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公司基本資料信息
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一、可控電抗器概述
可控電抗器即電抗值或電抗器容量可控調(diào)節(jié)的電抗器。
對可控電抗器的研究始于上個世紀(jì)50年代，相繼出現(xiàn)了調(diào)匝式、調(diào)氣隙式、高阻抗變壓器式、相控式等多種類型的可控電抗器，這些可控電抗器對當(dāng)時的電力工業(yè)發(fā)展起了一定的積極作用。但是，這些可控電抗器由于受工作原理、控制方式等多種因素的限制，大都不能應(yīng)用于高壓電網(wǎng)中，更不能適應(yīng)快速響應(yīng)、自動控制的需要。
根椐磁飽和原理設(shè)計制作的可控電抗器于50年代由英國率先研制成功，但該電抗器損耗大，響應(yīng)速度慢，沒有得到普遍采用。1986年原蘇聯(lián)專家提出了新的磁飽和式可控電抗器設(shè)計方案，大大地改善了可控電抗器的性能，將可控電抗器的研究向前推進(jìn)了一大步。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、材料性能的改善和電力工業(yè)飛速發(fā)展的需要，為可控電抗器的研制和開發(fā)提供了廣闊的天地。1990年我國少數(shù)專家開始著手磁飽和式可控電抗器的研制，并已取得了積極的成果。我公司與國內(nèi)某知名大學(xué)電氣工程學(xué)院研制開發(fā)的直流偏磁磁閥式可控電抗器（簡稱新型可控電抗器），將我國可控電抗器的研究推向了實用階段。
二、新型可控電抗器
新型可控電抗器與傳統(tǒng)飽和式電抗器雖然都源于磁飽和的原理，但由于其設(shè)計理念不同，結(jié)構(gòu)方式不同，二者的工作性能有著明顯的差別。
傳統(tǒng)的飽和式可控電抗器在工作過程中，鐵心長期處于磁飽和狀態(tài)，損耗很大，控制繞組的電流慣性也大，響應(yīng)時間長，很難適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展的要求。制作出超大容量的可控電抗器將很困難。
新型可控電抗器在設(shè)計上賦予了新的理論，采用了先進(jìn)的導(dǎo)磁材料和控制技術(shù)，克服了飽和式可控電抗器存在的弊端，具有可隨著高壓輸電線路傳輸功率的變化自動平滑地調(diào)節(jié)自身容量的能力；響應(yīng)時間可在5ms～300ms內(nèi)根據(jù)不同系統(tǒng)設(shè)計，自動化程度高；由于其結(jié)構(gòu)簡單，提高了設(shè)備的可靠性；同時，不僅減小了體積，也降低了損耗和成本。新型可控電抗器的研制成功填補(bǔ)了我國可控電抗器的空白。
三、輸配電系統(tǒng)中的動態(tài)靜止無功補(bǔ)償
隨著互聯(lián)電網(wǎng)的發(fā)展，我國跨區(qū)域的長距離集中送電的交流輸電通道或交直流并聯(lián)輸電通道越來越多，大事故擾動下電網(wǎng)的動態(tài)無功支持能力不僅成為互聯(lián)電網(wǎng)送電能力的重要約束，而且能夠影響到聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定水平和電壓安全裕度。近年來，隨著大功率非線性負(fù)荷用戶的不斷增多，對電網(wǎng)的沖擊和諧波污染呈不斷上升趨勢，缺乏無功調(diào)節(jié)手段造成了母線電壓隨運行方式的變化很大，導(dǎo)致電網(wǎng)線損增加，穩(wěn)定性下降，使得系統(tǒng)電壓合格率不高。而在我國電網(wǎng)建設(shè)和運行中，長期存在的一個問題是無功補(bǔ)償容量不足和配備不合理，特別是可調(diào)節(jié)的無功容量不足，快速響應(yīng)的無功調(diào)節(jié)設(shè)備更少。電網(wǎng)發(fā)展與無功補(bǔ)償不足的矛盾越來越突出，新型可控電抗器的誕生為解決這一矛盾提供了良好的設(shè)備和途徑。
無功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了從同步調(diào)相機(jī)→開關(guān)投切固定電容器→動態(tài)投切電容器（SVC）→無功發(fā)生器（STATCOM）的過程。它們的各自特點如下：
?、?/span> 同步調(diào)相機(jī)：響應(yīng)速度慢，噪音大，損耗大，技術(shù)陳舊；
② 開關(guān)投切電容器：慢響應(yīng)補(bǔ)償方式，連續(xù)可控能力差；
?、?/span> 靜止無功補(bǔ)償器（SVC）：先進(jìn)實用技術(shù)，得到了廣泛應(yīng)用；
④ 靜止無功發(fā)生器（STATCOM）：技術(shù)上有局限性，處于少數(shù)示范工程階段。
靜止無功補(bǔ)償器（SVC）的主要形式有TCR(晶閘管相控電抗器型)和TSC（晶閘管投切電容器型）以及兩者的結(jié)合。在高壓和超高壓電網(wǎng)的靜止無功補(bǔ)償中，TSC受晶閘管自身參數(shù)的影響，使設(shè)備復(fù)雜，造價高昂，維修困難，可靠性差，普遍采用的難度很大。
我公司研制開發(fā)的新型可控電抗器亦屬于SVC的范疇，但與TSC不同的是，采用低壓直流控制，規(guī)避了TSC高壓控制的風(fēng)險；磁閥式結(jié)構(gòu)設(shè)計，擴(kuò)大了電流調(diào)整范圍，有效地降低了諧波和損耗；加之成本低廉，安全可靠，是優(yōu)于TSC的無功補(bǔ)償設(shè)備。
四、新型可控電抗器的應(yīng)用
（一）輸配電系統(tǒng)的動態(tài)無功補(bǔ)償
將固定電容器與新型可控電抗器并聯(lián)在輸配電線路上，依靠電抗器具有的調(diào)節(jié)自身容量的特性自動平衡無功，這一過程即為無功補(bǔ)償（如圖1所示）。其補(bǔ)償過程是：當(dāng)線路傳輸自然功率時，它的電抗值最大，容量最小，吸收的容性無功也最??；當(dāng)線路傳輸功率很小時，它的電抗值最小，容量達(dá)到額定值，意味著所吸收的容性無功最大。由于新型可控電抗器具有實時檢測和快速響應(yīng)的特點，可以在瞬時內(nèi)改變自己的電抗值，以達(dá)到自動快速平衡無功的目的。
新型可控電抗器的實質(zhì)是特殊的并聯(lián)電抗器，它可與電容器一起直接并聯(lián)在高壓或超高壓輸電線路上?？煽仉娍蛊鞑捎玫氖堑蛪褐绷骺刂疲c現(xiàn)行的SVC補(bǔ)償裝置相比更適合于高壓運行。這種無功補(bǔ)償系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)安全，是輸配電系統(tǒng)無功補(bǔ)償理想的替代產(chǎn)品。
目前我公司與國內(nèi)某知名大學(xué)研制開發(fā)的新型可控電抗器電壓等級為10kV～110kV ，最大容量為300Mvar ,根據(jù)使用場合的不同，響應(yīng)時間可在5ms～300ms之間設(shè)置，功率因數(shù)的控制精度可以穩(wěn)定地控制在0.95～0.96。
（二）冶煉行業(yè)的無功補(bǔ)償
在冶煉行業(yè)，電弧爐和軋鋼機(jī)是耗能大、對供電系統(tǒng)沖擊大的設(shè)備，特別是電弧爐作為非線性無規(guī)律負(fù)荷接入電網(wǎng)，導(dǎo)致電網(wǎng)嚴(yán)重三相不平衡，產(chǎn)生負(fù)序電流和高次諧波，使電壓畸變更趨復(fù)雜化，存在嚴(yán)重的電壓閃變，許多中小企業(yè)的功率因數(shù)只能達(dá)到0.7左右。
軋鋼機(jī)及其他工業(yè)對稱負(fù)載，在工作中所產(chǎn)生的無功沖擊也會引起電網(wǎng)電壓降及電壓波動，嚴(yán)重時使電氣設(shè)備不能正常工作，降低了生產(chǎn)效率。
徹底解決上述問題的唯一方法是安裝具有快速響應(yīng)的動態(tài)無功補(bǔ)償。新型可控電抗器動態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng)具有優(yōu)良的動態(tài)特性和快速響應(yīng)的能力，完全可以滿足嚴(yán)格的技術(shù)要求，向電弧爐和軋鋼機(jī)快速提供無功電流并且穩(wěn)定母線電網(wǎng)電壓，增加有功功率的輸出，節(jié)約電能,提高生產(chǎn)效率，并且最大限度地降低閃變的影響。
（三）電氣化以鐵路的無功補(bǔ)償
電力機(jī)車運輸方式在保護(hù)環(huán)境的同時也對電網(wǎng)造成了嚴(yán)重“污染”，因電力機(jī)車為單相供電,這種單相負(fù)荷造成了供電網(wǎng)的嚴(yán)重三相不平衡及低的功率因數(shù),并產(chǎn)生負(fù)序電流。
目前世界各國解決這一問題的唯一途徑就是在鐵路沿線適當(dāng)位置安裝動態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng)，通過快速補(bǔ)償來平衡三相電網(wǎng),并通過濾波裝置來提高功率因數(shù)。這一目的可由新型可控電抗器動態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng)來實現(xiàn)。所配置的可控電抗器容量可根據(jù)用戶實際需要設(shè)計。
（四）城市二級變電站的無功補(bǔ)償
在區(qū)域電網(wǎng)中，一般采用分級投切電容器組的方式來補(bǔ)償系統(tǒng)無功，改善功率因數(shù)，這種方式只能向系統(tǒng)提供容性無功，并且不能隨負(fù)載的變化而實現(xiàn)快速精確調(diào)節(jié)，在保證母線功率因數(shù)的同時，容易造成向系統(tǒng)倒送無功，抬高母線電壓，危害用電設(shè)備及系統(tǒng)穩(wěn)定性。新型可控電抗器動態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng)可以快速精確地進(jìn)行無功補(bǔ)償，使母線電壓穩(wěn)定，在提高功率因數(shù)的同時，徹底、方便地解決了無功倒送問題。
（五）遠(yuǎn)距離電力傳輸補(bǔ)償
全球電力目前正在趨向大功率，長距離輸電，高能量消耗，同時也迫使輸配電系統(tǒng)不得不更加有效，新型可控電抗器動態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng)可以明顯提高電力系統(tǒng)輸配電性能，這已在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的證明，即在不同的電網(wǎng)條件下，為保持一個平衡的電壓時，可在電網(wǎng)的一處或多處適合的位置上安裝新型可控電抗器動態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng)，以達(dá)到穩(wěn)定弱系統(tǒng)電壓；減少傳輸損耗；增加傳輸能力，使現(xiàn)有電網(wǎng)發(fā)揮最大效率；提高瞬變穩(wěn)態(tài)極限；增加小干擾下的阻尼；增強(qiáng)電壓控制及穩(wěn)定性；緩沖功率振蕩。
（六）礦山、通信等企業(yè)的重負(fù)載補(bǔ)償
礦山的提升機(jī)、大功率破碎機(jī)、空壓機(jī)，采油用的磕頭機(jī)，通信行業(yè)使用的大功率逆變電源等，消耗大量的無功電能，引起電網(wǎng)電壓降及電壓波動，使功率因數(shù)下降，傳動裝置會產(chǎn)生有害高次諧波。對于電網(wǎng)來說，各類企業(yè)都存在大量的無功負(fù)載，這些負(fù)載是電網(wǎng)負(fù)載的主體，解決上述問題，除了輸配電系統(tǒng)集中配置無功補(bǔ)償系統(tǒng)外，大量的是需要在企業(yè)的變電站（所）就近安裝補(bǔ)償系統(tǒng)，這是可控電抗器動態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng)最廣闊的應(yīng)用空間。
（七）可控電抗器的其他應(yīng)用
① 電壓調(diào)節(jié)與系統(tǒng)保護(hù)
可控電抗器能有效地限制工頻過電壓和操作過電壓。
在電網(wǎng)正常運行時，可控電抗器的容量可根據(jù)線路所傳輸?shù)墓β首詣悠交{(diào)節(jié)，以穩(wěn)定其電壓水平。在線路傳輸大功率時，若出現(xiàn)末端三相跳閘甩負(fù)荷的情況，處于接近空載狀態(tài)的可控電抗器可通過快速勵磁系統(tǒng)迅速將電抗器容量調(diào)整到所需值，以限制工頻過電壓。
由于可控電抗器的補(bǔ)償作用，使得空載線路的工頻電壓得以抑制，從而降低了系統(tǒng)的操作過電壓水平，其過電壓水平不超過1.6倍。
可控電抗器能抑制潛供電流?？煽仉娍蛊髋浜现行渣c小電抗和一定的控制方式，可大大減小線路單相接地時的潛供電流，有效地促使電弧熄滅。
可控電抗器還能有效地消除發(fā)電機(jī)自勵磁。發(fā)電機(jī)帶空載線路運行時，有可能產(chǎn)生自勵磁，這對發(fā)電機(jī)是不利的?？煽仉娍蛊鞯淖詣悠交a(bǔ)償作用能有效地消除產(chǎn)生自勵磁的條件和現(xiàn)象。
② 節(jié)約電能
由于可控電抗器具有自動平衡系統(tǒng)無功的能力，大大降低了系統(tǒng)的無功損耗，提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)，是節(jié)能降耗的重要設(shè)備。
五、我公司新型可控電抗器的生產(chǎn)水平
目前我公司與武漢大學(xué)共同研制開發(fā)的磁閥式可控電抗器電壓等級為10kV～110kV，最大容量為300Mvar。也可根據(jù)用戶提供的需用參數(shù)進(jìn)行專門設(shè)計，為用戶提供性能優(yōu)良的可控電抗器。我們愿與廣大用戶一道，致力于中國的電氣節(jié)能事業(yè)，以先進(jìn)的技術(shù)和優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品服務(wù)于國內(nèi)電力市場，為各工礦企業(yè)及電力部門的節(jié)能降耗和安全生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)。
