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浅谈MCR型SVC原理及其应用 荣信电力电子股份有限公司 陈哲 摘要 目前，无功补偿的主要装置是电容器、电抗器和少量的动态无功补偿装置。开关（断路器）投切电容器组的调节方式是离散的，不能取得理想的补偿效果。开关投切电容所造成的涌流和过电压对系统和设备本身都十分有害。现有静补装置如相控电抗器（TCR）型SVC不仅价格贵，而且占地面积大、结构复杂，有一定缺陷，大范围推广较为困难。国内的一些厂家自1998年开始研制新型磁控电抗器(MCR) 型SVC（简称MSVC），该装置具有输出谐波小、功耗低、免维护、结构简单、可靠性高﹑价格低廉﹑占地面积小等显著优点，是理想的动态无功补偿和电压调节设备，MSVC作为平衡电压，无功补偿的生力军，在强势的TCR型SVC阵地里抢得一席之地。 关键词 配电系统SVC) MSVC 1、引言 MSVC装置由补偿（滤波）支路和磁控电抗器（简称MCR）并联支路组成，其中补偿（滤波）支路经隔离开关固定接于母线，通过调节磁控电抗器的输出容量（感性无功），实现无功的柔性补偿。因与原各类补偿装置的主要区别在于磁控电抗器，故下面集中对磁控电抗器（MCR）作介绍。 图1 动态无功补偿装置（MSVC）一次系统图 2、磁控电抗器（MCR） 2.1.基本工作原理 磁控电抗器采用直流助磁原理，利用附加直流励磁磁化铁心，改变铁心磁导率，实现电抗值的连续可调，其内部为全静态结构，无运动部件，工作可靠性高，连续性好。 图2 单相磁控电抗器铁心、线圈示意图 当磁控电抗器采用小截面铁心和极限磁饱和技术，单相四柱铁心结构电抗器结构如图2所示，在中间套有线圈的两工作铁心柱上分布着多个小截面段，在电抗器的整个容量调节范围内，大截面段始终工作于未饱和线性区，仅有小截面段铁心磁路饱和，且饱和的程度很高。 图3为铁心理想磁化曲线示意图，曲线中间部分为未饱和线性区，左、右两边为极限饱和线性区。若使电抗器工作在极限饱和线性区，不仅可以减小谐波含量，同时亦能大幅降低铁心磁滞损耗，电抗器铁损控制在理想状态。 图3 铁心磁饱和特性 2.2.原理接线图　　 磁控电抗器控制原理接线图如图4所示。在磁控电抗器的工作铁心柱上分别对称地绕有两个线圈，其上有抽头，它们之间接有可控硅、，不同铁心的上下两个主绕组交叉连接后并联至电源，续流二极管接在两个线圈的中间。 图4 磁控电抗器原理接线图 当磁控电抗器主绕组接至电源电压时, 在可控硅两端感应出1% 左右的系统电压。在电源电压正半周触发导通可控硅，形成图5（a）所示的等效电路，在回路中产生直流控制电流；在电源电压负半周触发导通可控硅，形成图5（b）所示的等效电路，在回路中产生直流控制电流。两个可控硅在一个工频周期轮流触发导通，产生的直流控制电流，使电抗器工作铁心饱和，输出电流增加。磁控电抗器输出电流大小取决于可控硅控制角，控制角越小，产生的控制电流越强，从而电抗器工作铁心磁饱和度越高，输出电流越大。因此，改变可控硅控制角，可平滑调节电抗器容量。由上分析可知, 磁控电抗器具有自耦励磁功能,省去了单独的直流控制电源。 (a) 　　　　　　 （b） 　　　　　　 图5 可控硅导通等效电路 2.3.技术特性 2.3.1谐波特性 　 磁控电抗器产生的谐波比相控电抗器（TCR）小50%。如图6所示，图中横坐标为电抗器输出基波电流标幺值，基准值为额定基波电流，纵坐标为电抗器产生谐波电流标幺值，基准值为额定基波电流。可见最大3次谐波电流为额定基波电流的7%左右，5次谐波电流为2.5%左右。 图6磁控电抗器谐波电流分布 2.3.2 伏安特性 磁控电抗器伏安特性如图7所示，可见，在一定控制导通角（等于180度－触发角）下，磁控电抗器伏安特性近似线性。 图7磁控电抗器伏安特性 2.3.3控制特性 磁控电抗器控制特性图8所示，图中横坐标为可控硅控制角度，纵坐标为电抗器在额定电压下的基波电流幅值标幺值，基准值为额定基波电流幅值。由图可见，磁控电抗器输出电流（容量）随控制角增加而减少。 图8 磁控电抗器控制特性 2.3.4 响应时间 图9示出磁控电抗器5％抽取比时，从空载到额定或从额定到空载容量的电流过渡过程波形，时间约为0.3秒。 图9 磁控电抗器调节过渡过程波形 2.4.技术优势： 2.4.1 可靠性 　 2.4.1.1.磁控电抗器不需要外接直流励磁电源，完全由电抗器的内部绕组来实现自动控制 　 2.4.1.2. 通过控制可控硅的控制角进行自动控制，可实现连续可调，并且从最小容量到最大容量的过渡时间很短，因此可以真正实现柔性补偿。 　 2.4.1.3. 网侧绕组不需要抽头，所有绕组的联接也很简单，保证高压或特高压磁控电抗器的可靠性。 2.4.2安全性：