- 頭條800kV超高壓磁飽和可控電抗器的動態特性分析及諧波抑制2021-05-03 作者：王青朋 白保東 等 | 來源：《電工技術學報》 | 點擊率：導語為有效解決超高壓長距離輸電網的無功調節、暫態過電壓、線路空載（輕載）損耗等問題，沈陽工業大學教育部特種電機與高壓電器重點實驗室、特變電工沈陽變壓器集團有限公司的研究人員王青朋、白保東、陳德志、安振，在2020年《電工技術學報》增刊1上撰文，以一臺采用自取能控制方式的產品級800kV超高壓磁飽和可控電抗器（MSCR）樣機為例，對其動態特性進行詳細分析，并提出在控制系統和取能線圈之間增加5次和7次濾波器的諧波抑制方法。研究結果為分析特高壓磁飽和可控電抗器的動態特性及諧波抑制提供了理論依據。
隨著超高壓和特高壓電網的興建和發展，以及電力負荷變化的日益加劇，新型超（特）高壓可控電抗器的研究和應用得到越來越廣泛的重視和加強。可控電抗器在電力系統中的應用前景和潛力十分廣闊。在超高壓遠距離輸電系統中，可控電抗器能夠起到抑制系統過電壓，提高系統穩定性，增大輸電能力，抑制系統功率振蕩，補償無功并提高功率因數的作用，而且，磁飽和可控電抗器（Magnetically Saturation Controlled Reactor, MSCR）還具有控制靈活、可靠性高、成本較低等顯著特點。因此，磁飽和可控電抗器已經成為超高壓，尤其是特高壓電網的核心技術之一。
有相關學者對MSCR進行了諸多研究，但以往的研究大多針對小型可控電抗器模型，并不能反映超高壓電抗器在電網中真實的工作狀態，并且所研究的可控電抗器電路和工作狀態復雜，控制方式繁瑣，工作繞組中諧波較為嚴重。
沈陽工業大學、特變電工沈陽變壓器集團的研究人員，基于一臺產品級的800kV超高壓（Extra- High Voltage, EHV）MSCR，對其工作機理和諧波特性進行理論分析；結合實際掛網運行，采取在取能線圈與控制系統之間配置低壓5次、7次濾波器的諧波抑制方法對網側繞組諧波加以抑制，并進行了試驗驗證；最后對其控制特性和容量階躍調節進行測量，其控制特性呈現近似線性，并且能夠實現全容量范圍快速階躍調節。
圖1 800kV超高壓MSCR接線原理
圖2 800kV MSCR實驗系統
研究人員最后總結指出：
- 1）MSCR在額定工況范圍內，其控制特性呈線性變化，證明MSCR具有優越的控制特性。
- 2）MSCR采用自取能控制系統，既可以使3k次諧波得到有效抑制，又可以解決在特殊應用場合取能困難的問題。
- 3）在75%的階躍中，MSCR上升階躍時間為1.639s，下降階躍時間為0.971s，容量階躍調節反應靈敏，調節迅速。
- 4）MSCR網側繞組內幾乎不含偶次和3k次諧波，在低容量范圍內調節時，網側繞組5次和7次諧波均呈“M”形波動。同時，在MSCR取能線圈和控制系統之間配置5次和7次濾波器后，網側電流5次、7次諧波得到有效抑制，5次諧波最大含量0.49%，7次諧波最大含量0.25%，3次諧波有所放大，最大含量為1.23%，符合入網要求。
綜上，800kV超高壓MSCR具有容量大、調節連續方便、諧波含量小的性能特點，為我國超高壓電網的電壓調節和無功控制提供了有效的技術手段，并且為1100kV特高壓MSCR的研制和掛網運行提供了寶貴的經驗。
以上研究成果發表在2020年《電工技術學報》增刊1，論文標題為“800kV超高壓磁飽和可控電抗器的動態特性分析及諧波抑制”，作者為王青朋、白保東、陳德志、安振。
