• 头条800kV超高压磁饱和可控电抗器的动态特性分析及谐波抑制
    2021-05-03 作者:王青朋 白保东 等  |  来源:《电工技术学报》  |  点击率:
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    导语为有效解决超高压长距离输电网的无功调节、暂态过电压、线路空载(轻载)损耗等问题,沈阳工业大学教育部特种电机与高压电器重点实验室、特变电工沈阳变压器集团有限公司的研究人员王青朋、白保东、陈德志、安振,在2020年《电工技术学报》增刊1上撰文,以一台采用自取能控制方式的产品级800kV超高压磁饱和可控电抗器(MSCR)样机为例,对其动态特性进行详细分析,并提出在控制系统和取能线圈之间增加5次和7次滤波器的谐波抑制方法。研究结果为分析特高压磁饱和可控电抗器的动态特性及谐波抑制提供了理论依据。

    随着超高压和特高压电网的兴建和发展,以及电力负荷变化的日益加剧,新型超(特)高压可控电抗器的研究和应用得到越来越广泛的重视和加强?煽氐缈蛊髟诘缌ο低持械挠τ们熬昂颓绷κ止憷T诔哐乖毒嗬胧涞缦低持校煽氐缈蛊髂芄黄鸬揭种葡低彻缪梗岣呦低澄榷ㄐ裕龃笫涞缒芰Γ种葡低彻β收竦矗钩ノ薰Σ⑻岣吖β室蚴淖饔茫遥疟ズ涂煽氐缈蛊鳎∕agnetically Saturation Controlled Reactor, MSCR)还具有控制灵活、可靠性高、成本较低等显著特点。因此,磁饱和可控电抗器已经成为超高压,尤其是特高压电网的核心技术之一。

    有相关学者对MSCR进行了诸多研究,但以往的研究大多针对小型可控电抗器模型,并不能反映超高压电抗器在电网中真实的工作状态,并且所研究的可控电抗器电路和工作状态复杂,控制方式繁琐,工作绕组中谐波较为严重。

    沈阳工业大学、特变电工沈阳变压器集团的研究人员,基于一台产品级的800kV超高压(Extra- High Voltage, EHV)MSCR,对其工作机理和谐波特性进行理论分析;结合实际挂网运行,采取在取能线圈与控制系统之间配置低压5次、7次滤波器的谐波抑制方法对网侧绕组谐波加以抑制,并进行了试验验证;最后对其控制特性和容量阶跃调节进行测量,其控制特性呈现近似线性,并且能够实现全容量范围快速阶跃调节。

    800kV超高压磁饱和可控电抗器的动态特性分析及谐波抑制

    图1 800kV超高压MSCR接线原理

    800kV超高压磁饱和可控电抗器的动态特性分析及谐波抑制

    图2 800kV MSCR实验系统

    研究人员最后总结指出:

    • 1)MSCR在额定工况范围内,其控制特性呈线性变化,证明MSCR具有优越的控制特性。
    • 2)MSCR采用自取能控制系统,既可以使3k次谐波得到有效抑制,又可以解决在特殊应用场合取能困难的问题。
    • 3)在75%的阶跃中,MSCR上升阶跃时间为1.639s,下降阶跃时间为0.971s,容量阶跃调节反应灵敏,调节迅速。
    • 4)MSCR网侧绕组内几乎不含偶次和3k次谐波,在低容量范围内调节时,网侧绕组5次和7次谐波均呈“M”形波动。同时,在MSCR取能线圈和控制系统之间配置5次和7次滤波器后,网侧电流5次、7次谐波得到有效抑制,5次谐波最大含量0.49%,7次谐波最大含量0.25%,3次谐波有所放大,最大含量为1.23%,符合入网要求。

    综上,800kV超高压MSCR具有容量大、调节连续方便、谐波含量小的性能特点,为我国超高压电网的电压调节和无功控制提供了有效的技术手段,并且为1100kV特高压MSCR的研制和挂网运行提供了宝贵的经验。

    以上研究成果发表在2020年《电工技术学报》增刊1,论文标题为“800kV超高压磁饱和可控电抗器的动态特性分析及谐波抑制”,作者为王青朋、白保东、陈德志、安振。