CN114188119A - 一种电感可调的电抗器及其电感调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电感可调的电抗器及其电感调节方法，所述电抗器包括电抗器本体；至少一个电感调节装置，每一所述电感调节装置与每一所述电抗器单元并联连接；控制器，其与所述反并联晶闸管连接，其被配置为：获取所述电抗器的母线电压，并根据所述母线电压的波动状态对所述反并联晶闸管的运行状态进行控制；根据所述反并联晶闸管的运行状态对所述电抗器本体的电感值进行调节。采用本发明实施例，通过采用将电抗器分段后的电抗器单元与晶闸管并联的结构，并通过控制晶闸管的导通和关闭，来实现电抗器单元的投入和切除，以对电抗器的电感值进行实时调节，从而实现了补偿容量的动态实时调整，提高了无功补偿和电抗器运行调节的灵活性。

Description

一种电感可调的电抗器及其电感调节方法

技术领域

本发明涉及电抗器技术领域，尤其涉及一种电感可调的电抗器及其电感调节方法。

背景技术

电抗器也叫电感器，作为一种基本的电子元件，已在电力系统中广泛使用。

但是，本发明人在对现有技术的研究中发现，现阶段的电抗器均是采用固定式，一旦产品在工厂内完成生产，其自身的电感值将固定不变，导致电抗器运行调节的灵活性较差。

发明内容

本发明提供一种电感可调的电抗器及其电感调节方法，能够对电抗器的电感值进行实时调节，从而提高了电抗器运行调节的灵活性。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种电感可调的电抗器，包括：

电抗器本体，其由若干个电抗器单元串联而成；

至少一个电感调节装置，每一所述电感调节装置与每一所述电抗器单元并联连接，所述电感调节装置包括并联连接的反并联晶闸管、限压器；

控制器，其与所述反并联晶闸管连接，其被配置为：

获取所述电抗器的母线电压，并根据所述母线电压的波动状态对所述反并联晶闸管的运行状态进行控制；

根据所述反并联晶闸管的运行状态对所述电抗器本体的电感值进行调节。

作为其中一种可选的实施例，所述限压器用于限制与其并联连接的电抗器单元和反并联晶闸管的过电压幅值。

作为其中一种可选的实施例，所述运行状态包括导通状态和关断状态。

作为其中一种可选的实施例，所述根据所述反并联晶闸管的运行状态对所述电抗器本体的电感值进行调节，包括：

当所述反并联晶闸管为导通状态时，与所述反并联晶闸管并联连接的电抗器单元退出使用，所述电抗器本体的电感值降低；

当所述反并联晶闸管为关断状态时，与所述反并联晶闸管并联连接的电抗器单元投入使用，所述电抗器本体的电感值增加。

本发明另一实施例对应提供了一种电抗器的电感调节方法，包括以下步骤：

获取所述电抗器的母线电压，并根据所述母线电压的波动状态对所述反并联晶闸管的运行状态进行控制；

根据所述反并联晶闸管的运行状态对所述电抗器本体的电感值进行调节。

作为其中一种可选的实施例，所述运行状态包括导通状态和关断状态。

作为其中一种可选的实施例，所述根据所述反并联晶闸管的运行状态对所述电抗器本体的电感值进行调节，包括：

当所述反并联晶闸管为导通状态时，与所述反并联晶闸管并联连接的电抗器单元退出使用，所述电抗器本体的电感值降低；

当所述反并联晶闸管为关断状态时，与所述反并联晶闸管并联连接的电抗器单元投入使用，所述电抗器本体的电感值增加。

与现有技术相比，本发明实施例提供的一种电感可调的电抗器及其电感调节方法，通过采用将电抗器分段后的电抗器单元与晶闸管并联的结构，并通过控制晶闸管的导通和关闭，来实现电抗器单元的投入和切除，以对电抗器的电感值进行实时调节，从而实现了补偿容量的动态实时调整，提高了无功补偿和电抗器运行调节的灵活性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种电感可调的电抗器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种电感可调的电抗器单元的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种电抗器的电感调节方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，是本发明实施例提供的一种电感可调的电抗器的结构示意图，包括：

电抗器本体，其由若干个电抗器单元1串联而成；

至少一个电感调节装置，每一所述电感调节装置与每一所述电抗器单元1并联连接，所述电感调节装置包括并联连接的反并联晶闸管3、限压器2；

控制器5，其与所述反并联晶闸管3连接，其被配置为：

S11、获取所述电抗器的母线电压，并根据所述母线电压的波动状态对所述反并联晶闸管的运行状态进行控制；

S12、根据所述反并联晶闸管的运行状态对所述电抗器本体的电感值进行调节。

需要说明的是，在实际应用过程中，可以根据实际需求选择电感调节装置的并联数量，以对应控制调节电抗器的电感值，电感调节装置的并联数量在此不作限定。

示例性的，如图2所示，每一所述电感调节装置与每一所述电抗器单元1并联连接，控制器5通过光纤4与反并联晶闸管3连接。通过光纤4可实现控制器5与反并联晶闸管3之间的通信，并控制反并联晶闸管3的关断和导通。另外，需要说明的是，光纤4具有较高的绝缘强度，能够在电抗器运行中，晶闸管处于高电压时正常工作。

可以理解的是，电抗器单元1为常规电抗器本体经过分段处理，即将原有的电抗器本体在厂家设计生产阶段，由原来的整个电抗器生产为由若干个独立的较小的电抗器串联形成，在每个较小的独立电抗器两端并联上晶闸管。另外，也可以由原来的整个电抗器生产为由若干个，例如3至5个独立的较小的电抗器与一个较大的电抗器串联形成，在每个较小的独立电抗器两端并联上晶闸管。

另外，可以理解的是，电力系统中所采取的电抗器，常见的有串联电抗器和并联电抗器。串联电抗器主要用来限制短路电流，也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。并联电抗器用来吸收电网中的容性无功，如500kV电网中的高压电抗器，500kV变电站中的低压电抗器，都是用来吸收线路充电电容无功的，220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。电抗器已在电力系统中广泛使用，现阶段的电抗器投入后均是满容量和定容量补偿感性无功，无法实现补偿容量的动态及在线实时调整，运行灵活性和电压实时控制相对较差。

而与现有技术相比，本发明实施例提供的一种电感可调的电抗器，通过采用将电抗器分段后的电抗器单元与晶闸管并联的结构，并通过控制晶闸管的导通和关闭，来实现电抗器单元的投入和切除，以对电抗器的电感值进行实时调节，从而实现了补偿容量的动态实时调整，提高了无功补偿和电抗器运行调节的灵活性。

作为其中一种可选的实施例，所述限压器2用于限制与其并联连接的电抗器单元1和反并联晶闸管3的过电压幅值，以保护晶闸管和电抗器的绝缘。

示例性的，限压器2可以为金属氧化物限压器。

可以理解的是，晶闸管3具备电流回路，可产生阳极至阴极的正向导通状态。限压器2和晶闸管3在对应并联的电抗器单元1未被旁路时，会承受电抗器单元1和限压器2正常运行的分担电压，这就要求晶闸管3需要具有承受反向电压应力的能力。而在允许的反向电压应力期间，晶闸管3仅有很小的泄露电流，当反向电压达到至损的程度，即达到反向击穿电压时，晶闸管3将被雪崩击穿，因此，为了限制晶闸管3上的电压幅值，需要并联限压器2来限制过电压幅值和吸收过电压能量。

作为其中一种可选的实施例，所述运行状态包括导通状态和关断状态。

作为其中一种可选的实施例，所述根据所述反并联晶闸管的运行状态对所述电抗器本体的电感值进行调节，包括：

当所述反并联晶闸管为导通状态时，与所述反并联晶闸管并联连接的电抗器单元退出使用，所述电抗器本体的电感值降低；

当所述反并联晶闸管为关断状态时，与所述反并联晶闸管并联连接的电抗器单元投入使用，所述电抗器本体的电感值增加。

示例性的，晶闸管3是由两个反并联的晶闸管组成，并联在电抗器单元1两端，由控制器5通过光纤4控制其导通和关断。当需要电抗器单元1投入使用时，控制晶闸管3关断，流过晶闸管3电流降为零，此时，并联的电抗器单元1投入运行，并改变电抗器的电感值；而在需要电抗器单元1退出使用时，晶闸管3导通，电流流过晶闸管3，会旁路掉并联的电抗器单元1。

进一步的，对于控制器5，通过采集到母线电压，监视母线电压的波动情况，在母线电压接近母线高压限值时，控制晶闸管3的关断，此时并联的电抗器单元1的投入数量增加，提高感性无功补偿；在母线电压接近母线电压低压限值时，控制晶闸管3导通，并联的电抗器单元1被旁路，感性无功补偿容量降低，从而实现电压控制；其中，所述的母线电压是指电抗器所在经断路器连接的母线上的电压，该电压可以通过母线上的电压互感器采集到电压信号。

可以理解的是，在晶闸管控制极注入电流后处于正常导通状态时，器件上的电压降就很小，反向并联的晶闸管实现电抗器线圈的投入和退出，同时根据触发角和补偿器的关系，可通过增大触发角改变补偿器流过的电流，调整吸收的无功分量，达到调整无功功率的效果。

参见图3，是本发明实施例提供的一种电抗器的电感调节方法的流程示意图，包括以下步骤：

S31、获取所述电抗器的母线电压，并根据所述母线电压的波动状态对所述反并联晶闸管的运行状态进行控制；

S32、根据所述反并联晶闸管的运行状态对所述电抗器本体的电感值进行调节。

可以理解的是，在电压接近上限值时，可提供感性无功容量，以限制电压值，并让电压值恢复到限制范围内；在电压接近下限值是，可减少提供的感性无功值，即为限制电压升高，增加投入电抗器的数量，反之，则减少电抗器的投入数量。在电抗器在投入运行时，晶闸管关断，限压器承受本段电抗器的分压。在晶闸管导通时，对应并联的电抗器单元上的压降很低，电流流过晶闸管，对应并联的电抗器单元和限压器不承受电压，电抗器上基本不流过电流，电抗器被旁路，从而通过电抗器投入和退出来实现无功分量的调整。

与现有技术相比，本发明实施例提供的一种电抗器的电感调节方法，通过采用将电抗器分段后的电抗器单元与晶闸管并联的结构，并通过控制晶闸管的导通和关闭，来实现电抗器单元的投入和切除，以对电抗器的电感值进行实时调节，从而实现了补偿容量的动态实时调整，提高了无功补偿和电抗器运行调节的灵活性。

作为其中一种可选的实施例，所述运行状态包括导通状态和关断状态。

作为其中一种可选的实施例，所述根据所述反并联晶闸管的运行状态对所述电抗器本体的电感值进行调节，包括：

当所述反并联晶闸管为导通状态时，与所述反并联晶闸管并联连接的电抗器单元退出使用，所述电抗器本体的电感值降低；

当所述反并联晶闸管为关断状态时，与所述反并联晶闸管并联连接的电抗器单元投入使用，所述电抗器本体的电感值增加。

需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，对上述实施例中的方法的工作过程和有益效果的具体描述，可以参考前述装置实施例，在此不再赘述。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电感可调的电抗器，其特征在于，包括：

电抗器本体，其由若干个电抗器单元串联而成；

至少一个电感调节装置，每一所述电感调节装置与每一所述电抗器单元并联连接，所述电感调节装置包括并联连接的反并联晶闸管、限压器；

控制器，其与所述反并联晶闸管连接，其被配置为：

获取所述电抗器的母线电压，并根据所述母线电压的波动状态对所述反并联晶闸管的运行状态进行控制；

根据所述反并联晶闸管的运行状态对所述电抗器本体的电感值进行调节。

2.根据权利要求1所述的电感可调的电抗器，其特征在于，所述限压器用于限制与其并联连接的电抗器单元和反并联晶闸管的过电压幅值。

3.根据权利要求1所述的电感可调的电抗器，其特征在于，所述运行状态包括导通状态和关断状态。

4.根据权利要求3所述的电感可调的电抗器，其特征在于，所述根据所述反并联晶闸管的运行状态对所述电抗器本体的电感值进行调节，包括：

当所述反并联晶闸管为导通状态时，与所述反并联晶闸管并联连接的电抗器单元退出使用，所述电抗器本体的电感值降低；

当所述反并联晶闸管为关断状态时，与所述反并联晶闸管并联连接的电抗器单元投入使用，所述电抗器本体的电感值增加。

5.一种电抗器的电感调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取所述电抗器的母线电压，并根据所述母线电压的波动状态对所述反并联晶闸管的运行状态进行控制；

根据所述反并联晶闸管的运行状态对所述电抗器本体的电感值进行调节。

6.根据权利要求5所述的电感调节方法，其特征在于，所述运行状态包括导通状态和关断状态。

7.根据权利要求6所述的电感调节方法，其特征在于，所述根据所述反并联晶闸管的运行状态对所述电抗器本体的电感值进行调节，包括：

当所述反并联晶闸管为导通状态时，与所述反并联晶闸管并联连接的电抗器单元退出使用，所述电抗器本体的电感值降低；

当所述反并联晶闸管为关断状态时，与所述反并联晶闸管并联连接的电抗器单元投入使用，所述电抗器本体的电感值增加。

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