【正文】 因不飽和 而呈現(xiàn) 線性， 可調(diào)節(jié)較小橫斷面鐵心的飽和度從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電抗器容量的調(diào)節(jié) 。i2 2A芯 芯 B 圖 21 磁閥式可控電抗器結(jié)構(gòu)電路 Figure 21 Structure circuit diagram of magicvalve controlled reactor 對(duì)圖 21 分析可以知道，如果兩個(gè)晶閘管 1K 、 2K 都截止，鐵芯上繞組線圈對(duì)稱，則整個(gè)器件可以視作變壓器空載運(yùn)行。進(jìn)而很容易得出 1K 形成通路時(shí)的等效電路如圖 22(1)所示。i39。iii,cdab (1) 1K 導(dǎo)通等效電路圖 (2) 2K 導(dǎo)通等效電路圖 圖 22 晶閘管導(dǎo)通等效電路圖 Figure 22 Equivalent circuit diagram of thyristor conduction 對(duì)圖 22 進(jìn)行研究后我們知道：發(fā)出信號(hào)使 1K 形成通路所產(chǎn)生的控制回路電流 39。 不難得出： MCR 的工作與控制 回路巧妙的集成在一起 ，結(jié)構(gòu) 變得緊湊而簡(jiǎn)單 [13]。 第三、 磁閥式可控電抗器 的 工作繞組和控制繞組 巧妙的設(shè)置在一起，而傳統(tǒng)可控飽和電抗器工作繞組和控制繞組 卻 是 分離 的，結(jié)構(gòu) 更為復(fù) 雜，損耗也就很自然的較大 。 首先定義觸發(fā)角：假設(shè)在其 工作 接線 兩端加 上 sinme E t?? 的 電壓 信號(hào) ， 令從電勢(shì)為零處到給 1K 或者 2K 觸發(fā)信號(hào)的時(shí)間差 為 t??? ， 那么我們就把 ? 稱之 為 1K 或者 2K 的 觸發(fā)角。 當(dāng) 電源 e 電勢(shì)為 正 的情況下 ， 1K 兩端電壓與電源同 ， 2K 兩端電壓與之相差180176。 在此我們令 從 1K 形成通路的時(shí)候 到 二極管 截?cái)噙@中間的 電角度 滯后量為 0???， 。兩次 二極管 動(dòng)作的 時(shí)間點(diǎn) 由下式?jīng)Q定： 12sinmEt FFRN? ?? （ ） 明顯可以看出 ， 12()F F N? 越 大 ， 1K 和二極管 D 都形成通路 的時(shí)間 段 就越長(zhǎng)，反之亦然 。 當(dāng) 電源為正的時(shí)候 ， MCR 中的 晶閘管 1K 并沒有關(guān)斷 ， 而 2K 兩端電壓與電源反向 ， 難以形成通路 ，二極管 D 只可能 在 電源為 正時(shí)間段內(nèi)快結(jié)束 的 某一個(gè)時(shí)候形成通路 ， 其 條件 為 ： 12[ ( ) ( ) ] sint t t mf B f B l E tNR ?? ? （ ） 根據(jù)以上分析 ，磁閥式可控電抗器在正弦電壓 的 作用下， 晶閘管 1K 、 2K 、二極管 D 輪流導(dǎo)通的情況如圖 23 所示： 2 磁閥式可控電抗器工作原理及特性 9 s inme E t??0?D導(dǎo)通導(dǎo)通D1K? 1? 1???1K導(dǎo)通D1K導(dǎo)通D導(dǎo)通2K導(dǎo)通2K導(dǎo)通 2KD導(dǎo)通t? 圖 23 磁閥式可控電抗器工作狀態(tài)變化過(guò)程 Figure 23 Working process transformation of MCR 由圖 23 可知， 1K 形成通路 后 ，二極管有兩次構(gòu)成通路的時(shí)間段 ： 一個(gè)是 ? ，另一個(gè)是 1? 。若在 t??? 的 時(shí)候 ， 給 1K 發(fā)出 觸發(fā) 信號(hào) ， 這個(gè)時(shí)候它 將形成通路 ，而 2K 關(guān)斷 ，二極管 D 形成通路 。這個(gè)時(shí)候， 1K 關(guān)斷、二極管 D 通路、 2K 關(guān)斷。 電抗器各工作狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換條件及判斷 （ The Transition Conditions and Judgment Between Working States of the Reactor） 要想對(duì)其進(jìn)行運(yùn)用，就必須先了解每個(gè)器件各自的工作狀態(tài)情況 ， 器件所受 電壓、電流以及控制信號(hào) 發(fā)出狀 態(tài)決定了每個(gè)器件的通斷情況 。 第二、 MCR 經(jīng)抽頭線圈獲得自耦電壓，經(jīng)晶閘管整流成為直流控制電源，其他飽和電抗器卻需要 單獨(dú) 引入 直流電源 才能實(shí)現(xiàn)對(duì)其控制 。di 、 di 一致，經(jīng)一個(gè)正負(fù)交替的工頻波形周期， 1K 、 2K 輪流形成通路便等價(jià)于全波整流電路，中間轉(zhuǎn)換時(shí)所需的電流由二極管 D 所形成的通路予以支持。di12212N22Nef39。 2 磁閥式可控電抗器工作原理及特性 7 di39。如果給以信號(hào)讓 1K 形成通路，那么 a 、 b 等電位，電路的直流控制電壓 ( sinmEt??)以及電流 39。其結(jié)構(gòu)電路 可簡(jiǎn)化 如圖 21 所示。 工程碩士學(xué)位論文 6 2 磁閥式可控電抗器工作原理及特性 2 Magic Valve Type Controlled Reactor Working Principle and Characteristics 工作原理 （ Working Principle） MCR（ 磁閥式可控電抗器 ） 的主鐵心 在制造時(shí) 分裂為兩 個(gè)芯柱 ：芯 A 和芯B。 從最早國(guó)內(nèi)的武漢大學(xué)對(duì)其的研究，以及后來(lái)的上海交大、華電、浙大等院校對(duì)其從不同的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了探索 。 下表為各種新型無(wú)功補(bǔ)償裝置性能比較 [6] [7] [8]。 在國(guó)外已經(jīng)將其 從實(shí)驗(yàn)室原理型轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)應(yīng)用型。采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行 控制，可 按需提供 無(wú)功，是 目前相對(duì)而言更為 先進(jìn)的 一種 現(xiàn)代補(bǔ)償裝置， 若是 采用 PWM 或者多重化 等 控制技術(shù)， 可實(shí)現(xiàn) 輸出電流 的 諧波成分 達(dá)到比 較小 的水平 ， 但是 功能 簡(jiǎn)單 。在 比較早的時(shí)候 ， 它 在 調(diào)節(jié) 系統(tǒng)電壓和 控制 無(wú)功功率 等領(lǐng)域 中 起到舉足輕重的 作用， 由于在運(yùn)行時(shí) 損耗和噪音 較大 ，運(yùn)行維護(hù) 較為復(fù)雜，響應(yīng)速度 較 慢，不 太 適合 較大 或 較小 的無(wú)功功率調(diào)節(jié)。 鑒于以上不足，為了 確保 供電系統(tǒng)的穩(wěn)定，減少電費(fèi)投資，對(duì)其原有的無(wú)功補(bǔ)償方式進(jìn)行技術(shù)改造。 由于礦井用電負(fù)荷小，蒲池 35kV 變電站對(duì)無(wú)功補(bǔ)償采取的集中補(bǔ)償存在如下嚴(yán)重的缺陷： 這種 補(bǔ)償方法不能對(duì)系統(tǒng)無(wú)功進(jìn)行有效補(bǔ)償，要么欠補(bǔ)，要么過(guò)補(bǔ)，補(bǔ)償方案沒有機(jī)會(huì)發(fā)揮作用。 工程背景 （ Engineering Background） 晉煤集團(tuán)胡底礦井及選煤廠擴(kuò)建項(xiàng)目前身為胡底礦井原年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸建設(shè)項(xiàng)目， 2020 年在全省煤炭資源整合兼并重組工作中，確定為單獨(dú)保留礦井，根據(jù)國(guó)家能源局關(guān)于晉城礦區(qū)總體規(guī)劃要求，將擴(kuò)建為年生產(chǎn) 400 萬(wàn)噸礦井，并確定為 2020 年省重點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目，項(xiàng)目包括生產(chǎn)礦井、配套選煤廠及鐵路運(yùn)輸專用線三大主體工程，有井田面積 平方公里， 3 號(hào)煤層地質(zhì)儲(chǔ)量 億噸，項(xiàng)目設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 400 萬(wàn)噸 /年，配套建設(shè)年入洗能力 400 萬(wàn)噸的選煤廠及鐵路運(yùn)輸專用線，規(guī)劃占地 公頃，估算 總投資 億元，預(yù)計(jì) 2020 年竣工投產(chǎn)。 要是如此大容量 的無(wú)功 完全 由 電能輸出端來(lái)解決的話 ， 電能接收端 功率因數(shù) 就必然下降 ，線損 自然而然會(huì) 增加 ，用戶端電壓降低，電力設(shè)備不能充分利用。 可控電抗器 既可以 用在高壓電網(wǎng)中起抑制過(guò)電壓的作用， 又 能夠在配電網(wǎng)中作可調(diào)消弧線圈而對(duì)接地的容性電流進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，并且， 還 能在電機(jī)起動(dòng)等過(guò)程中抑制因沖擊電流引起的電壓波動(dòng)。 基于此，投入人力、物力、財(cái)力來(lái)研究 大容量、 快 響應(yīng)、調(diào)節(jié)連續(xù)靈活、 價(jià)廉物美 、 后續(xù)維護(hù)簡(jiǎn)單 的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備 的課題與技術(shù)顯得越來(lái)越迫切與重要 ，對(duì)新型無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的研究和應(yīng)用 在較 大范圍 內(nèi)進(jìn)行 大力推廣就顯得特別 緊迫 ， 任重道遠(yuǎn) 。800kV 糯扎渡送廣東直流工程、 177。 在 長(zhǎng) 時(shí)間 實(shí)際工作 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 的基礎(chǔ)上 ，在 整個(gè) 電力行業(yè) 形成這樣一種幾近相同的觀點(diǎn) ： 要 讓 電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性以及電能的質(zhì)量 得到 提高，不僅僅要有合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，還 需采取 先進(jìn)的調(diào)節(jié)控制手段 對(duì)其作為保障 。 the magic valve type controlled reactor has been simulated on the platform of MATLAB. From the running situation of the controller for the reactive power pensation which based on magic valve type controlled reactor of Hudi coal mine Jincheng city, it can pensate the reactive power effectively。 it can effectively restrain the voltage fluctuations and power oscillation. Compared with some dynamic reactive pensation device, it has many advantages， such as the broader voltage applied range, the higher reliability, the smaller harmonic, the smaller land area, the more convenient maintenance etc, so it has used widely. Combined with the magic valve type controlled reactor on reactive power pensation technology used by the PuChi substation of Hudi coal mine Jincheng city technical renovation programs, in this paper, the research situation of the reactive power pensation and controlled reactor has been introduced。 從晉城市胡底煤礦基于磁閥式可控電抗器的無(wú)功補(bǔ)償控制器已經(jīng)投運(yùn)的情況來(lái)看，能夠切實(shí)對(duì)無(wú)功進(jìn)行有效補(bǔ)償，提高功率因數(shù)，改善電能質(zhì)量，達(dá)到節(jié)能目的，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)實(shí)踐運(yùn)行，在電力系統(tǒng)中運(yùn)用可控電抗器能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)平滑地對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)能夠有效抑制電壓波動(dòng)。 在攻讀工程碩士期間，單位 *****************等領(lǐng)導(dǎo)給予了我很大的支持、關(guān)心和照顧；同時(shí)，我的家人也給予了巨大的理解和精神上的鼓勵(lì)，才使我能順利地完成學(xué)業(yè)，謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給他們！ 感謝各位專家、老師在百忙之中評(píng)閱本文。 真誠(chéng)地感謝實(shí)驗(yàn)室 ****************等幾位老師在學(xué)習(xí)上對(duì)我的幫助，他們讓我在學(xué)習(xí)期間收獲更多。 導(dǎo)師簽字： 年 月 日 致謝 幾年的工程碩士學(xué)習(xí)生涯轉(zhuǎn)瞬即逝，這繼續(xù)深造、不斷提升自己的求學(xué)之路讓我在各方面都得到了成長(zhǎng)與鍛煉，是我人生中非常寶貴的一段時(shí)光。 工程碩士學(xué)位論文 基于 MCR 無(wú)功補(bǔ)償控制器研究 Research on the Reactive Power Compensation Controller Based on the MCR 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 學(xué)位論文使用授權(quán)聲明 本人完全了解中國(guó)礦業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意本人所撰寫的學(xué)位論文的使用授權(quán)按照學(xué)校的管理規(guī)定處理： 作為申請(qǐng)學(xué)位的條件之一，學(xué)位論文著作權(quán)擁有者須授權(quán)所在學(xué)校擁有學(xué)位論文的部分使用權(quán)，即： ① 學(xué)校檔 案館和圖書館有權(quán)保留學(xué)位論文的紙質(zhì)版和電子版，可以使用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編學(xué)位論文； ② 為教學(xué)和科研目的，學(xué)校檔案館和圖書館可以將公開的學(xué)位論文作為資料在檔案館、圖書館等場(chǎng)所或在校園網(wǎng)上供校內(nèi)師生閱讀、瀏覽。 作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 年 月 日 年 月 日 中圖分類號(hào) TM474 學(xué)校代碼 10290 UDC 密 級(jí) 公開 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 工程碩士學(xué)位論文 基于 MCR 無(wú)功補(bǔ)償控制器研究 Research on the Reactive Power Compensation Controller Based on the MCR 作 者 ****** 導(dǎo) 師 ****** 申請(qǐng)學(xué)位 工程碩士 培養(yǎng)單位 信息與電氣工程學(xué)院