磁控電抗�(magnetic control reactor)全稱是磁閥式可控電抗器,�(jiǎn)稱MCR,是一種容量可�(diào)的并�(lián)電抗�,主要用于電力系�(tǒng)��(wú)功補(bǔ)�。磁控電抗器MCR通過(guò)電壓�(diào)�,減少波�(dòng),濾除無(wú)功沖擊,提高輸送電能的品質(zhì)。并通過(guò)阻尼電壓振蕩,提高系�(tǒng)的靜�(wěn)極限,允許更高的電壓傳輸�
磁控電抗器是基于磁放大器原理�(lái)工作�。它是一種交直流同時(shí)磁化的可控飽和度的鐵芯電抗器,工作時(shí),可以用極小的直流功�(約為電抗器額定功率的0.1%�0.5%)�(lái)改變控制鐵芯的工作點(diǎn)(即鐵芯的飽和度或者說(shuō)改變鐵芯的導(dǎo)磁率μ),來(lái)改變其感抗�,從而達(dá)到調(diào)節(jié)電抗電流的大小并平滑�(diào)節(jié)�(wú)功功率的目的�
MCR的工作其原理如圖2所�,電抗器由兩組交流線圈wi1、wi2以及兩組直流控制線圈wk1、wk2組成,wi1、wi2首尾串聯(lián),wk1、wk2反極性串�(lián),這樣可以有效地抵消交流線圈工頻感�(yīng)電壓�(duì)直流控制繞組的影�。鐵芯工作時(shí)的磁化曲線如�3所�,由圖可知,直流控制電流ik可以使鐵芯工作點(diǎn)�(fā)生偏�,從而可以顯著改變交流線圈的感抗和電感電流i�
1、煤炭與化工
在我�(guó)的煤炭企�(yè)中存在大量的提升�(jī)等間隙性沖擊負(fù)�,不僅無(wú)功波�(dòng)較大而且諧波污染�(yán)�,如果不�(duì)這些�(wèn)題�(jìn)行處�,將�(huì)�(dǎo)致電能質(zhì)量低下且諧波污染�(yán)重,并導(dǎo)致功率因�(shù)以及諧波超標(biāo)罰款,采用電容投切時(shí)�(wú)功補(bǔ)償裝置時(shí)�(huì)出現(xiàn)兩種情況:當(dāng)�(wú)功或功率因數(shù)�(shè)置過(guò)小時(shí)雖然能保證這些提升�(shè)備工作期間不頻繁投切,但�(huì)造成此時(shí)井下的電氣設(shè)備供電電壓突然降低,影響電氣�(shè)備及其保�(hù)控制�(shè)備正常工�;如果無(wú)功或功率因數(shù)�(shè)定值較�,則�(huì)出現(xiàn)電容器組頻繁投切�(xiàn)�,容易造成電氣�(shè)備的損壞,影響電氣設(shè)備的使用壽命。采用MCR型高壓動(dòng)�(tài)�(wú)功補(bǔ)償裝置是解決這�(gè)�(wèn)題的理想解決方案� 此外,在煤炭與化工企�(yè),由于存在著一些危�(xiǎn)因素(如煤井下的瓦斯氣體、化工廠的易爆炸性氣體),采用傳�(tǒng)的開(kāi)�(guān)投切方式由于投切�(guò)程中�(jī)械動(dòng)作時(shí)�(chǎn)生火�、電容器組受沖擊易損壞等諸多因素,使得在這些�(huán)境中工作�(shí)的安全性降�,而采用磁控電抗器的靜�(tài)�(wú)功補(bǔ)償裝置由于不�(jìn)行任何的�(jī)械操�,可以在危險(xiǎn)�(huán)境中安全工作20年以上�
2、冶�
冶金系統(tǒng)中的軋機(jī)與電弧爐�(fù)載是一種及其特殊的�(fù)�,它能夠在極短時(shí)間(小于1s)內(nèi)�(fù)荷從很小的值變化的非常大的�,并且變化頻率很快,這樣�(huì)造成這些企業(yè)�(nèi)的顯示儀表在不停地高速擺�(dòng),無(wú)法讀�(shù),而且其工廠內(nèi)照明燈不停地閃動(dòng),采用傳�(tǒng)的電容投切式�(wú)功補(bǔ)償裝置無(wú)法解決這�(gè)�(wèn)�,采用自耦變壓器型動(dòng)�(tài)�(wú)功補(bǔ)償裝置也�(wú)法解決這�(gè)�(wèn)�,只有采用基于磁控電抗器的靜�(tài)�(wú)功補(bǔ)償裝置或采用TCR型靜�(tài)�(wú)功補(bǔ)償裝置才能解�?;贛CR的SVC裝置是冶金系�(tǒng)中的軋機(jī)與電弧爐供電系統(tǒng)�(wú)功補(bǔ)�?shù)妮^為理想選�,MCR快速的響應(yīng)能力為這些系統(tǒng)提高功率因數(shù),改善電能質(zhì)量提供了保證,高度的可靠性以及優(yōu)異的工業(yè)性能,為供電系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行提供了保障,高的可利用率提高了生產(chǎn)效率、質(zhì)量和效益,極�(zhǎng)的設(shè)備使用壽命確保了�(zhǎng)�(yuǎn)的回�(bào)。與傳統(tǒng)的用于軋�(jī)與電弧爐�(bǔ)�?shù)钠渌邏簾o(wú)功補(bǔ)償裝置比起來(lái),MCR型SVC具有可靠性高、基建成本低、占地面積小、維�(hù)成本�、設(shè)備造價(jià)合理等明顯的�(yōu)�(diǎn)�
3、電力變電站
�(duì)于我�(guó)大量的變電站而言,電容器利用率低,投切管理麻煩的�(wèn)題廣泛存�,現(xiàn)在安裝的大量VQC裝置,雖然可以對(duì)變壓器有載調(diào)壓開(kāi)�(guān)和電容器組以及電抗器投切�(kāi)�(guān)�(jìn)行自�(dòng)控制,但�,很容易�(dǎo)致電容器組投切動(dòng)作頻�,有載調(diào)壓開(kāi)�(guān)�(dòng)作頻繁等�(wèn)�,降低了�(shè)備壽命,增加了安全隱�。在�(xiàn)有無(wú)功補(bǔ)償系�(tǒng)的基�(chǔ)上加裝MCR,將大大提高�(wú)功補(bǔ)償效�,減少甚至避免投切操�、節(jié)能降�、改善電能質(zhì)�。在樞紐變電站安裝MCR型動(dòng)�(tài)�(wú)功補(bǔ)償裝置還可大幅提高電�(wǎng)暫態(tài)�(wěn)定能�,提高電�(wǎng)電壓�(wěn)定水平�
4、電氣化鐵路
基于MCR的SVC裝置是電氣化鐵路牽引變電站實(shí)�(xiàn)�(duì)�(fù)荷的跟蹤控制、提高功率因�(shù)的方�。由于電氣化鐵道牽引變電站的�(fù)荷具有瞬�(shí)�,當(dāng)電力�(jī)�(chē)駛過(guò)�(shí),負(fù)荷突然出�(xiàn),列�(chē)�(guò)�,負(fù)荷消�,采用傳�(tǒng)的開(kāi)�(guān)投切電容器將�(huì)出現(xiàn)一�(gè)牽引變電所每天出現(xiàn)上百次的�(kāi)�(guān)投切�(dòng)�,嚴(yán)重地縮短電氣�(shè)備的使用壽命,并且電氣化鐵道的不�(duì)稱造成其負(fù)序分量很?chē)?yán)�。將基于MCR的SVC裝置用于牽引變電站供電的變電站,可有效的減小不對(duì)�,降低負(fù)序分量,消除電網(wǎng)的安全隱��
5、風(fēng)電場(chǎng)
基于MCR的SVC裝置�(yīng)用于�(fēng)電場(chǎng)變電站無(wú)功的連續(xù)、無(wú)觸點(diǎn)、動(dòng)�(tài)�(diào)節(jié),提高系�(tǒng)的功率因�(shù),減少風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)接入�(diǎn)與電�(wǎng)的無(wú)功交換直至為0,實(shí)�(xiàn)系統(tǒng)�(wú)功動(dòng)�(tài)平衡,達(dá)到風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)�(guó)家標(biāo)�(zhǔn)的要�。濾除諧波電�,使�(fēng)電場(chǎng)諧波電流和諧波電壓達(dá)到國(guó)�(biāo)要求。MCR型SVC還可起到抑制電網(wǎng)電壓波動(dòng),穩(wěn)定電壓的作用,并降低電能�(zhì)量對(duì)�(fēng)力發(fā)電機(jī)組的不良影響,當(dāng)系統(tǒng)�(fā)生電壓跌落時(shí),快速調(diào)整無(wú)功輸出,促�(jìn)電壓恢復(fù)??紤]到風(fēng)電場(chǎng)地理位置偏僻,運(yùn)行環(huán)境惡�,維�(hù)人員很少等特�(diǎn),MCR型高壓動(dòng)�(tài)�(wú)功補(bǔ)償裝置是�(fēng)電場(chǎng)�(shí)�(xiàn)�(dòng)�(tài)�(wú)功補(bǔ)�?shù)睦硐脒x��
6、特殊工�(yè)用戶
一些紡織企�(yè)(如絲綢紡織廠)、顯像管制造廠(如安彩),其加工出的產(chǎn)品質(zhì)量與電網(wǎng)的電壓質(zhì)量要求很�,電壓質(zhì)量突降或瞬間跌落�(huì)造成其產(chǎn)品中出現(xiàn)大量的廢品,采用MCR型靜�(tài)�(wú)功補(bǔ)償裝置可以在很短�(shí)間內(nèi)改善其電壓質(zhì)量�
磁控電抗器用作無(wú)功補(bǔ)償可以平滑的�(diào)節(jié)輸出的無(wú)�,比一般的�(wú)功補(bǔ)償設(shè)備具有更多的作用�
1、對(duì)用戶
�1� �(kuò)�。在很多�(chǎng)合安裝動(dòng)�(tài)�(wú)功補(bǔ)償裝�,可以實(shí)�(xiàn)1.2-1.5倍的�(kuò)�,大幅節(jié)約擴(kuò)容開(kāi)��
?�?� 消除諧波污染,提高系�(tǒng)安全系數(shù),延�(zhǎng)�(shè)備壽�,降低系�(tǒng)損�
?�?� 降低異步電機(jī)啟動(dòng)、電弧爐�(yùn)行等本地電網(wǎng)沖擊,提高系�(tǒng)安全�,對(duì)于弱電網(wǎng)尤其如此�
?�?)穩(wěn)定端�(diǎn)電壓(防止電壓過(guò)高或�(guò)低),提高變壓器與輸電線以及其他電器�(shè)備的壽命�
?�?)提高功率因�??梢允构β室蜃舆_(dá)�0.9-0.99的要�,降低網(wǎng)�,降低無(wú)功損耗,節(jié)省電�(fèi)�(kāi)�,適 用于電力系統(tǒng)龐大�(wǎng)損非常嚴(yán)重的用戶�
?�?� 消除電壓閃變,專門(mén)針對(duì)閃變?cè)O(shè)�(jì)的算�,將電壓閃變降至水平,提高用戶電能質(zhì)量�
2、對(duì)電網(wǎng)
�1� 提高功率因子,降低網(wǎng)�,可以使功率因子�(dá)�0.9-0.99的要�
?�?� 阻尼系統(tǒng)振蕩,提高阻尼極限,提高輸電線傳輸能�
?�?� 提高電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定能�
由于電力系統(tǒng)的需求,可控電抗器一直以�(lái)就是一�(gè)研究熱點(diǎn),其中前蘇聯(lián)科學(xué)家提出的借助直流控制的磁飽和型可控電抗器得到了推廣和�(yīng)�。該類電抗器是借助控制回路直流控制電流的激磁改變鐵心的磁飽和度,從而達(dá)到平滑調(diào)節(jié)�(wú)功輸出的目的。它是在磁放大器的基�(chǔ)上發(fā)展起�(lái)�。早�1916年就由美�(guó)的E.F.W亞歷山德遜提出了“磁放大器”的�(bào)�。到�40年代,隨著高磁感�(yīng)�(qiáng)度及低損耗的晶粒取向硅鋼帶和高磁�(dǎo)、高矩形系數(shù)的坡莫合金材料的出現(xiàn),將飽和電抗器的理論和應(yīng)用提高到了一�(gè)新水平,1955年世界上�(tái)可控電抗器在英國(guó)制造成�,其額定容量�100MVA,工作電壓為6.6 ~22 �20世紀(jì)70年代以來(lái),由于可控硅器件迅速發(fā)展及相控電抗器的出現(xiàn),可控電抗器被打入“冷宮�� 隨著電力工業(yè)的高速發(fā)展,人們對(duì)供電�(zhì)量及可靠性的要求越來(lái)越高。由此產(chǎn)生了一系列�(wèn)�:�(�)高壓大電�(wǎng)的形成及�(fù)荷變化加�,要求大量快速響�(yīng)的可�(diào)�(wú)功電源來(lái)�(diào)整電壓,維持系統(tǒng)�(wú)功潮流平�,減少損耗,提高供電可靠��20世紀(jì)70年代以來(lái)�(fā)展起�(lái)的相控電抗器(TCR)高昂的造價(jià)決定了其在電力系�(tǒng)中廣泛應(yīng)用的不合理性。鑒于上述原�,電力專家們轉(zhuǎn)而尋求更加經(jīng)�(jì)和可靠的可調(diào)�(wú)功補(bǔ)償裝置�
1986�,原蘇聯(lián)�(xué)者提出了磁閥式可控電抗器的新型結(jié)�(gòu),從而使得可控電抗器的發(fā)展有的突破性�(jìn)�。新型可控電抗器可以�(yīng)用于直到1150KV 的任何電壓等�(jí)的電�(wǎng)作為連續(xù)可調(diào)的無(wú)功補(bǔ)償裝�,因而可直接接于超高壓線路側(cè),同�(shí)�(fā)揮同步補(bǔ)償機(jī)和并�(lián)電抗器的作用�