變壓器式可控電抗器在線狀態(tài)的控制方案江渝，林澤科，劉和平，鄭群英（重慶大學(xué)輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)的逆變器。根據(jù)電抗器的工作原理可知8，根據(jù)原邊電流（或原邊電壓，以下選擇原邊電壓）的狀態(tài)，通過控制副邊電流實(shí)現(xiàn)對(duì)電抗器的控制，因此和/2存在如下關(guān)系）為控制量的模；zs為控制量的角度；=N，/N2為變壓器原、副邊繞組的匝數(shù)比；/2為實(shí)際副邊電流。

　　根據(jù)和式實(shí)際副邊電流源/2的等效電阻為式（2）中Rq消耗的能量即為電流源所吸收的能量，忽略開關(guān)損耗時(shí)，該能量也是逆變器直流側(cè)電容儲(chǔ)能加的能量；反之亦然。因此根據(jù)一個(gè)工頻周期內(nèi)兄消耗的能量就能有效地確定在該周期內(nèi)電容電壓的變化量AUc：其中/2為副邊基波電流有效值；T為工頻周期，Uco為該周期初始時(shí)刻的電容電壓。

　　工頻周期內(nèi)電容儲(chǔ)能的能量保持不變，電容電壓保持穩(wěn)定；當(dāng)兀0，在一個(gè)工頻周期內(nèi)電容儲(chǔ)能的能量加，電容電壓上升；當(dāng)3n/SC2n時(shí)，Rq<0，在一個(gè)工頻周期內(nèi)電容儲(chǔ)能的能量減少，電容電壓下降。

　　由此可見，通過控制副邊電流滯后原邊電壓的角度，能有效地控制電抗器逆變橋直流側(cè)的電壓。

　　1.2電抗器基波等效電抗值在線監(jiān)測(cè)的原理當(dāng)變壓器工作在電抗器狀態(tài)時(shí)，其原邊等效電阻遠(yuǎn)小于其原邊等效電抗，忽略電阻影響時(shí)，其原邊基波等效電抗X與其原邊電流/i和原邊電壓U1的關(guān)系為因此，原邊基波電壓的幅值與原邊基波電流幅值之比為電抗器的電抗值。然而在電抗器的原邊電壓（或電流）中卻包含諧波分量，此時(shí)原邊電壓U1可表示為將式（5）兩邊同時(shí)分別乘以sinwt和coswt，可得：利用低通濾波器提取中的Uo較小，Un（n>2）將隨n的加而減小，而U1較大。因此將開關(guān)S置于S1，在不控制電容電壓的情況下模擬電抗器的運(yùn)行情況，如（c）所示。根據(jù)（c），如果不控制逆變器直流側(cè)的電容電壓，電容電壓將持續(xù)下降，最終將無法有效地控制副邊繞組電流，使原邊電壓、電流畸變嚴(yán)重，電抗器性能變差，甚至無法正常工作。

　　將開關(guān)S再次置于S2，并將給定電抗值設(shè)置為150，對(duì)系統(tǒng)重新進(jìn)行仿真分析。在2s時(shí)刻，系統(tǒng)己完全進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)將電抗給定值由150改為300模擬電抗器的調(diào)節(jié)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響。為電抗器調(diào)整前、后系統(tǒng)運(yùn)行的仿真波形。根據(jù)（b），電抗器在調(diào)節(jié)過程中，電容電壓uc有較小的波動(dòng)，但經(jīng)過短暫的調(diào)整后（大約0.8s）電容電壓將再次完全進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。系統(tǒng)再次進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后，電抗器的原邊等效阻抗為（8.522+299.868）U它再次有效地跟蹤了給定。

　　保持開關(guān)S與S2閉合，將電抗器的給定值仍然設(shè)置為150，再次對(duì)系統(tǒng)重新進(jìn)行仿真分析。在2s時(shí)刻，系統(tǒng)己完全進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)將電容電壓給定值‘由21⑴變?yōu)?500其他參數(shù)保持不變，其仿真結(jié)果如所示。根據(jù)，改變電容給定將能夠有效地改變電容電壓，在經(jīng)過大約1s后進(jìn)入了一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)，電容電壓的調(diào)節(jié)過程3結(jié)語變壓器式可控電抗器由于其優(yōu)越的性能而被廣泛研究和應(yīng)用。它通過控制副邊繞組電流從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電抗器的控制。但是有效控制副邊繞組電流的前提條件是逆變器直流側(cè)電壓必須滿足相應(yīng)的要求。然而，就目前采用的控制方案中不僅對(duì)電抗器本體參數(shù)的依賴較大，而且沒有考慮逆變橋直流側(cè)電容電壓的控制。針對(duì)上述問題，采用了提取電抗器原邊繞組電壓、電流的基波分量，從而在線監(jiān)測(cè)當(dāng)前狀態(tài)下電抗器的電抗值，通過比較給定電抗值和當(dāng)前狀態(tài)下電抗器的電抗值，確定副邊繞組電流的幅值；根據(jù)給定的電容電壓值和電容電壓的實(shí)際值的差以及原邊基波電壓分量的相位共同確定副邊繞組電流的相位。該控制方案不僅能夠在不依賴電抗器本體參數(shù)的情況下有效地控制電抗器，同時(shí)還能夠有效地控制逆變橋直流側(cè)的電容電壓，為變壓器式電抗器的高性能運(yùn)行提供了條件。通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方案的正確性和可行性。