2磁控式電抗器的結構及工作原理
圖
1為磁控式電抗器的結構原理圖，圖2為相應的等效電路圖。從圖1中可以看出，磁控式電抗器的主鐵心分為兩半，面積各為Ab，長度為ｌ，并且每一半鐵芯都具有一長度為
l1的小截面段，其面積為
Ab1(Ab1<Ab)。兩個半鐵芯柱上分別對稱地繞有兩個匝數為
N/2的繞組（半鐵芯柱上的線圈總匝數為N）；每一半鐵芯柱的上下兩繞組各有一抽頭比為δ=N2/N(N=N1+N2)的抽頭，它們之間接有可控硅
K1、
K2；不同鐵芯的上下兩個繞組交叉連接后，并聯至電網
電源，續流二極管
D橫跨在交叉端點上。
圖
1磁控式電抗器的結構原理圖
圖
2磁控式電抗器的等效電路圖
由電路圖
2可以看出，若K1、
K2都不導通，由于結構的對稱性，電抗器與空載變壓器沒有差異。假設
電源電壓處于正半周，可控硅K1承受正向電壓，而K2承受反向電壓。若
K1被觸發導通（
a和b兩點等電位），電源電壓經變比為δ的線圈自耦變壓后，由匝數為
N2線圈向電路提供直流控制電流，等效電路見圖
3(左)所示；若電源電壓處于負半周，當K2導通時，同樣在回路中產生直流控制電流，且所產生的控制電流的方向與
K1導通時一樣，等效電路見圖
3（右）所示，即在電源的一個工頻周期內，兩個可控硅的輪流導通起到了全波整流的作用，而續流二極管D起著續流的作用，利于可控硅的關斷。通過改變可控硅的觸發角就可以改變控制電流的大小，從而改變電抗器鐵心的磁飽和程度，平滑調節可控電抗器的電感量。
圖
3 K1、
K2輪流導通圖
3 磁控式動態無功補償原理
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4新橋變電站磁控式動態無功補償系統圖 QF—負載所需的沖擊無功負荷；QL—磁控電抗器產生的可調無功功率；
QC—濾波支路輸出的基波恒定無功功率；QS—從電網中輸入的無功功率.
由圖可知，該站的磁控式動態無功補償系統由磁控式電抗器（MCR）和補償（濾波）支路組成。根據該站負荷的用電性質，磁控式電抗器、5次、7次、11次兼高通補償（濾波）支路接在6KV母線III段上，3次補償（濾波）支路接在6KV母線IV段上，從而，構成的補償系統對該站6KV母線進行無功補償。通過調節磁控式電抗器的控制角大小，就可以改變電抗器無功功率QL的值，以補償負載無功功率的沖擊，如當負載無功功率QF（QF=QF1+QF2）突然增大時，磁控式動態無功補償控制裝置對可控硅的觸發導通角減小，使控制回路的電流增大，輸出的無功功率減小，這樣負載的無功功率的恒定部分由補償（濾波）支路補償，而變動部分由磁控式電抗器調節，以保證6KV母線輸入的無功功率QS=QF+(QL-QC)保持恒定，從而，穩定了系統電壓，減少了功率損耗，提高了功率因數，達到了動態無功補償的目的。
MCR支路的電流中除了基波分量外，還有諧波分量，因而，在
6KV母線上裝有3次、5次、7次和11次兼高通的濾波支路，其作用是為MCR支路和負載產生的諧波電流提供一個低阻抗通路，使諧波電流和電壓對供電系統的影響減少到最小。
4 裝置硬件控制系統
控制裝置原理框圖如圖5所示，各部分功能介紹如下：
4.1信號取樣部分
從2#變壓器6KV側（6301）、3#變壓器6KV側（6401）取電流信號，從III段PT柜（6302）取電壓信號，經功率變送器計算出有功量和無功量，再送到CPU系統進行處理。
4.2信號輸出部分
磁控式電抗器是通過改變可控硅的觸發導通角來改變控制電流的大小，從而改變鐵芯的磁飽和度來平滑地調節可控電抗器的容量。在每個工頻周期，都必需發出觸發可控硅的脈沖，此時必需準確確定時間基準，所以，控制系統要取電壓同步信號，可在任何希望的時刻觸發晶閘管。為保證強電和弱電的分離，輸出信號經光電隔離，再接入晶閘管。
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5 裝置硬件控制系統結構圖4.3外部接口
采用人機接口，通過鍵盤，可手動調節可控硅的觸發角，也可顯示無功功率、有功功率、電流和電壓等值，不使用鍵盤時，可自動調節可控硅的觸發角。控制裝置有
RS232通訊接口，操作后臺可進行實時監控。
5 應用效果
新橋變電站的磁控式動態無功補償裝置于2008年2月份底安裝調試完畢并投入運行，至今運行穩定。投入運行前后測試結果表明，以快速響應的磁控式電抗器和補償（濾波）支路組成的補償元件，配以相應的快速無功功率檢測環節組成的無功功率補償系統，可以保證補償的快速型、準確性和合理性，能夠快速補償系統無功功率，使功率因數保持在0.90以上，而且也能滿足諧波抑制要求，很好地改善了供電質量，提高了供電系統的經濟效益。這樣有力地保障了新橋變電站的安全穩定運行，提高了供電的可靠性。
6 結束語
新橋變電站磁控式動態無功補償裝置（MSVC）的投運，標志了我們供電處對永城本部礦區變電站電能質量的治理提高到一個新的階段，進一步確保了礦區的供電安全。
參考文獻：
[1] 王兆安等 諧波抑制和無功功率補償 機械工業出版社 2005.10
[2] 粟時平 劉桂英 靜止無功功率補償技術 中國電力出版社 2006
[3] 磁控式動態無功補償裝置說明書 杭州銀湖電氣設備有限公司
