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油式磁控电抗器

●  磁控电抗器的作用

磁控电抗器用作无功补偿可以平滑的调节输出的无功,比一般的无功补偿设备具有更多的作用。

◎  对电网

(1) 提高功率因子,降低网损,可以使功率因子达到0.9-0.99的要求;

(2) 阻尼系统振荡,提高阻尼极限,提高输电线传输能力;

(3) 提高电网的电压稳定能力;

◎  对用户

(1) 稳定端点电压(防止电压过高或过低),提高变压器与输电线以及其他电器设备的寿命。

(2) 消除谐波污染,提高系统安全系数,延长设备寿命,降低系统损耗。

(3) 降低异步电机启动、电弧炉运行等本地电网冲击,提高系统安全性,对于弱电网尤其如此。

(4) 消除电压闪变,专门针对闪变设计的算法,将电压闪变降至最低水平,提高用户电能质量。

(5) 扩容。在很多场合安装动态无功补偿装置,可以实现1.2-1.5倍的扩容,大幅节约扩容开支。

(6) 提高功率因子。可以使功率因子达到0.9-0.99的要求,降低网损,降低无功损耗,节省电费开支,适 用于电力系统庞大网损非常严重的用户。

●  基本原理

通过绕组交叉连接及自耦励磁,在铁心中形成交、直流磁场,交流磁场决定于外部工作交流电压,直流磁场决定于自耦励磁,其中直流磁场是可以调节的。通过调节铁心柱中直流磁场的大小,可以控制铁心的饱和程度,从而调节磁控电抗器的输出电抗。

单相磁控电抗器原理接线如下图所示。两铁心柱上绕组中间交叉连接,抽头部分绕组连接晶闸管及二极管。通过控制调节晶闸管的导通角,可以调节直流励磁电流的大小,从而可调节直流磁通的大小,从而调节电抗器的输出阻抗的大小。

●  技术特点

◎  晶闸管的工作电压低,电流小;一般来说,磁控电抗器抽头绕组的电压为额定相电压的1~2%,工作电流为额定相电流的 ,这样普通的晶闸管就可以实现磁控电抗器的控制,不需要晶闸管的串并联,也不需要设置复杂的冷却装置。

◎  输出谐波小;磁控电抗器的铁心柱上设计多段饱和度,饱和柱部分饱和,饱和度的铁心工作在极限饱和状态,通过合理的设计,可以使额定状态下的输出电流谐波畸变率 。

◎  工作损耗低;磁控电抗器的运行损耗包括电抗器本体的损耗和整流装置的损耗。由于铁心饱和段工作在极限饱和状态,磁控电抗器的铁心单位损耗率和变压器基本一致,而线圈损耗和变压器相同,这样磁控电抗器本体的损耗基本和同容量的变压器损耗相同。而整流装置一般单管就可满足要求,损耗很小,如20MVar/35kV磁控电抗器的整流装置的损耗约为1.2kW。

◎  工作噪声低;磁控电抗器交流磁密较低,而且饱和段工作在极限饱和状态,铁心的磁滞振动噪声较低,基本和同容量等级的变压器一致。

◎  输出伏安特性为线性;磁控电抗器的极限饱和特性可以保证输出电压在20~110%范围内,伏安特性完全为线性。

◎  响应速度快;通过合理设计并配合控制系统的改进,磁控电抗器的响应速度可到到100-300ms,基本满足常用动态无功补偿系统的要求。

◎  占地面积小;磁控电抗器的安装和同容量变压器的要求基本相同,整理励磁部分。

●  油式磁控电抗器本体

◎  电抗器采用优质冷轧有取向硅钢片、无氧铜线、绝缘材料及先进变压真空干燥工艺,确保各项电气性能指标。

◎  电抗器由气隙铁心(采用多级圆形截面、三相六柱式铁心)、线圈、油箱、散热器、储油柜、套管、压力释放阀、瓦斯继电器、测温仪等主要部件构成。

◎  电抗器本体装设压力释放阀、瓦斯继电器(气体继电器)和远方测温电阻及就地显示装置(和同容量变压器配置相同)。

◎  提供远方测温电阻及就地显示装置,远方测温电阻是采用Pt100Ω的铂电阻。当电抗器温度达到85℃时,提供一对常开报警接点(信号);当温度达到95℃时,
提供一对常开跳闸接点(信号)。

◎  电抗器设置有储油柜、吸湿器(硅胶吸湿剂)、净油器(在容量≥3150 kvar时配置净油器)和放油阀。

◎  储油柜上装有板式油位表或指针油位计,便于观察油位,储油柜中的油量符合油位标志的要求。

◎  磁控电抗器容量1000kvar以上一般采用油浸式,结构紧凑,噪音、温升易控制,安装和维护简单等特点。

●  干式磁控电抗器本体

◎  干式磁控电抗器采用优质硅钢片、玻璃丝薄膜导线、优质绝缘材料以及先进真空环氧树脂浇注工艺,确保各项电气性能指标。

◎  绕组线圈采用优质绝缘薄膜、环氧树脂为主绝缘,线圈绝缘性能优良;线圈设有散热通道或风机散热,使电抗器铁芯和线圈温升低,确保产品长期安全可靠运行。

◎  干式磁控电抗器具有结构紧凑、损耗小、温升低、噪声低、体积小、重量轻,阻燃性、防潮湿、安装和维护简单等特点。符合无油化(无污染)要求的变电站、配电场地使用,是节能环保的理想产品。

●  励磁单元(磁阀组件或励磁箱)

◎  采用可靠性非常高的低压晶闸管,晶闸管采用自然冷却方式。励磁系统中的低压晶闸管的触发系统采用先进的光电触发方式,主回路与控制回路隔离性能好,具有很强的抗干扰能力,这样励磁系统的可靠性也可以达到免维护的等级。

◎  结构小巧,安装极为方便,固定在磁控电抗器上,一体化设计。

◎  大面积外露散热器,散热效果好,温升保持在10K以下,保证了阀组的可靠运行。

◎  晶闸管电压电流均留有足够的余量,抗冲击能力增强。

●  控制单元(控制柜或控制系统)

◎  采用全数字化智能控制,功能强大,扩充性强,可大大减少调试、维护及检修所需时间

◎  核心控制器系统采用基于DSP的全数字画控制器,动态响应速度快,控制精度高,编程功能强。

◎  控制方式多样,能够适应主变的各种运行方式。

◎  具备极强的自诊断能力:既有静态自检,又有运行中的动态监测,能及时对系统的各种突发时间做出准确的预警和保护。

◎  装置保护采用微机保护,包括速断、过流、过压、欠压、不平衡保护、谐波超限保护等。

◎  采用标准化和模块化设计:功率单元和控制电路采用模块或组件结构,相同模块可以互换,提高了使用中好运行。

◎控制系统控制精度:<0.1电角度,控制系统响应时间<10ms。可采用包括RS232C、RS485、以太网和Modem等在内的多种通讯方式。方便MSVC装置与变电站综合自动化系统保持通讯。

◎  采用光纤控制,高压部分与控制部分完全光电隔离,能够在强干扰、强谐波的情况下良RS485/RS232与上位机综合自动化系统连接,实现远程监控、测量、显示及打印,自动化程
度高。

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