CN2423642Y - 一种新型调节电抗器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型调节电抗器,其结构特点是:利用变压器短路阻抗(漏抗)作为工作电抗的原理,采用高短路阻抗变压器及可控硅元器件构成,即由高短路阻抗变压器、可控硅及导通角控制器连接而成,其中所述变压器的初级线圈作为电抗器的工作线圈,可控硅并联在所述变压器的次级线圈的两端,可控硅的控制极连接所述控制器的输出端。本实用新型具有结构简单、响应速度快、伏安特性线性度优良、调节范围由零至额定值连续可调的优点,广泛适用于消弧线圈、无功补偿设备、高压试验设备等多种电气设备。

Description

一种新型调节电抗器

本实用新型涉及一种电抗器，特别是一种新型调节电抗器，该电抗器依具体用途可称作消弧线圈、补偿线圈、调谐电抗等，属于高压供配电设备技术领域。

目前已有的可控电抗器有如下几类：

(1)利用改变激磁阻抗的原理来改变电抗值，可采用调匝数、调气隙、直流偏磁、磁阀式等结构形式来达到调节电抗器的目的。这类电抗器存在伏安特性线性度差、调节速度慢、结构复杂、价格昂贵等缺点。

(2)利用电容补偿原理改变电抗值，在变压器的二次线圈侧接入多组电容，用投切电容器组来改变变压器容性负载，从而改变一次线圈侧的电抗值。这类电抗器的缺点是：不能连续调节电抗值；电抗器伏安特性的线度不易保证；仅可用于消弧线圈、应用范围窄。

(3)将电抗器分解成两个固定式带铁芯电感相串联，其中一个电感与可控硅直接并联，通过调节可控硅导通角来改变电抗器的电抗。这种方法主要是利用两个电感的励磁阻抗，为限制谐波，电感量的最大值与最小值之比不能超过一定值(一般为1.5)，因此存在如下缺点：可调的电感量相当小，不能保证伏安特性的线性度。

本实用新型的目的，是为了克服现有技术电抗器存在的伏安特性线性度差、结构复杂、响应速度慢、调节范围窄、不能真正无级新型调节的缺点，提供一种结构简单、响应速度快、伏安特性线性度优良、调节范围由零至额定值的新型调节电抗器。

本实用新型的目的可以通过采取如下措施达到：一种新型调节电抗器，其结构特点是：利用变压器短路阻抗(漏抗)作为工作电抗的原理，采用高短路阻抗变压器及可控硅元器件构成电抗器，由高短路阻抗(漏抗)变压器、可控硅及可控硅导通角控制器连接而成，其中所述变压器的初级线圈连接工作回路(作为电抗器的工作线圈)，可控硅并联在所述变压器的次级线圈的两端，可控硅的控制极连接所述控制器的输出端；控制器通过调节可控硅导通角调节电抗器的电抗。

本实用新型的目的还可通过采取如下措施达到：

所述变压器的次级线圈的两端并接一可控硅组合，该可控硅组合由至少二个可控硅反向并联而成；所述控制器采用现有技术常用可控硅导通角控制器。

与现有技术相比，本实用新型具有如下突出优点：

1．由于该型电抗器的工作电抗是变压器的短路阻抗即漏抗，因此在全电压范围内本实用新型具有优异的伏安特性线性度。

2．由于电抗器等效电抗的调节是通过调节可控硅的导通角来实现的，因此本实用新型的响应速度极快(5毫秒内)，而且电流可在零至额定值范围内实现无级连续调节。

3．由于变压器的铁芯与线圈结构都与普通变压器无区别，因此与调匝数、调气隙、直流偏磁、磁阀式等结构形式的电抗器相比，具有结构简单、成本低廉的优点。

4．对系统适应性强、应用范围广，广泛适用于消弧线圈、无功补偿设备、高压试验设备等多种电气设备。

下面结合附图对本实用新型进行详细描述：

图1是本实用新型的结构原理图。

图2是图1的等效电路图。

图3是本实用新型实施例1的电气原理图。

图1、图2和图3构成本实用新型的实施例1。从图1可知，本实用新型由高短路阻抗变压器TRAN、可控硅SCR和导通角控制器1连接而成，可控硅SCR的控制端连接导通角控制器1。从图3可知，导通角控制器1由单片机芯片CPU、过零比较芯片IC2A、光电隔离芯片OP1、OP2、三极管P1、N1、P2、N2、及其外围电阻R1～R36、电容C1～C10、二极管D1～D5、插座J1连接而成，可控硅组合由可控硅T1、T2反向并联而成。从图1、图2可知，变压器TRAN的初级线圈NW作为电抗器的工作线圈，次级线圈CW作为控制线圈，该线圈用反向并联的可控硅SCR(T1、T2并联而成)短路，可控硅可依变压器容量不同而选用不同型号。本实施例中的高阻抗变压器与普通变压器制造工艺相同，无特殊工艺要求。

本实用新型的工作原理是：变压器TRAN的主要特点是初级、次级线圈间的漏抗(即变压器的短路阻抗)很大，利用调节可控硅的导通角来调节电抗值。当可控硅完全不导通时，其阻抗Zscr近于无穷大，这时只有很小的励磁电流流过初级工作线圈NW，相当于一台工作在空载状态的变压器，因此一次(初级)等效阻抗Zm基本上为变压器的激磁阻抗，又由于Zm通常很大(一般可达数十千欧)，因而此时电抗器工作在高阻抗状态；当可控硅完全导通时，其阻抗Zsor近于零，则电抗器的阻抗就是Zsc，一般只有数十欧，此时变压器一次(初级)等效阻抗达到最小值。同样道理当可控硅导通角在0度至90度之间变化时，相当于Zscr在无限大和0之间连续变化，因而电抗器的阻抗也就在最大值Zm与最小值Zsc之间连续变化，从而达到新型调节的目的。

参见图3，本实施例1可控硅导通角控制器1的工作原理是：从接插件J1中输入参考电压信号，通过过零比较电路IC2A取得过零脉冲，并以此作为可控硅导通时的时基信号，CPU从FS端获得参考电压过零点信号后，通过软件延时，从S1及S2输出可控硅触发脉冲，经光电隔离芯片OP1、OP2的隔离和放大后输出两路控制信号，该两路控制信号分别通过三极管P1、N1(P2、N2)组成的放大电路，分别控制可控硅T1、T2的导通。由于CPU软件延时可按要求任意改变，因此可控硅T1、T2的导通状态可为完全导通和完全截止中间的任意一状态。

Claims (3)

1．一种新型调节电抗器，其特征是：利用变压器短路阻抗即漏抗作为工作电抗的原理，采用高短路阻抗变压器及可控硅元器件构成，由高短路阻抗即高漏抗变压器TRAN、可控硅SCR及可控硅导通角控制器(1)连接而成，其中所述变压器TRAN的初级线圈NW连接工作回路、作为电抗器的工作线圈，可控硅SCR并联在所述变压器TRAN的次级线圈的两端、其控制极连接所述控制器(1)的输出端；控制器(1)通过调节可控硅SCR的导通角调节电抗器的电抗。

2．根据权利要求1所述的一种新型调节电抗器，其特征是：所述变压器TRAN的次级线圈的两端并接一可控硅组合，该可控硅组合由至少二个可控硅T1、T2反向并联而成。

3．根据权利要求1或2所述的一种新型调节电抗器，其特征是：所述控制器(1)采用现有技术常用的可控硅导通角控制器。

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