基于MCR的动态无功补偿装置

摘 要：基于mcr（磁阀式电抗器）的无功补偿装置，根据系统的无功功率情况，提高系统的稳定性和改善供电质量。分析了磁控电抗器（MCR）的无功补偿装置的技术原理、工作特性和控制特性。

【关键词】磁阀式 电抗器 动态无功补偿

1 传统的动态无功补偿装置

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。现有动态无功补偿装置如相控电抗器不但价格贵，且占地面积大、可靠性不高。从技术上看，由于相控电抗器控制可控硅处在设备的高压侧，不能直接用于电压等级高于66kV的电网，需经变压器降压使用。普通并联电抗器容量不可调，低压电抗器只能分组投切，并且受到变压器容量限制而显出容量严重不足。

1.1 电容投切动补装置

晶闸管投切电容器组动态无功补偿装置虽可实现无过渡过程投切电容，目前还不能将其直接应用到高于10kV以上电网系统。晶闸管投切电容器组结构复杂、抗干扰能力差、可靠性较低、价格较昂贵。

1.2 相控电抗器（TCR）型动态无功补偿装置

可见，电流基波分量随控制角的增大而减小，控制角可在0°～90°范围内变化。当基波电流小于额定电流时，电流波形将发生畸变。因TCR中可控硅阀串联在主回路， 需承受系统电压， 故只能应用在低电压下或经降压后接入高压电网。又由于TCR中的可控硅阀承受额定电压，且流过额定电流，因此其容量与整个电抗器容量相同，当补偿装置容量很大时，则需采用水冷可控硅，不仅占地面积大、维护复杂，而且可靠性低，成本高。

2 基于MCR的动态无功补偿装置

2.1 技术原理

磁阀式可控电抗器（MCR）采用了自耦直流励磁和极限磁饱和工作方式，不仅使所产生的谐波大大减少，而且损耗低、响应速度快。单相磁阀式可控电抗器的结构原理如图3示。

2.2 技术特性

（1）谐波特性；

（2）伏安特性；

（3）控制特性；

（4）响应时间。

2.3 CR型SVC和传统TCR型 SVC在经济、性能等的比较

3 结论

（1）基于MCR的动态无功补偿装置具有输出谐波小、功耗低、可靠性高、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。

（2）基于MCR的动态无功补偿装置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，通过控制可控硅的控制角进行自动控制，实现容量连续可调，并且从最小容量到最大容量的过渡时间短，可以真正实现补偿。

参考文献

[1] 陈柏超.新型可控饱和电抗器理论及应用[M].武汉：武汉水利电力大学出版社，1999.

[2] 尹忠东，刘虹，陈柏超.磁阀式可控电抗器的研究[J].变压器，1998.

[3]任丕德，刘发友，周胜军.动态无功补偿技术的应用现状[J].电网技术，2004.

作者简介

武成章（1968-），男，汉族，河南驻马店市人，许继变压器公司副总经理，从事电抗器类的技术及市场开发工作。

作者单位

许继变压器有限公司 河南省许昌市 461000