双铁芯三绕组串联耦合阻抗线性补偿分流器及补偿方法.pdf

本发明涉及双铁芯三绕组串联耦合阻抗线性补偿分流器，包括铁芯、一次侧耦合线圈、二次侧1/16升压线圈和1/8升压线圈，所述1/16升压线圈和1/8升压线圈分别绕在铁芯的2个铁芯柱上，并分别并联电容组，一次侧耦合线圈设在分流器的最外围。本发明同时涉及基于此分流器的补偿方法。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)采用高低压双线圈的方式接入电力系统中，一次线圈具有高通流性，2个二次线圈可保证工作可靠性；在实现对串联容性补偿进行线性调节的同时也解决了系统可靠性问题；2)采用耦合方式进行补偿，在保证线圈自平衡、高通流性的同时实现系统容性耦合接入功能，可线性无极的自动适应系统电流的变化，输出不同的容性无功电流。

权利要求书1.  双铁芯三绕组串联耦合阻抗线性补偿分流器，其特征在于，包括铁芯、一次侧耦合线圈、二次侧1/16升压线圈和1/8升压线圈，所述1/16升压线圈和1/8升压线圈分别绕在铁芯的2个铁芯柱上，并分别并联电容组，一次侧耦合线圈设在分流器的最外围。2.  根据权利要求1所述的双铁芯三绕组串联耦合阻抗线性补偿分流器，其特征在于，所述铁芯为口形。3.  根据权利要求1所述的双铁芯三绕组串联耦合阻抗线性补偿分流器，其特征在于，所述电容组根据自身单体容量由多个电容并联组成，且1/16升压线圈和1/8升压线圈并联电容组的电容容量关系为1:2。4.  基于权利要求1所述的双铁芯三绕组串联耦合阻抗线性补偿分流器的补偿方法，其特征在于，分流器一次侧耦合线圈和二次侧升压线圈采用电磁耦合方式，一次侧耦合线圈通过铁芯在二次升压线圈感应出感应电压，促使并联在二次线圈上的电容产生容性电流并自动耦合回一次回路中，且回路中的容性补偿电流大小随主电路电流的大小发生相应变化。

说明书双铁芯三绕组串联耦合阻抗线性补偿分流器及补偿方法
技术领域
本发明涉及电力电磁技术领域，尤其涉及一种双铁芯三绕组串联耦合阻抗线性补偿分流器及补偿方法。
背景技术
随着现代电力系统的发展，越来越多的远离负荷中心的大容量发电厂相继建成投运，同时，越来越多的分区电力系统互联运行，形成了大容量、高可靠性的联合电力系统。其中，超高压、远距离输电线路承担着连接受端系统和远区大容量电厂或不同分区电力系统的任务，起着十分重要的作用。然而远距离输电线路也会给电力系统的运行带来诸多问题，因此，如何准确、快速、有效地调节和监控远距离输电线路的运行特性，改善系统的稳态特性和暂态特性，一直是一项重要的研究课题。
目前解决远距离输电线路阻抗问题的常用方法有提高输出电压、串联电容器补偿和静止无功补偿等，但均存在较大问题。对于提高输出电压来说，电力系统需要额外增加器件的投资，加大了线路的绝缘压力，也增加了线路损耗。串联电容补偿是一种有效的补偿手段，它通过电容补偿线路电感，从而降低线路的电抗，提高线路的输送能力，提高系统的静态和暂态稳定性，但是串联电容容易引起系统次同步振荡(SSR)，因而受到一定补偿度的限制。且由于其串联在电力回路中，采用接触器(低压电路)或可控硅(超高压电路)控制，对电力系统的稳定运行及供电安全造成较大的威胁。静止无功补偿器能够补偿接入点的电压，改善系统的稳态特性，但是它只能补偿系统的无功功率，对系统的有功功率控制能力较弱，而且其补偿能力会受接入点电压的影响。
发明内容
本发明提供了一种双铁芯三绕组串联耦合阻抗线性补偿分流器，在保证线圈自平衡、高通流性的同时实现系统容性耦合接入功能，可线性无级的自动适应系统电流的变化，输出不同的容性无功电流；本发明同时提供了基于此分流器的补偿方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
双铁芯三绕组串联耦合阻抗线性补偿分流器，包括铁芯、一次侧耦合线圈、二次侧 1/16升压线圈和1/8升压线圈，所述1/16升压线圈和1/8升压线圈分别绕在铁芯的2个铁芯柱上，并分别并联电容组，一次侧耦合线圈设在分流器的最外围。
所述铁芯为口形。
所述电容组根据自身单体容量由多个电容并联组成，且1/16升压线圈和1/8升压线圈并联电容组的电容容量关系为1:2。
基于双铁芯三绕组串联耦合阻抗线性补偿分流器的补偿方法，分流器一次侧耦合线圈和二次侧升压线圈采用电磁耦合方式，一次侧耦合线圈通过铁芯在二次升压线圈感应出感应电压，促使并联在二次线圈上的电容产生容性电流并自动耦合回一次回路中，且回路中的容性补偿电流大小随主电路电流的大小发生相应变化。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)采用高低压双线圈的方式接入电力系统中，一次线圈具有很高的通流性，2个二次线圈可保证分流器具有超高的工作可靠性；因此不仅实现了串联容性补偿的线性调节，同时也解决了系统的可靠性问题；
2)采用分流器耦合的方式进行串联容性补偿，在保证线圈自平衡、高通流性的同时实现系统容性耦合接入功能，可线性无极的自动适应系统电流的变化，输出不同的容性无功电流。
附图说明
图1是本发明所述分流器的主视图。
图2是本发明所述分流器的俯视图。
图3是本发明所述分流器的绕组接线原理图。
图中：1.铁芯 1a.铁芯柱 1b.铁轭 2.1/16升压线圈 3.1/8升压线圈 4.耦合线圈 C1/C2/C3/C4.电容
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
见图1-图2，是本发明所述分流器的结构示意图，本发明所述双铁芯三绕组串联耦合阻抗线性补偿分流器，包括铁芯1、一次侧耦合线圈4、二次侧1/16升压线圈2和1/8升压线圈3，所述1/16升压线圈2和1/8升压线圈3分别绕在铁芯1的2个铁芯柱1a上，并分别并联电容组，一次侧耦合线圈4设在分流器的最外围。
所述铁芯1为口形。
所述电容组根据自身单体容量由多个电容并联组成，且1/16升压线圈2和1/8升压线圈3并联电容组的电容容量关系为1:2。
基于双铁芯三绕组串联耦合阻抗线性补偿分流器的补偿方法，分流器一次侧耦合线圈4和二次侧升压线圈2、3采用电磁耦合方式，一次侧耦合线圈4通过铁芯1在二次升压线圈2、3感应出感应电压，促使并联在二次线圈2、3上的电容产生容性电流并自动耦合回一次回路中，且回路中的容性补偿电流大小随主电路电流的大小发生相应变化。
变电、输电和有电设备中大都是感性负荷，会加大系统中的电流，在绕组中并联接入电容后，由于流过电容的容性电流与系统中的感性电流相位相反，可抵消一部分感性电流，因而可以起到减少系统中的电流，减轻输变电设备的负荷，提高输出能力，也就是提高功率因数的作用。电容组采用平衡保护，因此每个电容组中的电容数均为偶数，且1/16升压线圈2和1/8升压线圈3并联电容组的电容数相等。
所述1/16升压线圈2是指其绕制匝数与一次耦合线圈的绕制匝数之比为1：16，1/8升压线圈3是指其绕制匝数与一次耦合线圈的绕制匝数之比为1：8，两种升压线圈的绕制方法完全相同，1/8升压线圈3的容量是1/16升压线圈2容量的两倍，根据计算原副线圈的匝数比可确定各升压线圈的具体绕制匝数，此为常规技术，在此不加赘述。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例1】
如图1、图2所示，本实施例分流器采用口形铁芯1，其两侧长边(铁芯柱1a)分别绕有二次侧1/16升压线圈2和二次侧1/8升压线圈3，铁芯1没有绕组的部分为铁轭1b。一次侧耦合绕圈4设置在绕制了二次升压绕圈2、3的铁芯外部，呈椭圆形将绕有二次侧升压线圈2、3的部分包围起来，形成双铁芯三相三绕组串联耦合分流器。
如图3所示，是本实施例分流器的绕组接线图。一次侧耦合线圈4连接主供电线路即电源输入端，然后依次连接二次侧1/16升压线圈2和1/8升压线圈3，1/16升压线圈2并联有电容C1和C2组成的电容组，1/8升压线圈3并联有电容C3和C4组成的电容组，2个电容组串联后接输出端，1/16升压线圈2和1/8升压线圈3另外有一端接零线。
以下为升压线圈2、3分别投入或共同投入时，电路升压比的测量结果：
1)1/16升压线圈2投入时测量结果:
A相：进线电压231.9V；出线电压245.2V；升压比5.7％；
B相：进线电压232V；出线电压246V；升压比6.0％；
C相：进线电压231V；出线电压244.8V；升压比5.97％。
2)1/8升压线圈3投入时测量结果：
A相：进线电压233.6V；出线电压259.8V；升压比11.2％；
B相：进线电压234V；出线电压260.1V；升压比11.2％；
C相：进线电压231.6V；出线电压255.5V；升压比10.3％。
3)1/16升压线圈2和1/8升压线圈3共同投入时测量结果：
A相：进线电压234.9V；出线电压281.7V；升压比19.9％；
B相：进线电压237.9V；出线电压280.6V；升压比17.9％；
C相：进线电压235.5V；出线电压273.3V；升压比16.1％。
由以上结果可以看出，采用本发明后，电力系统的输出能力即线路终端的端电压得到了较大的提高。