芯23至少有两根铁芯柱；有两根截面积相等、均有直流线圈和交流线圈的铁芯柱，这两根铁芯柱各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的磁通闭环。其中一根铁芯柱上有交流线圈L5和直流线圈L6，另一根铁芯柱上有交流线圈端子L7和直流线圈L8；交流线圈L5与交流线圈L7的匝数相等，直流线圈L6与直流线圈L8的匝数相等；交流线圈L5与交流线圈L7的匝数是相同电压等级变压器一次线圈匝数的K/2倍，K＝1～2。交流线圈L5与直流线圈L6的匝数相等，或不相等。

交流线圈L5同名端与直流线圈L8同名端连接在一起后，连接端子I21；交流线圈L7异名端与直流线圈L6异名端连接在一起后，连接端子II22。交流线圈L5异名端串联可控电阻M1，然后连接交流线圈L7同名端，交流线圈L5异名端经正向晶闸管D3连接直流线圈L6同名端，交流线圈L7同名端经正向晶闸管D4连接直流线圈L8异名端；晶闸管D3和晶闸管D4的触发端子分别连接控制电路I24，控制电路I24控制晶闸管D3和晶闸管D4触发角的大小，实现连续调节晶闸管D3和晶闸管D4整流量的大小。

设第二种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器额定电压为U5，第二种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器接入额定电压为U5的系统。当控制电路I24控制晶闸管D3和晶闸管D4全截止时，晶闸管D3和晶闸管D4整流电路不工作，直流线圈L6和直流线圈L8中的直流电流等于零。交流线圈L5与交流线圈L7的电抗值为最大值。

当控制电路I24控制晶闸管D3和晶闸管D4全导通时，流过直流线圈L6与直流线圈L8的直流电流达到最大设计值。交流线圈L5与交流线圈L7的电抗值为最小值。

控制电路I24控制晶闸管D3和晶闸管D4整流量的大小，可控制直流线圈L6和直流线圈L8中直流电流的大小，实现控制单相直流饱和电抗器II电抗值的大小。控制电路I24连续控制晶闸管D3和晶闸管D4整流量的大小，可连续控制直流线圈L6和直流线圈L8中直流电流的大小，实现单相直流饱和电抗器II电抗值的连续调节，单相直流饱和电抗器II电抗值在最大值与最小值之间调节、变化。

实验表明，如果可控电阻M1取0.1欧姆的固定电阻，可使单相直流饱和电抗器II的暂态过程缩短、加快反应速度。如果电阻值加大，效果更好。但是，电阻值加大，电阻的功率要求加大，能量损耗加大。在直流饱和电抗器交流线圈回路中串联可控电阻，直流饱和电抗器电抗值调节过程中可以使可控电阻运行在较大值；直流饱和电抗器电抗值调节结束，可控电阻运行于较小值，既提高直流饱和电抗器反应速度，又降低可控电阻的耗能。

可控电阻M1的控制端子连接控制电路I24。

控制电路I24的控制方法是：

(1)上级给控制电路I24下达电抗值变化量指令，控制电路I24判断电抗值变化量小于门坎值Zi时，控制电路I24调节晶闸管D3和晶闸管D4的触发角，使第二种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器的电抗值满足上级指令要求；任务执行完毕。

(2)上级给控制电路I24下达电抗值变化量指令，控制电路I24判断电抗值变化量大于门坎值Zi时，控制电路I24控制可控电阻M1立即到Rmax；同时，控制电路I24调节晶闸管D3和晶闸管D4的触发角，使第二种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于设定值；第二种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于整定值以后，控制电路I24控制可控电阻M1从Rmax逐渐减小，同时，控制电路I24调节晶闸管D3和晶闸管D4的触发角，使第二种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于设定值；控制电路I24控制可控电阻M1减小至Rmin，控制电路I24调节晶闸管D3和晶闸管D4的触发角，使第二种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器的电抗值满足上级指令要求；任务执行完毕。

为表述方便，晶闸管D3和晶闸管D4统称为电抗值调控晶闸管。

第二种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器与第一种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器共性的要求与分析，不再累赘。

实施例3：

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

第三种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器的结构与连接方式如图4所示。包括单相直流饱和电抗器III，可控电阻M3，可控电阻M4，控制电路III26。单相直流饱和电抗器III包括单相直流饱和电抗器端子I21，单相直流饱和电抗器端子II22，单相直流饱和电抗器闭环铁芯23，控制电路III26。单相直流饱和电抗器闭环铁芯23至少有两根铁芯柱；有两根截面积相等、均有直流线圈和交流线圈的铁芯柱，这两根铁芯柱各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的磁通闭环。其中一根铁芯柱上有交流线圈L9和直流线圈L10，另一根铁芯柱上有交流线圈端子L11和直流线圈L12；交流线圈L9与交流线圈L11的匝数相等，直流线圈L10与直流线圈L12的匝数相等；交流线圈L9与交流线圈L11的匝数是相同电压等级变压器一次线圈匝数的K倍，K＝1～2。交流线圈L9与直流线圈L10的匝数相等，或不相等。

一般情况，端子I21作为单相直流饱和电抗器III的高压端子，端子II22作为单相直流饱和电抗器III的低压端子(接地端子)，以此降低控制电路III26对地电压。

交流线圈L9同名端，直流线圈L10同名端，交流线圈L11同名端，直流线圈L12同名端连接端子I21。交流线圈L9剩余端子经可控电阻M3连接端子II22，交流线圈L11剩余端子经可控电阻M4连接端子II22，直流线圈L10剩余端子经正向晶闸管D5连接端子II22，直流线圈L12剩余端子经反向晶闸管D6连接端子II22。晶闸管D5和晶闸管D6的触发端子分别连接控制电路III26，控制电路III26控制晶闸管D5和晶闸管D6触发角的大小，实现连续调节晶闸管D5和晶闸管D6整流量的大小。

设第三种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器额定电压为U5，第三种单相直流饱和电抗器接入额定电压为U5的系统。当控制电路III26控制晶闸管D5和晶闸管D6全截止时，晶闸管D5和晶闸管D6整流电路不工作，直流线圈L10和直流线圈L12中的直流电流等于零。交流线圈L9与交流线圈L11的电抗值为最大值。

当控制电路III26控制晶闸管D5和晶闸管D6全导通时，流过直流线圈L10与直流线圈L12的直流电流达到最大设计值。交流线圈L9与交流线圈L11的电抗值为最小值。

控制电路III26控制晶闸管D5和晶闸管D6整流量的大小，可控制直流线圈L10和直流线圈L12中直流电流的大小，实现控制单相直流饱和电抗器III电抗值的大小。控制电路II26连续控制晶闸管D5和晶闸管D6整流量的大小，可连续控制直流线圈L10和直流线圈L12中直流电流的大小，实现单相直流饱和电抗器III电抗值的连续调节，单相直流饱和电抗器III电抗值在最大值与最小值之间调节、变化。

实验表明，如果可控电阻M3、可控电阻M4分别取0.1欧姆的固定电阻，可使单相直流饱和电抗器III的暂态过程缩短、加快反应速度。如果电阻值加大，效果更好。但是，电阻值加大，电阻的功率要求加大，能量损耗加大。在直流饱和电抗器交流线圈回路中串联可控电阻，直流饱和电抗器电抗值调节过程中可以使可控电阻运行在较大值；直流饱和电抗器电抗值调节结束，可控电阻运行于较小值，既提高直流饱和电抗器反应速度，又降低可控电阻的耗能。

可控电阻M3、可控电阻M4的控制端子分别连接控制电路III26。

控制电路III26的控制方法是：

(1)上级给控制电路III26下达电抗值变化量指令，控制电路III26判断电抗值变化量小于门坎值Zi时，控制电路III26调节晶闸管D5和晶闸管D6的触发角，使第三种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器的电抗值满足上级指令要求；任务执行完毕。

(2)上级给控制电路III26下达电抗值变化量指令，控制电路III26判断电抗值变化量大于门坎值Zi时，控制电路III26控制可控电阻M3、可控电阻M4立即到Rmax；同时，控制电路III26调节晶闸管D5和晶闸管D6的触发角，使第三种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于设定值；第三种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于整定值以后，控制电路III26控制可控电阻M3、可控电阻M4从Rmax逐渐减小，同时，控制电路III26调节晶闸管D5和晶闸管D6的触发角，

使第三种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于设定值；控制电路III26控制可控电阻M3、可控电阻M4减小至Rmin，控制电路III26调节晶闸管D5和晶闸管D6的触发角，使第三种安装有可控电阻的单相直流饱和电抗器的电抗值满足上级指令要求；任务执行完毕。

为表述方便，晶闸管D5和晶闸管D6统称为电抗值调控晶闸管。

实施例3与实施例1共性的要求与分析，不再累赘。

实施例4：

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

第一种安装有可控电阻的三相直流饱和电抗器的结构与连接方式如图5所示。包括三相直流饱和电抗器I，可控电阻M5，可控电阻M6，可控电阻M7，可控电阻M8，三相可控电路I。三相直流饱和电抗器I包括三相直流饱和电抗器铁芯I27，三相直流饱和电抗器铁芯II28，三相控制电路I29。三相直流饱和电抗器铁芯I27有三根铁芯柱(A相铁芯柱，B相铁芯柱，C相铁芯柱)，铁芯柱两端有磁轭使三根铁芯柱相互形成磁通闭环，类似三相变压器铁芯结构。三相直流饱和电抗器铁芯I27与三相直流饱和电抗器铁芯II28并列，双三柱铁芯上端磁轭有三个横轭连接，双三柱铁芯下端磁轭有三个横轭连接，三相直流饱和电抗器铁芯I27与三相直流饱和电抗器铁芯II28被六个横轭连接成一个整体。双三柱铁芯上端磁轭的三个横轭，可以组合成一个横轭；双三柱铁芯下端磁轭的三个横轭，也可以组合成一个横轭。三相直流饱和电抗器铁芯I27与三相直流饱和电抗器铁芯II28中的六根铁芯柱还可以在一个平面上，六根铁芯柱一排，六根铁芯柱两端由磁轭连接。三相直流饱和电抗器铁芯有多种组合方式，建议：双三柱铁芯被连接的组合方式如图6a、6b、6c所示。三相直流饱和电抗器铁芯I与三相直流饱和电抗器铁芯II的六根铁芯柱的截面积相等，任何两根铁芯柱都可形成磁通闭环。

A相铁芯柱上有交流线圈L9A和直流线圈L10A，B相铁芯柱上有交流线圈L9B和直流线圈L10B，C相铁芯柱上有交流线圈L9C和直流线圈L10C。交流线圈L9A，交流线圈L9B交流线圈L9C的匝数相等，直流线圈L10A，直流线圈L10B，直流线圈L10C的匝数相等；交流线圈L9A，交流线圈L9B交流线圈L9C的匝数是相同电压等级三相变压器一次线圈匝数的K倍，K＝1～2。交流线圈L9A与直流线圈L10A的匝数相等，或不相等。

三相直流饱和电抗器铁芯II28与三相直流饱和电抗器铁芯I27相同，三相直流饱和电抗器铁芯II28上有线圈，三相直流饱和电抗器铁芯II28上线圈的结构与参数与三相直流饱和电抗器铁芯I27上的线圈相同。为表示方便，三相直流饱和电抗器铁芯II28上线圈分别表示为：A相铁芯柱上有交流线圈L11A和直流线圈L12A，B相铁芯柱上有交流线圈L11B和直流线圈L12B，C相铁芯柱上有交流线圈L11C和直流线圈L12C。

三相直流饱和电抗器I还包括：三相直流饱和电抗器端子4A、端子4B、端子4C、端子4N；端子4A、端子4B、端子4C分别连接电力系统A、B、C相电压，端子4N为中性点，中性点可接地，也可不接地。

交流线圈L9A同名端，直流线圈L10A同名端，交流线圈L11A同名端，直流线圈L12A同名端连接端子4A；交流线圈L9B同名端，直流线圈L10B同名端，交流线圈L11B同名端，直流线圈L12B同名端连接端子4B；交流线圈L9C同名端，直流线圈L10C同名端，交流线圈L11C同名端，直流线圈L12C同名端连接端子4C。

交流线圈L9A剩余端子，交流线圈L9B剩余端子，交流线圈L9C剩余端子连接在一起后经可控电阻M5连接端子4N；交流线圈L11A剩余端子，交流线圈L11B剩余端子，交流线圈L11C剩余端子连接在一起后经可控电阻M6连接端子4N；直流线圈L10A剩余端子，直流线圈L10B剩余端子，直流线圈L10C剩余端子分别经正向晶闸管D5A，正向晶闸管D5B，正向晶闸管D5C连接端子4N；直流线圈L12A剩余端子，直流线圈L12B剩余端子，直流线圈L12C剩余端子分别经反向晶闸管D6A，反向晶闸管D6B，反向晶闸管D6C连接端子4N；晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C的触发端子分别连接三相控制电路I29，三相控制电路I29控制晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C触发角的大小，实现连续调节晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C整流量的大小。

设第一种安装有可控电阻的三相直流饱和电抗器额定电压为U5，第一种安装有可控电阻的三相直流饱和电抗器接入额定电压为U5的系统。当三相控制电路I29控制晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C全截止时，晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C整流电路不工作，直流线圈L10A，直流线圈L10B，直流线圈L10C，直流线圈L12A，直流线圈L12B，直流线圈L12C中的直流电流等于零。交流线圈L9A，交流线圈L9B，交流线圈L9C，交流线圈L11A，交流线圈L11B，交流线圈L11C电抗值为最大值。

当三相控制电路I29控制晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C全导通时，流过直流线圈L10A，直流线圈L10B，直流线圈L10C，直流线圈L12A，直流线圈L12B，直流线圈L12C的直流电流达到最大设计值。交流线圈L9A，交流线圈L9B，交流线圈L9C，交流线圈L11A，交流线圈L11B，交流线圈L11C的电抗值为最小值。

三相控制电路I29控制晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C整流量的大小，可控制直流线圈L10A，直流线圈L10B，直流线圈L10C，直流线圈L12A，直流线圈L12B，直流线圈L12C中直流电流的大小，实现控制三相直流饱和电抗器I电抗值的大小。三相控制电路I29连续控制晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C整流量的大小，可连续控制直流线圈L10A，直流线圈L10B，直流线圈L10C，直流线圈L12A，直流线圈L12B，直流线圈L12C中直流电流的大小，实现三相直流饱和电抗器I电抗值的连续调节，三相直流饱和电抗器I电抗值在最大值与最小值之间调节、变化。

为了减小高次谐波，三相直流饱和电抗器铁芯I27的A相铁芯柱上还有交流线圈L13A，B相铁芯柱上还有交流线圈L13B，C相铁芯柱上还有交流线圈L13C。三相直流饱和电抗器铁芯II28的A相铁芯柱上还有交流线圈L14A，B相铁芯柱上还有交流线圈L14B，C相铁芯柱上还有交流线圈L14C。

交流线圈L13A、交流线圈L13B、交流线圈L13C开口三角形连接，开口处串联可控电阻M7。交流线圈L14A、交流线圈L14B、交流线圈L14C开口三角形连接，开口处串联可控电阻M8。常见的开口三角形连接如图5所示。交流线圈L13A同名端连接交流线圈L13B异名端，交流线圈L13B同名端连接交流线圈L13C异名端，交流线圈L13C同名端串联可控电阻M7后连接交流线圈L13A异名端。交流线圈L14A同名端连接交流线圈L14B异名端，交流线圈L14B同名端连接交流线圈L14C异名端，交流线圈L14C同名端串联可控电阻M8后连接交流线圈L14A异名端。直流饱和电抗器三次谐波对电力系统的影响最大，三相交流线圈三角形连接，为三次、九次、等高次谐波提供通道，减小直流饱和电抗器高次谐波对电力系统的影响。为了降低可控电阻M7，可控电阻M8对地电压，可控电阻M7的其中一端连接端点4N，可控电阻M8的其中一端连接端点4N。可控电阻M7，可控电阻M8的控制端分别连接三相控制电路I29。

实验表明，如果可控电阻M5、可控电阻M6、可控电阻M7、可控电阻M8分别取0.1欧姆的固定电阻，可使三相直流饱和电抗器I的暂态过程缩短、加快反应速度。如果电阻值加大，效果更好。但是，电阻值加大，电阻的功率要求加大，能量损耗加大。在直流饱和电抗器交流线圈回路中串联可控电阻，直流饱和电抗器电抗值调节过程中可以使可控电阻运行在较大值；直流饱和电抗器电抗值调节结束，可控电阻运行于较小值，既提高直流饱和电抗器反应速度，又降低可控电阻的耗能。

可控电阻M5、可控电阻M6、可控电阻M7、可控电阻M8的控制端子分别连接三相控制电路I29。

三相控制电路I29的控制方法是：

(1)上级给三相控制电路I29下达电抗值变化量指令，三相控制电路I29判断电抗值变化量小于门坎值Zi时，三相控制电路I29调节电抗值调控晶闸管的触发角，使第一种安装有可控电阻的三相直流饱和电抗器的电抗值满足上级指令要求；任务执行完毕；

(2)上级给三相控制电路I29下达电抗值变化量指令，三相控制电路I29判断电抗值变化量大于门坎值Zi时，三相控制电路I29控制所有可控电阻立即到Rmax；同时，三相控制电路I29调节电抗值调控晶闸管的触发角，使第一种安装有可控电阻的三相直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于设定值；第一种安装有可控电阻的三相直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于整定值以后，三相控制电路I29控制所有可控电阻从Rmax逐渐减小，同时，三相控制电路I29调节电抗值调控晶闸管的触发角，使第一种安装有可控电阻的三相直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于设定值；三相控制电路I29控制所有可控电阻减小至Rmin，三相控制电路I29调节电抗值调控晶闸管的触发角，使第一种安装有可控电阻的三相直流饱和电抗器的电抗值满足上级指令要求；任务执行完毕。

为表述方便，晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C统称为电抗值调控晶闸管。

实施例4与实施例1共性的要求与分析，不再累赘。

实施例5：

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

第二种安装有可控电阻的三相直流饱和电抗器的结构与连接方式如图7所示。包括三相直流饱和电抗器II，可控电阻M7，可控电阻M8，可控电阻M9，可控电阻M10，可控电阻M11，三相可控电路II30。三相直流饱和电抗器II包括三相直流饱和电抗器铁芯I27，三相直流饱和电抗器铁芯II28，三相控制电路II30。三相直流饱和电抗器铁芯I27、三相直流饱和电抗器铁芯II28与实施例4相同，不再累赘。

A相铁芯柱上有交流线圈L5A和直流线圈L6A，B相铁芯柱上有交流线圈L5B和直流线圈L6B，C相铁芯柱上有交流线圈L5C和直流线圈L6C。交流线圈L5A，交流线圈L5B交流线圈L5C的匝数相等，直流线圈L6A，直流线圈L6B，直流线圈L6C的匝数相等；交流线圈L5A，交流线圈L5B交流线圈L5C的匝数是相同电压等级三相变压器一次线圈匝数的K/2倍，K＝1～2。交流线圈L5A与直流线圈L6A的匝数相等，或不相等。

三相直流饱和电抗器铁芯II28与三相直流饱和电抗器铁芯I27相同，三相直流饱和电抗器铁芯II28上有线圈，三相直流饱和电抗器铁芯II28上线圈的结构与参数与三相直流饱和电抗器铁芯I27上的线圈相同。为表示方便，三相直流饱和电抗器铁芯II28上线圈分别表示为：A相铁芯柱上有交流线圈L7A和直流线圈L8A，B相铁芯柱上有交流线圈L7B和直流线圈L8B，C相铁芯柱上有交流线圈L7C和直流线圈L8C。

三相直流饱和电抗器II还包括：三相直流饱和电抗器端子4A、端子4B、端子4C、端子4N；端子4A、端子4B、端子4C分别连接电力系统A、B、C相电压，端子4N为中性点，中性点可接地，也可不接地。

交流线圈L5A同名端，直流线圈L8A同名端连接端子4A；交流线圈L5B同名端，直流线圈L8B同名端连接端子4B；交流线圈L5C同名端，直流线圈L8C同名端连接端子4C。交流线圈L7A异名端，直流线圈L6A异名端，交流线圈L7B异名端，直流线圈L6B异名端，交流线圈L7C异名端，直流线圈L6C异名端连接端子4N。交流线圈L5A异名端经可控电阻M9连接交流线圈L7A同名端，交流线圈L5B异名端经可控电阻M10连接交流线圈L7B同名端，交流线圈L5C异名端经可控电阻M11连接交流线圈L7C同名端。交流线圈L5A异名端经正向晶闸管D3A连接直流线圈L6A同名端，交流线圈L5B异名端经正向晶闸管D3B连接直流线圈L6B同名端，交流线圈L5C异名端经正向晶闸管D3C连接直流线圈L6C同名端。交流线圈L7A同名端经正向晶闸管D4A连接直流线圈L8A异名端，交流线圈L7B同名端经正向晶闸管D4B连接直流线圈L8B异名端，交流线圈L7B同名端经正向晶闸管D4B连接直流线圈L8B异名端。

晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C的触发端子分别连接三相控制电路II30，三相控制电路II30控制晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C触发角的大小，实现连续调节晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C整流量的大小。

设第二种安装有可控电阻的三相直流饱和电抗器额定电压为U5，第二种安装有可控电阻的三相直流饱和电抗器接入额定电压为U5的系统。当三相控制电路II30控制晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C全截止时，晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C整流电路不工作，直流线圈L6A，直流线圈L6B，直流线圈L6C，直流线圈L8A，直流线圈L8B，直流线圈L8C中的直流电流等于零。交流线圈L5A，交流线圈L5B，交流线圈L5C，交流线圈L7A，交流线圈L7B，交流线圈L7C电抗值为最大值。

当三相控制电路II30控制晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C全导通时，流过直流线圈L6A，直流线圈L6B，直流线圈L6C，直流线圈L8A，直流线圈L8B，直流线圈L8C的直流电流达到最大设计值。交流线圈L5A，交流线圈L5B，交流线圈L5C，交流线圈L7A，交流线圈L7B，交流线圈L7C的电抗值为最小值。

三相控制电路II30控制晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C整流量的大小，可控制直流线圈L6A，直流线圈L6B，直流线圈L6C，直流线圈L8A，直流线圈L8B，直流线圈L8C中直流电流的大小，实现控制三相直流饱和电抗器II电抗值的大小。三相控制电路II30连续控制晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C整流量的大小，可连续控制直流线圈L6A，直流线圈L6B，直流线圈L6C，直流线圈L8A，直流线圈L8B，直流线圈L8C中直流电流的大小，实现三相直流饱和电抗器II电抗值的连续调节，三相直流饱和电抗器电抗值II在最大值与最小值之间调节、变化。

与实施例4同理，为了减小高次谐波，三相直流饱和电抗器铁芯I27的A相铁芯柱上还有交流线圈L13A，B相铁芯柱上还有交流线圈L13B，C相铁芯柱上还有交流线圈L13C。三相直流饱和电抗器铁芯II28的A相铁芯柱上还有交流线圈L14A，B相铁芯柱上还有交流线圈L14B，C相铁芯柱上还有交流线圈L14C。详细分析不再累赘。

实验表明，如果可控电阻M7、可控电阻M8、可控电阻M9、可控电阻M10、可控电阻M11分别取0.1欧姆的固定电阻，可使三相直流饱和电抗器II的暂态过程缩短、加快反应速度。如果电阻值加大，效果更好。但是，电阻值加大，电阻的功率要求加大，能量损耗加大。在直流饱和电抗器交流线圈回路中串联可控电阻，直流饱和电抗器电抗值调节过程中可以使可控电阻运行在较大值；直流饱和电抗器电抗值调节结束，可控电阻运行于较小值，既提高直流饱和电抗器反应速度，又降低可控电阻的耗能。

可控电阻M7、可控电阻M8、可控电阻M9、可控电阻M10、可控电阻M11的控制端子分别连接三相控制电路II30。

三相控制电路II30的控制方法是：

(1)上级给三相控制电路II30下达电抗值变化量指令，三相控制电路II30判断电抗值变化量小于门坎值Zi时，三相控制电路II30调节电抗值调控晶闸管的触发角，使第二种安装有可控电阻的三相直流饱和电抗器的电抗值满足上级指令要求；任务执行完毕；

(2)上级给三相控制电路II30下达电抗值变化量指令，三相控制电路II30判断电抗值变化量大于门坎值Zi时，三相控制电路II30控制所有可控电阻立即到Rmax；同时，三相控制电路II30调节电抗值调控晶闸管的触发角，使第二种安装有可控电阻的三相直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于设定值；第二种安装有可控电阻的三相直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于整定值以后，三相控制电路II30控制所有可控电阻从Rmax逐渐减小，同时，三相控制电路II30调节电抗值调控晶闸管的触发角，使第二种安装有可控电阻的三相直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于设定值；三相控制电路II30控制所有可控电阻减小至Rmin，三相控制电路II30调节电抗值调控晶闸管的触发角，使第二种安装有可控电阻的三相直流饱和电抗器的电抗值满足上级指令要求；任务执行完毕。

为表述方便，晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C统称为电抗值调控晶闸管。

实施例5与实施例1共性的要求与分析，不再累赘。

本发明的一种提高直流饱和电抗器性能的装置及其方法可用现有技术设计制造，完全可以实现。有广阔应用前景。

Claims (11)

1.一种提高直流饱和电抗器性能的装置，其特征是，它包括直流饱和电抗器；所述直流饱和电抗器采用闭环铁芯，闭环铁芯至少有两根截面积相等、均有直流线圈和交流线圈的铁芯柱；至少有两个直流线圈分别连接各自的电抗值调控晶闸管，各个电抗值调控晶闸管的控制端均与控制电路连接，控制电路控制各个电抗值调控晶闸管的触发角大小，通过连续调节各个电抗值调控晶闸管整流量的大小，控制各个与电抗值调控晶闸管连接的直流线圈中直流电流的大小，实现控制直流饱和电抗器电抗值的大小；

交流线圈之间或各交流线圈与中性点间的交流回路中连接至少一个可调电阻，可调电阻由控制电路控制。

2.如权利要求1所述的提高直流饱和电抗器性能的装置，其特征是，所述可控电阻包含电阻R7，电阻R7的两端作为可控电阻的两端，晶闸管D7、晶闸管D8反向并联后，与电阻R7并联；压敏电阻R8与电阻R7并联；晶闸管D7、晶闸管D8的触发端连接控制器，控制器与外部控制电路连接，控制可控电阻进行阻值连续调节变化。

3.如权利要求1所述的提高直流饱和电抗器性能的装置，其特征是，所述直流饱和电抗器为单相直流饱和电抗器，两根截面积相等、均有直流线圈和交流线圈的铁芯柱，各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的磁通闭环；

所述单相直流饱和电抗器其中一根铁芯柱上有交流线圈L5和直流线圈L6，另一根铁芯柱上有交流线圈端子L7和直流线圈L8；所述两交流线圈的匝数相等；所述两直流线圈的匝数相等；同时所述两交流线圈的匝数是相同电压等级变压器一次线圈匝数的K/2倍；交流线圈L5同名端与直流线圈L8同名端连接在一起后，作为单相直流饱和电抗器的端子I；交流线圈L7异名端与直流线圈L6异名端连接在一起后，作为单相直流饱和电抗器的端子II；

交流线圈L5异名端依次串联可控电阻M1，可控电阻M2，然后连接交流线圈L7同名端，可控电阻M1与可控电阻M2之间结点经正向晶闸管D3连接直流线圈L6同名端，可控电阻M1与可控电阻M2之间结点还经正向晶闸管D4连接直流线圈L8异名端；晶闸管D3和晶闸管D4的触发端子分别连接控制电路，控制电路控制晶闸管D3和晶闸管D4触发角的大小，实现连续调节单相直流饱和电抗器电抗值的大小；

可控电阻M1与可控电阻M2的控制端子分别连接控制电路。

4.如权利要求1所述的提高直流饱和电抗器性能的装置，其特征是，所述直流饱和电抗器为单相直流饱和电抗器，两根截面积相等、均有直流线圈和交流线圈的铁芯柱，各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的磁通闭环；

所述单相直流饱和电抗器其中一根铁芯柱上有交流线圈L5和直流线圈L6，另一根铁芯柱上有交流线圈端子L7和直流线圈L8；所述两交流线圈的匝数相等；所述两直流线圈的匝数相等；同时所述两交流线圈的匝数是相同电压等级变压器一次线圈匝数的K/2倍；交流线圈L5同名端与直流线圈L8同名端连接在一起后，作为单相直流饱和电抗器的端子I；交流线圈L7异名端与直流线圈L6异名端连接在一起后，作为单相直流饱和电抗器的端子II；

交流线圈L5异名端串联可控电阻M1，然后连接交流线圈L7同名端，交流线圈L5异名端经正向晶闸管D3连接直流线圈L6同名端，交流线圈L7同名端经正向晶闸管D4连接直流线圈L8异名端；晶闸管D3和晶闸管D4的触发端子分别连接控制电路，控制电路控制晶闸管D3和晶闸管D4触发角的大小，实现连续调节单相直流饱和电抗器电抗值的大小；

可控电阻M1的控制端子分别连接控制电路。

5.如权利要求1所述的提高直流饱和电抗器性能的装置，其特征是，所述直流饱和电抗器为单相直流饱和电抗器，两根截面积相等、均有直流线圈和交流线圈的铁芯柱，各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的磁通闭环；

所述单相直流饱和电抗器其中一根铁芯柱上有交流线圈L9和直流线圈L10，另一根铁芯柱上有交流线圈端子L11和直流线圈L12；所述两交流线圈的匝数相等；所述两直流线圈的匝数相等；同时所述两交流线圈的匝数是相同电压等级变压器一次线圈匝数的K倍；

所述交流线圈同名端与直流线圈同名端均连接在一起，作为单相直流饱和电抗器的端子I；交流线圈L9剩余端子经可控电阻M3连接单相直流饱和电抗器的端子II，交流线圈L11剩余端子经可控电阻M4连接端子II，直流线圈L10剩余端子经正向晶闸管D5连接端子II，直流线圈L12剩余端子经反向晶闸管D6连接端子II；晶闸管D5和晶闸管D6的触发端子分别连接控制电路，控制电路控制晶闸管D5和晶闸管D6触发角的大小，实现连续调节单相直流饱和电抗器电抗值的大小；

可控电阻M3与可控电阻M4的控制端子分别连接控制电路。

6.如权利要求1所述的一种提高直流饱和电抗器性能的装置，其特征是，所述直流饱和电抗器为三相直流饱和电抗器，由三柱的三相直流饱和电抗器铁芯I和三柱的三相直流饱和电抗器铁芯II组成，三柱分别对应电力系统的A、B、C三相；双三柱的铁芯上端磁轭有横轭连接，各双三柱铁芯下端磁轭有横轭连接；三相直流饱和电抗器铁芯I与三相直流饱和电抗器铁芯II的六根铁芯柱的截面积相等，任何两根铁芯柱都可形成磁通闭环；六根铁芯柱均有直流线圈和交流线圈；各交流线圈匝数相同，各直流线圈匝数相同；其中各交流线圈匝数是相同电压等级三相变压器一次线圈的匝数的K倍；

所述三相直流饱和电抗器铁芯I与三相直流饱和电抗器铁芯II中各交流线圈和直流线圈的同名端分别与对应的A、B、C相端相连；

三相直流饱和电抗器铁芯I的各交流线圈剩余端连接在一起后经可控电阻M5连接端子4N；各直流线圈剩余端则分别经各自的正向晶闸管连接端子4N；

三相直流饱和电抗器铁芯II的各交流线圈剩余端连接在一起后经可控电阻M6连接端子4N；各直流线圈剩余端则分别经各自的反向晶闸管连接端子4N；

全部晶闸管的触发端与三相控制电路连接，通过控制触发角的大小，实现连续调节三相直流饱和电抗器电抗值的大小；

可控电阻M5与可控电阻M6的控制端子分别连接三相控制电路。

7.如权利要求1所述的一种提高直流饱和电抗器性能的装置，其特征是，所述直流饱和电抗器为三相直流饱和电抗器，由三柱的三相直流饱和电抗器铁芯I和三柱的三相直流饱和电抗器铁芯II组成，三柱分别对应电力系统的A、B、C三相；双三柱的铁芯上端磁轭有横轭连接，各双三柱铁芯下端磁轭有横轭连接；三相直流饱和电抗器铁芯I与三相直流饱和电抗器铁芯II的六根铁芯柱的截面积相等，任何两根铁芯柱都可形成磁通闭环；六根铁芯柱均有直流线圈和交流线圈；各交流线圈匝数相同，各直流线圈匝数相同；其中各交流线圈匝数是相同电压等级三相变压器一次线圈的匝数的K/2倍；

所述三相直流饱和电抗器铁芯I中的各交流线圈同名端和三相直流饱和电抗器铁芯II中的各直流线圈同名端均与对应的A、B、C相端相连；

三相直流饱和电抗器铁芯I中的各直流线圈异名端和三相直流饱和电抗器铁芯II中的各交流线圈异名端均与端子4N相连；

所述三相直流饱和电抗器铁芯I中各交流线圈异名端分别经过相应的可控电阻与三相直流饱和电抗器铁芯II中对应交流线圈的同名端连接；

三相直流饱和电抗器铁芯I中各交流线圈的异名端分别经过各自的正向晶闸管与本相中的直流线圈同名端连接；

三相直流饱和电抗器铁芯II中各直流线圈的异名端分别经过各自的反向晶闸管与本相中的交流线圈同名端连接；

所述全部晶闸管的触发端子分别连接三相控制电路，通过控制触发角的大小，实现连续调节晶闸管整流量的大小；

所述各可控电阻的控制端子分别连接三相控制电路。

8.如权利要求6或7所述的提高直流饱和电抗器性能的装置，其特征是，所述三相直流饱和电抗器铁芯I和三相直流饱和电抗器铁芯II各相铁芯柱上增设交流线圈；

三相直流饱和电抗器铁芯I和三相直流饱和电抗器铁芯II上增设交流线圈分别组成开口三角形连接，开口处分别串联对应的另一个可控电阻；这两个可控电阻的其中一端分别连接端点4N，可控电阻控制端子分别连接三相控制电路。

9.如权利要求3或4或5或6或7所述的一种提高直流饱和电抗器性能的装置，其特征是，所述系数K，K＝1～2。

10.如权利要求1所述的提高直流饱和电抗器性能装置的方法，其特征是，控制方法是：

(1)上级给控制电路下达电抗值变化量指令，控制电路判断电抗值变化量小于门坎值Zi时，控制电路调节电抗值调控晶闸管的触发角，使直流饱和电抗器的电抗值满足上级指令要求；任务执行完毕；

(2)上级给控制电路下达电抗值变化量指令，控制电路判断电抗值变化量大于门坎值Zi时，控制电路控制所有可控电阻立即到Rmax；同时，控制电路调节电抗值调控晶闸管的触发角，使直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于设定值；直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于整定值以后，控制电路控制所有可控电阻从Rmax逐渐减小，同时，控制电路调节电抗值调控晶闸管的触发角，使直流饱和电抗器的电抗值与上级指令要求的误差小于设定值；控制电路控制所有可控电阻减小至Rmin，控制电路调节电抗值调控晶闸管的触发角，使直流饱和电抗器的电抗值满足上级指令要求；任务执行完毕。

11.如权利要求10所述的一种提高直流饱和电抗器性能的装置的方法，其特征是，所述门坎值Zi大于零，小于5％Zmax；电阻值Rmax＝0～R7，电阻值Rmin＝0～R7，Rmax>Rmin。