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隨著超高壓和特高壓電網(wǎng)的興建和發(fā)展，以及電力負(fù)荷變化的日益加劇，新型超（特）高壓可控電抗器的研究和應(yīng)用得到越來越廣泛的重視和加強(qiáng)。可控電抗器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景和潛力十分廣闊。在超高壓遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)中，可控電抗器能夠起到抑制系統(tǒng)過電壓，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，增大輸電能力，抑制系統(tǒng)功率振蕩，補(bǔ)償無功并提高功率因數(shù)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(diǎn)。因此，磁飽和可控電抗器已經(jīng)成為超高壓，尤其是特高壓電網(wǎng)的核心技術(shù)之一。

有相關(guān)學(xué)者對(duì)MSCR進(jìn)行了諸多研究，但以往的研究大多針對(duì)小型可控電抗器模型，并不能反映超高壓電抗器在電網(wǎng)中真實(shí)的工作狀態(tài)，并且所研究的可控電抗器電路和工作狀態(tài)復(fù)雜，控制方式繁瑣，工作繞組中諧波較為嚴(yán)重。

沈陽工業(yè)大學(xué)、特變電工沈陽變壓器集團(tuán)的研究人員，基于一臺(tái)產(chǎn)品級(jí)的800kV超高壓（Extra- High Voltage, EHV）MSCR，對(duì)其工作機(jī)理和諧波特性進(jìn)行理論分析；結(jié)合實(shí)際掛網(wǎng)運(yùn)行，采取在取能線圈與控制系統(tǒng)之間配置低壓5次、7次濾波器的諧波抑制方法對(duì)網(wǎng)側(cè)繞組諧波加以抑制，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證；最后對(duì)其控制特性和容量階躍調(diào)節(jié)進(jìn)行測量，其控制特性呈現(xiàn)近似線性，并且能夠?qū)崿F(xiàn)全容量范圍快速階躍調(diào)節(jié)。

圖1 800kV超高壓MSCR接線原理

圖2 800kV MSCR實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

研究人員最后總結(jié)指出：

• 1）MSCR在額定工況范圍內(nèi)，其控制特性呈線性變化，證明MSCR具有優(yōu)越的控制特性。
• 2）MSCR采用自取能控制系統(tǒng)，既可以使3k次諧波得到有效抑制，又可以解決在特殊應(yīng)用場合取能困難的問題。
• 3）在75%的階躍中，MSCR上升階躍時(shí)間為1.639s，下降階躍時(shí)間為0.971s，容量階躍調(diào)節(jié)反應(yīng)靈敏，調(diào)節(jié)迅速。
• 4）MSCR網(wǎng)側(cè)繞組內(nèi)幾乎不含偶次和3k次諧波，在低容量范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，網(wǎng)側(cè)繞組5次和7次諧波均呈“M”形波動(dòng)。同時(shí)，在MSCR取能線圈和控制系統(tǒng)之間配置5次和7次濾波器后，網(wǎng)側(cè)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(wǎng)要求。

綜上，800kV超高壓MSCR具有容量大、調(diào)節(jié)連續(xù)方便、諧波含量小的性能特點(diǎn)，為我國超高壓電網(wǎng)的電壓調(diào)節(jié)和無功控制提供了有效的技術(shù)手段，并且為1100kV特高壓MSCR的研制和掛網(wǎng)運(yùn)行提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

以上研究成果發(fā)表在2020年《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》增刊1，論文標(biāo)題為“800kV超高壓磁飽和可控電抗器的動(dòng)態(tài)特性分析及諧波抑制”，作者為王青朋、白保東、陳德志、安振。