CN111708973B - 一种磁控型可控电抗器强励倍数取值方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁控性可控电抗器强励倍数取值方法，包括如下步骤：确定磁控型电抗器的控制绕组内单柱芯柱的电感值；确定所述控制绕组时间常数；修正响应时间；计算强励倍数，并对所述强励倍数进行修正，本发明的强励倍数取值方法能够简单方便的计算出强励倍数，从而方便的进行励磁变压器副边电压的选择；该方案能够应用于实际电网之中，为磁控型可控电抗器在电网中的顺利应用提供了基础技术支撑。

Description

一种磁控型可控电抗器强励倍数取值方法

技术领域

本发明涉及一种强励倍数的取值方法，尤其涉及一种磁控型可控电抗器强励倍数取值方法，属于高压交流电网中励磁领域。

背景技术

磁控型可控电抗器一般包含网侧绕组、控制绕组。网侧绕组与电网直接相连，是无功功率的输出端；控制绕组通入励磁电流用于调节输出无功的大小；磁控型电抗器的绕组绕制方法、铁心及铁轭结构与常规的两绕组或三绕组变压器有较大的差异。其中网侧绕组分裂为两条导线，两条导线将两个芯柱一同绕制在内；控制绕组采用反串联结构，反串联的接线方式使得交流电气量互相抵消，通过调节控制绕组中的直流电流大小，便可控制磁控型电抗器网侧输出的无功。

磁控型电抗器作为无功设备，对其响应时间是有要求的。具体的，一般要求无功功率从5％阶跃到95％的响应时间，该时间应该较短，能够迅速的满足电网对无功的需求。在做无功功率阶跃试验时，若加在控制绕组两端的电压从接近零电压仅仅阶跃到额定励磁电压，是无法满足阶跃响应时间要求的。在无功容量阶跃阶段需要施加到若干倍的额定励磁电压，使得无功能够快速爬升，才能够满足对响应时间的要求，该倍数便称之为强励倍数。只有确定了强励倍数，才能够对其余设备的参数进行选择，最直接的是影响便是励磁变压器副边电压的选择。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种简单、方便、实用的磁控型可控电抗器强励倍数取值方法。

技术方案：本发明的磁控型可控电抗器强励倍数取值方法，包括如下步骤：

步骤一，确定磁控型电抗器的控制绕组内单柱芯柱的电感值；

步骤二，确定控制绕组时间常数；

步骤三，修正响应时间；

步骤四，计算强励倍数，并对强励倍数进行修正。

进一步地，步骤一中，电感值L_μ的计算公式如下：

式中，U_d为控制侧单柱额定电压有效值，S_n为三相磁控电抗器总容量，ω为工频角频率；L_{μ_pu}为磁控高抗进入饱和区后的动态电感的标幺值。

进一步地，步骤二中，控制绕组时间常数τ计算公式是：

式中，r_d为控制侧绕组总电阻，L_σd为总漏抗；L_μ为控制侧单柱芯柱的电感值。

进一步地，步骤三中，修正后的响应时间T₁计算公式如下：

T₁＝T₀-K₁×K₂×T₀

式中，K₁为第一修正系数，K₁保守取值0.5；K₂为第二修正系数，K₂值小于0.5；T₀为要求磁控高抗响应时间。

优选的，K₂取值为0.2～0.4。

进一步地，步骤四中，修正后的强励倍数K计算公式如下：

式中，K₃为裕量，K₃取值1.5～2；T₁为修正后的响应时间；τ为控制绕组时间常数。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：能够简单方便的计算出强励倍数，从而方便的进行励磁变压器副边电压的选择；该方案能够应用于实际电网之中，为磁控型可控电抗器在电网中的顺利应用提供了基础技术支撑。

附图说明

图1是本发明的磁控型电抗器单相示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步说明。

图1为本发明实施例提供的一种磁控型电抗器单相结构示意图，电抗器本体为三相八柱式结构，网侧绕组1直接接入电网中，向电网提供无功功率；控制绕组2和控制绕组3接入励磁电源5(图中整流装置4)，用于调节网侧输出无功的大小。

某400kV磁控型电抗器额定容量S_n为40MVar，网侧额定电压400kV，ω为工频角频率为314rad/s，控制单侧额定电压U_d为17kV，额定频率50Hz；铁芯进入饱和区的动态电感的标幺值L_{μ_pu}为0.589。控制绕组电阻r_d＝0.0727Ω和漏感L_σd＝0.0225H。下面为强励倍数具体的计算实施例：

步骤一，确定磁控型电抗器控制侧单柱芯柱的电感值：

步骤二，控制绕组时间常数计算方法是：

步骤三，设要求磁控高抗响应时间T₀，为0.3s。修正后的响应时间T₁为：

T₁＝T₀-K₁×K₂×T₀＝0.3-0.5×0.3×0.3＝0.255s

第一个K₁取0.5；K₂值取0.3；

步骤四，根据强励倍数计算公式计算出强励倍数K，并进行一定的修正：

K₃为裕量，此处取值1.6。

确定了强励倍数之后，再经过折算，便可计算出图1中整流装置4左侧的交流电压的大小。该交流电压通常来自于励磁变压器，因此也就确定了励磁变压器的副边电压。

本发明实施例提供的磁控型可控电抗器强励倍数取值方法简单实用，能够容易地用于工程实践之中。

Claims (5)

1.一种磁控型可控电抗器强励倍数取值方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，确定磁控型电抗器的控制绕组内单柱芯柱的电感值；

步骤二，确定控制绕组时间常数；

步骤三，修正响应时间；

修正后的响应时间T₁计算公式如下：

T₁＝T₀-K₁×K₂×T₀

式中，K₁为第一修正系数，K₂为第二修正系数，T₀为要求磁控高抗响应时间；

步骤四，计算强励倍数，并对所述强励倍数进行修正；

修正后的强励倍数K计算公式如下：

式中，K₃为裕量，T₁为修正后的响应时间，τ为控制绕组时间常数。

2.根据权利要求1所述的磁控型可控电抗器强励倍数取值方法，其特征在于，步骤一中，所述电感值L_μ的计算公式如下：

式中，U_d为控制侧单柱额定电压有效值，S_n为三相磁控电抗器总容量，ω为工频角频率；L_{μ_pu}为磁控高抗进入饱和区后的动态电感的标幺值。

3.根据权利要求1所述的磁控型可控电抗器强励倍数取值方法，其特征在于，步骤二中，所述控制绕组时间常数τ计算公式是：

式中，r_d为控制侧绕组总电阻，L_σd为总漏抗；L_μ为控制侧单柱芯柱的电感值。

4.根据权利要求1所述的磁控型可控电抗器强励倍数取值方法，其特征在于，所述K₂值小于0.5。

5.根据权利要求4所述的磁控型可控电抗器强励倍数取值方法，其特征在于：所述K₂取值为0.2～0.4。