蔣雷敏 李佶

摘 要：可控電抗器作為一種新型的電力設(shè)備，在改善電能質(zhì)量、提升電能穩(wěn)定性方面具有重要作用。磁控式電抗器由于其耐壓等級(jí)較高，并且具體在控制過(guò)程中的控制較為便捷，在電力系統(tǒng)當(dāng)中被廣泛應(yīng)用。正交鐵芯式可控電控器作為磁控式電抗器的一種，由于鐵心結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在電力系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中被廣泛關(guān)注。文章針對(duì)正交鐵芯電抗器性能進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)正交鐵芯式可控電抗器可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：正交鐵芯；可控電抗器；性能分析

前言

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)得到迅猛發(fā)展，電力事業(yè)步入快速發(fā)展階段。由于我國(guó)目前用電需求不斷增大，使得我國(guó)傳統(tǒng)的電力形式不能夠滿足現(xiàn)代用電需求。因此，在我國(guó)發(fā)展階段，建設(shè)電壓等級(jí)較高、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較強(qiáng)、并且資源配置更大的電力系統(tǒng)來(lái)支撐整個(gè)用電需求，對(duì)于未來(lái)電力系統(tǒng)發(fā)展具有重要意義。正交鐵芯式可控電抗器的應(yīng)用，對(duì)于我國(guó)供電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)具有重要促進(jìn)作用，能夠有效提升用電可靠性。

1 正交鐵芯式可控電抗器的結(jié)構(gòu)以及工作原理

正交鐵芯式可控電抗器是一種新型技術(shù)，其在具體研制過(guò)程中具有多方面的應(yīng)用價(jià)值，可以應(yīng)用于高、低壓電力系統(tǒng)并聯(lián)電抗器當(dāng)中，同樣可以應(yīng)用于電子負(fù)荷較大的供電網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償裝置當(dāng)中，在眾多電力設(shè)備當(dāng)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。下面對(duì)于正交鐵芯式可控電抗器的結(jié)構(gòu)以及工作原理分析，為性能分析奠定基礎(chǔ)[1]。

1.1 正交鐵芯式可控電抗器結(jié)構(gòu)

正交鐵芯式可控電抗器的鐵芯主要是由兩個(gè)形狀相同的C型鐵芯相互旋轉(zhuǎn)90度組合而成，其中鐵芯的主要材料使用的是硅鋼片，并且在兩個(gè)C型鐵芯上分別繞有工作繞組以及控制繞組，通過(guò)這幾個(gè)部分構(gòu)成整個(gè)正交鐵芯可控電抗器[2]。

1.2 正交鐵芯式可控電抗器工作原理

正交鐵芯在實(shí)際應(yīng)用于電力系統(tǒng)當(dāng)中時(shí)，當(dāng)工作繞組接入電網(wǎng)交流電，同時(shí)控制繞組接入直流電流時(shí)，兩個(gè)繞組之間會(huì)產(chǎn)生交流磁通以及直流磁通。由于整個(gè)鐵芯的構(gòu)成結(jié)構(gòu)對(duì)稱，控制繞組在進(jìn)行工作的過(guò)程中，將耦合較小的交流磁通變化，即工作繞組以及控制繞組之間沒(méi)有電感耦合作用。當(dāng)兩個(gè)繞組之間相互正交時(shí)，則能夠通過(guò)調(diào)節(jié)控制繞組電流大小進(jìn)而改變電抗器的實(shí)際電抗值。因此，在接入電網(wǎng)的過(guò)程中，能夠通過(guò)不同形式保證電力工作的有效開(kāi)展，為今后高負(fù)荷的電力需求提供保障。

2 正交鐵芯式可控電抗器的性能分析

在實(shí)際的工業(yè)以及生活用電負(fù)荷當(dāng)中，感性負(fù)荷方式在其中具有重要比例。特別是目前工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)電網(wǎng)提出供給可變無(wú)功功率的要求。針對(duì)我國(guó)軋鋼生產(chǎn)為例，由于在實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中主要采用連軋機(jī)以及可逆軋機(jī)，并且使用晶閘管供電系統(tǒng)，這一系統(tǒng)能夠消耗大量的無(wú)功功率。晶閘管供電系統(tǒng)是一個(gè)無(wú)功的沖擊負(fù)荷，能夠隨著時(shí)間的變化產(chǎn)生無(wú)功變化。由于晶閘管供電系統(tǒng)對(duì)于無(wú)功功率的實(shí)際要求過(guò)大，導(dǎo)致軋鋼生產(chǎn)受到影響。因此，為了滿足無(wú)功符合的實(shí)際需求，傳統(tǒng)的補(bǔ)償方式顯然已經(jīng)不能夠適應(yīng)現(xiàn)代用電需求?；谡昏F芯可控電抗器無(wú)功補(bǔ)償?shù)难芯?，能夠有效的緩解無(wú)功功率過(guò)大問(wèn)題，提升用電質(zhì)量[3]。

2.1 無(wú)功補(bǔ)償基本原理以及具體作用

2.1.1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)幕驹?/p>

無(wú)功補(bǔ)償?shù)幕驹硎菍⒕哂腥菪怨β实呢?fù)載以及感性負(fù)載相結(jié)合，并且并聯(lián)在整個(gè)電路當(dāng)中。當(dāng)感性負(fù)載吸收能量時(shí)，容性負(fù)載進(jìn)行能量的釋放。當(dāng)感性負(fù)載進(jìn)行能量的釋放時(shí)，容性負(fù)載進(jìn)行能量吸收，通過(guò)這樣的方式實(shí)現(xiàn)能量之間的相互轉(zhuǎn)換?；诖耍行载?fù)載所吸收的感性無(wú)功功率，能夠通過(guò)電容器所輸出的容性功率方面得到相應(yīng)補(bǔ)償，這種電容方式的裝置被稱之為無(wú)功補(bǔ)償裝置。傳統(tǒng)采用并聯(lián)固定電容器的補(bǔ)償原理功率呈現(xiàn)三角形，相互之間不能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)功功率的相互轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致能量的浪費(fèi)。在整個(gè)電力系統(tǒng)當(dāng)中，采用無(wú)功功率之后，電源實(shí)際輸送的壓力減小，使得在整個(gè)電網(wǎng)線路的傳輸過(guò)程中線路損耗降低，是提升整個(gè)電網(wǎng)供電效率是關(guān)鍵因素。同時(shí)能夠針對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)牧?，減少電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的相應(yīng)容量，使得投資有效減少[4]。

2.1.2 在電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔?/p>

由于并聯(lián)電容器在整個(gè)電力系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用，具體的電力無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜萘肯鄬?duì)固定，在負(fù)載變動(dòng)過(guò)于激烈的情況之下，無(wú)功補(bǔ)償出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)以及欠補(bǔ)的情況。在目前的實(shí)際發(fā)展中，存在切投不同電容組的方法，這樣的方式在進(jìn)行負(fù)載變化以及調(diào)整補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程中，依舊存在精準(zhǔn)補(bǔ)償缺點(diǎn)。

具體的構(gòu)成是靜止電容器與正交鐵芯式可控電抗器，形成動(dòng)態(tài)的無(wú)功補(bǔ)償單元。靜止電容器在整個(gè)無(wú)功補(bǔ)償當(dāng)中保持無(wú)功功率不變，通過(guò)控制正交鐵芯可控電抗器的直流控制電流的大小，實(shí)現(xiàn)整個(gè)電抗器的磁飽和度調(diào)節(jié)。通過(guò)這樣的方式來(lái)改變電抗大小，實(shí)現(xiàn)線路無(wú)功功率的實(shí)際平衡[5]。

2.2 在遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)中能夠抑制過(guò)電壓

在電力系統(tǒng)終端使用固定形式的大容量并聯(lián)電抗器，將會(huì)使得整個(gè)阻抗增大，降低自然功率以及線路的實(shí)際傳輸能力，并且在輸電過(guò)程中依舊需要電抗器提供無(wú)功功率。正交鐵芯式可控電抗器在遠(yuǎn)程輸電系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用，能夠有效限制以及操控過(guò)電壓，保證整個(gè)傳輸過(guò)程無(wú)功功率的供應(yīng)，提升輸電效率[6]。

2.3 保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定性

由于現(xiàn)代供電需求的增加，使得傳統(tǒng)電力系統(tǒng)在提供大電壓的過(guò)程中，會(huì)導(dǎo)致終端電壓不穩(wěn)的現(xiàn)象發(fā)生。正交鐵芯式可控電抗器具體的響應(yīng)速度較快，能夠在整個(gè)系統(tǒng)受到干擾的過(guò)程中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)干擾位置以及干擾原因，保證母線的電壓穩(wěn)定，保證整個(gè)系統(tǒng)安全運(yùn)行。在整個(gè)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能夠抑制系統(tǒng)功率震（振）蕩。正交鐵芯式可控電抗器在直流以及交流當(dāng)中的作用相同，對(duì)于維護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定具有重要意義[7]。

2.4 保證負(fù)荷平衡化

正交鐵芯式可控電抗器在不平衡負(fù)電荷用戶當(dāng)中的具體應(yīng)用，能夠消除不平衡負(fù)電荷帶來(lái)的影響。在諧振接地配電網(wǎng)當(dāng)中，能夠通過(guò)正交鐵芯式可控電抗器消除消弧線圈以及故障選線。并且在整個(gè)正交鐵芯式可控電抗器中，單相可控電抗器能夠接入到三相整流電路的回路當(dāng)中，保證整個(gè)負(fù)荷平衡。同時(shí)，能夠根據(jù)負(fù)荷變化來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)容量使得整個(gè)系統(tǒng)的功率系數(shù)接近1.0，高次諧波大大減小，這對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有重要意義[8]。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在整個(gè)電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，正交鐵芯式可控電抗器在其中的應(yīng)用具有重要作用。文章通過(guò)對(duì)正交鐵芯式可控電抗器的具體構(gòu)成以及原理，并且分析其在無(wú)功補(bǔ)償當(dāng)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)正交鐵芯式可控電抗器的性能分析，促進(jìn)電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

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